CN105182195A

CN105182195A - 带串联间隙避雷器间隙距离确定方法

Info

Publication number: CN105182195A
Application number: CN201510536088.3A
Authority: CN
Inventors: 陈波
Original assignee: Wuhu Kaixin Lightning Arrester Co Ltd
Current assignee: Wuhu Kaixin Lightning Arrester Co Ltd
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明涉及带串联间隙避雷器间隙距离确定方法,包括如下步骤：步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间隙的50％放电电压U_LS50％,U_LS50％＝(U_LG50％+U_1mA)*m，其中，U_LG50％为串联间隙的50％冲击放电电压，U_1mA为避雷器本体的直流1mA参考电压,m为配合系数；步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50％放电概率的放电电压，以U_LS50％为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。本发明通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。

Description

带串联间隙避雷器间隙距离确定方法

技术领域

本发明属于电力保护技术领域，涉及到一种带串联间隙的避雷器，具体涉及一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法。

背景技术

随着电力线路的增加，因雷击引起的线路跳闸事故日益增多。线路避雷器在线路防雷中发挥了重要作用。带串联间隙避雷器由避雷器本体与外间隙串联组成，避雷器本体只在间隙放电时才承受工作电压的作用。工作电压下，避雷器间隙与本体承担的电压按照各自电容分压。间隙与本体相比，本体容抗起主导作用，本体在运行电压下承担的电压很小，电阻片无劣化问题。因而，对有间隙避雷器具有可靠性高，运行寿命长等优点，在线路防雷保护上得到迅速的发展。带串联间隙避雷器在架空电力线路中应用的关键在于保持合适的间隙距离，而该间隙距离受外界因素，例如海拔高度、干湿度等因素的影响，应做相应调整；同样，也需要根据被保护对象的绝缘水平而对间隙距离做相应调整目前，国内使用的带串联间隙避雷器大多仅仅粗略的给出了间隙距离的范围，缺乏理论的指导依据。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。

本发明的技术方案是：一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，包括如下步骤：步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间隙的50％放电电压U_LS50％,U_LS50％＝(U_LG50％+U_1mA)*m，其中，U_LG50％为串联间隙的50％冲击放电电压，U_1mA为避雷器本体的直流1mA参考电压,m为配合系数；步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50％放电概率的放电电压，以U_LS50％为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。所述步骤一中选取50％放电概率的放电电压。所述步骤二中配合系数m为1.2。所述步骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为N₁＝[n₁，n₂，n₃…n₂₀]；b调用Matlab软件中的函数[μ,σ]＝normfit(N₁),拟合出该列数据服从正态分布的均值μ和方差σ；c调用函数U_50％＝norminv(0.5,μ,σ)和U_0.1％＝norminv(0.001,μ,σ)可分别计算出服从正态分布的50％以及0.1％击穿概率的击穿电压值。所述步骤a中，实验电压由低往高施加，没有发生闪络时，增加5kV电压继续施加，知道发生闪络，记录下雷电击穿闪络电压U_i,在每种类型的绝缘子下，重复20次，得到一组实验数据，然后对实验数据采用正态分布的方法进行处理，得到绝缘子串50％闪络概率的放电电压。所述试验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串，采用13片XP-70绝缘子，为220kV输电线路最小片数的绝缘子串，单片XP-70绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70绝缘子串干弧距离为1902mm。所述试验用绝缘子选用棒形悬式复合绝缘子，FXB1-220/100，两边带防晕环，环径为360mm，干弧距离为1968mm。所述试验用绝缘子选用线路避雷器，YH10CX-192/520，避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距离调到最大值950mm。所述避雷器的间隙距离设置±50mm的调节范围。

本发明有如下积极效果：通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

避雷器的串联间隙设计原则有串联间隙避雷器间隙距离的确定,需要满足以下三个条件。雷电冲击下,间隙应可靠动作,保证被保护绝缘子串免于雷击闪络。为满足这一要求,可把间隙距离选择小一些,使避雷器和绝缘子串在雷电冲击下有较大的配合裕度。能够耐受暂时过电压和部分操作过电压。为满足这一要求,串联间隙距离应足够大,保证避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作,避雷器本体在异常情况下出现故障时,间隙能可靠隔离。雷击使间隙动作后,在系统工频恢复电压下间隙应在1～2个工频周期内可靠地熄灭工频续流。要满足这一要求,除了间隙距离要适度外,还与避雷器本体的参考电压有关。

