CN105305357A - 高压输电线改进型防雷结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线改进型防雷结构，包括架设于塔杆上的避雷线及用于以上避雷线接地的接地线，所述避雷线与塔杆上的输电线数量相等，单根避雷线与单根输电线一一对应形成一对一的保护关系；且处于同一一对一保护关系中的输电线与避雷线相互平行，该输电线位于该避雷线的下方，输电线与避雷线的保护角不大于15°；所述接地线包括金属箍环及连接避雷线与金属箍环的连接线，所述金属箍环包括呈环状的环箍及固定于环箍上的多根分支接地线。本发明结构简单，实施方便，可有效减小输电线遭受雷击的可能性和降低电力网络的雷击跳闸率。

Description

高压输电线改进型防雷结构

技术领域

本发明涉及电力输送防雷设备领域，特别是涉及一种高压输电线改进型防雷结构。

背景技术

雷电是影响输电线安全的重要因素，特别在夏季，占据线路故障跳闸的第一位，并且雷电为大气活动自然现象，迄今还不可控制。为此，需要我们通过对雷电产生的前兆、发展过程、袭击方式等现象进行分析总结，寻找雷电规律，以利做出更有利的研究设计和改造措施。

图1是现有技术中常见的两种高压输电线与铁塔型结构，其中左边的是猫头鹰式，输电线为三角形排列，右边的是羊角形式，输电线为水平排列。

图2进一步示出了杆塔、输电线、避雷线之间的相互关系。然而在高山峻岭和江河湖泊，电力杆塔往往跨度大，输电线弧垂大，随风吹摆度最大，导线平时在保护角内，但在强风吹刮下完全可能超出保护范围；江河湖泊无遮拦无阻隔，雷电可以直击、斜击、饶击等，从不同方向打向杆塔和输电线。故以上场所的输电线仍然容易遭受雷击，任然是电力设施受损最严重，跳闸率最高的地方。

发明内容

针对上述现有技术中在高山峻岭和江河湖泊区域，输电线弧垂大，随风吹摆度最大，导线平时在保护角内，但在强风吹刮下完全可能超出保护范围；江河湖泊无遮拦无阻隔，雷电可以直击、斜击、饶击等，从不同方向打向杆塔和输电线，以上场所的输电线仍然容易遭受雷击，仍然是电力设施受损最严重，跳闸率最高的地方的问题，本发明提供了一种高压输电线改进型防雷结构。

针对上述问题，本发明提供的高压输电线改进型防雷结构通过以下技术要点来达到目的：高压输电线改进型防雷结构，包括架设于塔杆上的避雷线及用于以上避雷线接地的接地线，所述避雷线与塔杆上的输电线数量相等，单根避雷线与单根输电线一一对应形成一对一的保护关系；

且处于同一一对一保护关系中的输电线与避雷线相互平行，该输电线位于该避雷线的下方，输电线与避雷线的保护角不大于15°；

所述接地线包括金属箍环及连接避雷线与金属箍环的连接线，所述金属箍环包括呈环状的环箍及固定于环箍上的多根分支接地线。

具体的，以上结构形式中，采用避雷线与输电线一一对应形成一对一的保护关系的结构形式，即便于实现单根避雷线对单个输电线进行针对性保护，可有效避免现有常用的两根避雷线与三根输电线的组合方式中易出现的有的输电线在有效保护角之外的情况；进一步的，以上保护角即为输电线与对应避雷线的连线与铅垂线的夹角，对以上保护角大小的进一步限定，有利于避免因为输电线在重力作用下产生的较大的弧垂，或在风里的作用下，输电线保护角超出有效保护范围；进一步的，相较于传统的接地线，本结构中提供了金属箍环，金属箍环包括环箍及分支接地线的结构形式，这样环箍可方便的固定于塔杆上，这样，连接金属箍环与避雷线的连接线在使用过程中由于其两端的连接点位置固定，可有效避免因为拉应力造成避雷线接地不良甚至接地失效；进一步的，采用在环箍上设置多根分支接地线的结构形式，便于通过环箍、分支接地线与地面较大的接触面积实现避雷线较小的接地电阻，同时分支接地线相互之间并联的结构形式，相较于传统的采用一根接地线的形式，更可获得小于4欧姆的接地阻值；同时，以上避雷线便于实现区域性避雷防护，即以上结构的结构体系便于在现有技术采用两根避雷线保护三根输电线的形式上，选择性的在高山峻岭和江河湖泊雷击多，雷击厉害，跳闸率大的地方增加为三根避雷线，而在平原、跨度小、雷击少的地方，亦可保持两根避雷线的形式，即本结构具有较好的灵活性，有利于针对不同环境、不同需要采取不同方案。

更进一步的技术方案为：

作为一种结构简单、在现有塔杆上改动小，可方便的在现有塔杆上实现本方案、同时利于塔杆受力的结构形式，还包括用于避雷线及输电线架设的横担，所述避雷线和输电线均架设在横担上，所述横担固定于塔杆上，且横担与塔杆相互垂直，避雷线与输电线在横担上的分布均相对于塔杆对称。以上形式可在现有横担的基础上适当增加横担的长度以用于第三根避雷线的架设和其他两根避雷线的位置调整。

作为一种便于使得输电线在正常情况下或风力作用下晃动的过程中，始终能处于两根避雷线之间，所述避雷线及输电线均不止一根，且避雷线及输电线均成排平行布置，在避雷线与避雷线或输电线与输电线的间距方向上，任意一根输电线均位于两根避雷线之间。

为使得输电线在晃动时与避雷线始终具有较小的保护角，所述避雷线和输电线均为三根，处于中间的输电线位于处于中间的避雷线的正下方，两侧的输电线与对应避雷线的保护角介于5°至10°之间。

作为一种便于环箍与塔杆连接、且连接点便于在锥状塔杆底端选取的环箍结构形式，所述环箍呈抱箍状，所述环箍包括不闭合的环形箍体及固定于环形箍体开口端的连接支板，所述连接支板螺栓连接。

为使得所述环箍能够适应能打直径范围区间的塔杆，所述环形箍体由多段弧形板或弧形条组成，每段弧形板或弧形条的两端均设置有连接支板。

作为一种具有良好防腐能力、同时在完成环箍与塔杆连接时，环形箍体内表面与塔杆能够良好贴合的结构形式，所述弧形板均为厚度介于3mm至5mm的不锈钢钢板弧形板、镀锌弧形板、铜板中的一种或几种，所述弧形条为直径介于8mm至10mm的不锈钢钢钢条、镀锌弧形条、铜条中的一种或几种。

作为一种便于巩固环形箍体与塔杆固定稳定性、同时在一定程度上可增大环形箍体对塔杆直径适应范围的结构形式，所述环形箍体呈两端直径不等的圆锥台状，且环形箍体的内壁面上还设置有凹凸细纹。

作为一种有利于塔杆固定于大地上稳定性的分支地线结构形式，所述分支接地线均为设置有弧形段的刚性金属导体，且分支接地线在环箍上呈环状均布，分支接地线的自由端相对于环箍呈发散状。

作为一种利于降低接地电阻的技术方案，所述分支接地线的周边还敷设有降阻剂。

本发明具有以下有益效果：

1、采用避雷线与输电线一一对应形成一对一的保护关系的结构形式，即便于实现单根避雷线对单个输电线进行针对性保护，可有效避免现有常用的两根避雷线与三根输电线的组合方式中易出现的有的输电线在有效保护角之外的情况。

2、进一步的，以上保护角即为输电线与对应避雷线的连线与铅垂线的夹角，对以上保护角大小的进一步限定，有利于避免因为输电线在重力作用下产生的较大的弧垂，或在风里的作用下，输电线保护角超出有效保护范围。

3、进一步的，相较于传统的接地线，本结构中提供了金属箍环，金属箍环包括环箍及分支接地线的结构形式，这样环箍可方便的固定于塔杆上，这样，连接金属箍环与避雷线的连接线在使用过程中由于其两端的连接点位置固定，可有效避免因为拉应力造成避雷线接地不良甚至接地失效。

4、进一步的，采用在环箍上设置多根分支接地线的结构形式，便于通过环箍、分支接地线与地面较大的接触面积实现避雷线较小的接地电阻，同时分支接地线相互之间并联的结构形式，相较于传统的采用一根接地线的形式，更可获得小于4欧姆的接地阻值。

5、同时，以上避雷线便于实现区域性避雷防护，即以上结构的结构体系便于在现有技术采用两根避雷线保护三根输电线的形式上，选择性的在高山峻岭和江河湖泊雷击多，雷击厉害，跳闸率大的地方增加为三根避雷线，而在平原、跨度小、雷击少的地方，亦可保持两根避雷线的形式，即本结构具有较好的灵活性，有利于针对不同环境、不同需要采取不同方案。

6、本技术方案简单，实施经济投入少，可将雷击跳闸率在现有技术的基础上降低一半以上。

附图说明

图1是现有技术中输电线避雷结构示意图，其中，该图右侧的三角形即为保护角结构，其中f代表角度大小，h是避雷线到输电线的垂直高度，x是避雷线到输电线的水平距离，r是避雷线到输电线长度；