线路型串联间隙避雷器的50％雷电冲击放电电压U_LG50％约等于串联间隙的50％雷电冲击放电电压U_LG50％与避雷器本体直流U_1mA之和。即U_L50％＝U_LG50％+U_1mA，线路绝缘子串的50％雷电冲击放电电压U_LS50％与线路避雷器与U_L50％的配合系数取1.2，则U_LS50％＝1.2U_LG50％＝1.2(U_LG50％+U_1mA)，则则串联间隙的由此可见，要确定串联间隙的间隙距离，需要确定串联间隙的50％冲击放电电压U_LG50％，而间隙的50％冲击放电电压U_LG50％又由绝缘子串的50％冲击放电电压U_L50％和雷器本体直流U_1mA共同确定。

间隙确定方法包括三个步骤，步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间隙的50％放电电压U_LS50％,U_LS50％＝(U_LG50％+U_1mA)*m，其中，U_LG50％为串联间隙的50％冲击放电电压，U_1mA为避雷器本体的直流1mA参考电压,m为配合系数；步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50％放电概率的放电电压，以U_LS50％为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。

步骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为N₁＝[n₁，n₂，n₃…n₂₀]；b调用Matlab软件中的函数[μ,σ]＝normfit(N₁),拟合出该列数据服从正态分布的均值μ和方差σ；c调用函数U_50％＝norminv(0.5,μ,σ)和U_0.1％＝norminv(0.001,μ,σ)可分别计算出服从正态分布的50％以及0.1％击穿概率的击穿电压值。

因串联间隙避雷器需在安装现场调整间隙距离,考虑其间隙在杆塔上的可调节余量,因此避雷器的间隙距离考虑±50mm的调节范围。

试验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串、棒形悬式复合绝缘子和线路避雷器，盘形悬式绝缘子串采用13片XP-70绝缘子，为220kV输电线路最小片数的绝缘子串，单片XP-70绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70绝缘子串干弧距离为1902mm。棒形悬式复合绝缘子，FXB1-220/100，两边带防晕环，环径为360mm，干弧距离为1968mm。线路避雷器，YH10CX-192/520，避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距离调到最大值950mm。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；

步骤二：计算避雷器串联间隙的50％放电电压U_LS50％,U_LS50％＝(U_LG50％+U_1mA)*m，其中，U_LG50％为串联间隙的50％冲击放电电压，U_1mA为避雷器本体的直流1mA参考电压,m为配合系数；

步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50％放电概率的放电电压，以U_LS50％为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。

2.根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步骤一中选取50％放电概率的放电电压。

3.根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步骤二中配合系数m为1.2。

4.根据权利要求2所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为N₁＝[n₁，n₂，n₃…n₂₀]；b调用Matlab软件中的函数[μ,σ]＝normfit(N₁),拟合出该列数据服从正态分布的均值μ和方差σ；c调用函数U_50％＝norminv(0.5,μ,σ)和U_0.1％＝norminv(0.001,μ,σ)可分别计算出服从正态分布的50％以及0.1％击穿概率的击穿电压值。

5.根据权利要求4所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步骤a中，实验电压由低往高施加，没有发生闪络时，增加5kV电压继续施加，知道发生闪络，记录下雷电击穿闪络电压U_i,在每种类型的绝缘子下，重复20次，得到一组实验数据，然后对实验数据采用正态分布的方法进行处理，得到绝缘子串50％闪络概率的放电电压。

6.根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串，采用13片XP-70绝缘子，为220kV输电线路最小片数的绝缘子串，单片XP-70绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70绝缘子串干弧距离为1902mm。

7.根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试验用绝缘子选用棒形悬式复合绝缘子，FXB1-220/100，两边带防晕环，环径为360mm，干弧距离为1968mm。

8.根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试验用绝缘子选用线路避雷器，YH10CX-192/520，避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距离调到最大值950mm。

9.根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述避雷器的间隙距离设置±50mm的调节范围。