图2是现有技术中采用两根避雷线、三根输电线结构形式中，避雷线与输电线的相对位置及保护角示意图，图中f即为保护角；

图3是本发明所述的高压输电线改进型防雷结构一个具体实施例的结构示意图；

图4是是本发明所述的高压输电线改进型防雷结构一个具体实施例中，金属箍环的结构示意图。

图中的标号分别代表：1、塔杆，2、输电线，3、避雷线，4、横担，5、连接线，6、环箍，7、分支接地线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图3和图4所示，高压输电线改进型防雷结构，包括架设于塔杆1上的避雷线3及用于以上避雷线3接地的接地线，所述避雷线3与塔杆1上的输电线2数量相等，单根避雷线3与单根输电线2一一对应形成一对一的保护关系；

且处于同一一对一保护关系中的输电线2与避雷线3相互平行，该输电线2位于该避雷线3的下方，输电线2与避雷线3的保护角不大于15°；

所述接地线包括金属箍环及连接避雷线3与金属箍环的连接线5，所述金属箍环包括呈环状的环箍6及固定于环箍6上的多根分支接地线7。

具体的，以上结构形式中，采用避雷线3与输电线2一一对应形成一对一的保护关系的结构形式，即便于实现单根避雷线3对单个输电线2进行针对性保护，可有效避免现有常用的两根避雷线3与三根输电线2的组合方式中易出现的有的输电线2在有效保护角之外的情况；进一步的，以上保护角即为输电线2与对应避雷线3的连线与铅垂线的夹角，对以上保护角大小的进一步限定，有利于避免因为输电线2在重力作用下产生的较大的弧垂，或在风里的作用下，输电线2保护角超出有效保护范围。

进一步的，相较于传统的接地线，本结构中提供了金属箍环，金属箍环包括环箍6及分支接地线7的结构形式，这样环箍6可方便的固定于塔杆1上，这样，连接金属箍环与避雷线3的连接线5在使用过程中由于其两端的连接点位置固定，可有效避免因为拉应力造成避雷线3接地不良甚至接地失效；进一步的，采用在环箍6上设置多根分支接地线7的结构形式，便于通过环箍6、分支接地线7与地面较大的接触面积实现避雷线3较小的接地电阻，同时分支接地线7相互之间并联的结构形式，相较于传统的采用一根接地线的形式，更可获得小于4欧姆的接地阻值。

同时，以上避雷线3便于实现区域性避雷防护，即以上结构的结构体系便于在现有技术采用两根避雷线3保护三根输电线2的形式上，选择性的在高山峻岭和江河湖泊雷击多，雷击厉害，跳闸率大的地方增加为三根避雷线3，而在平原、跨度小、雷击少的地方，亦可保持两根避雷线3的形式，即本结构具有较好的灵活性，有利于针对不同环境、不同需要采取不同方案。

实施例2：

如图3和图4所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为一种结构简单、在现有塔杆1上改动小，可方便的在现有塔杆1上实现本方案、同时利于塔杆1受力的结构形式，还包括用于避雷线3及输电线2架设的横担4，所述避雷线3和输电线2均架设在横担4上，所述横担4固定于塔杆1上，且横担4与塔杆1相互垂直，避雷线3与输电线2在横担4上的分布均相对于塔杆1对称。以上形式可在现有横担4的基础上适当增加横担4的长度以用于第三根避雷线3的架设和其他两根避雷线3的位置调整。

作为一种便于使得输电线2在正常情况下或风力作用下晃动的过程中，始终能处于两根避雷线3之间，所述避雷线及输电线2均不止一根，且避雷线3及输电线2均成排平行布置，在避雷线3与避雷线3或输电线2与输电线2的间距方向上，任意一根输电线2均位于两根避雷线3之间。

为使得输电线2在晃动时与避雷线3始终具有较小的保护角，所述避雷线3和输电线2均为三根，处于中间的输电线2位于处于中间的避雷线3的正下方，两侧的输电线2与对应避雷线3的保护角介于5°至10°之间。

作为一种便于环箍6与塔杆1连接、且连接点便于在锥状塔杆1底端选取的环箍6结构形式，所述环箍6呈抱箍状，所述环箍6包括不闭合的环形箍体及固定于环形箍体开口端的连接支板，所述连接支板采用螺栓连接，以适应和扩大针对不同杆体直径的使用范围。

为使得所述环箍6能够适应能打直径范围区间的塔杆1，所述环形箍体由多段弧形板或弧形条组成，每段弧形板或弧形条的两端均设置有连接支板。

作为一种具有良好防腐能力、同时在完成环箍6与塔杆1连接时，环形箍体内表面与塔杆1能够良好贴合的结构形式，所述弧形板均为厚度介于3mm至5mm的不锈钢钢板弧形板、镀锌弧形板、铜板中的一种或几种，所述弧形条为直径介于8mm至10mm的不锈钢钢钢条、镀锌弧形条、铜条中的一种或几种。

作为一种便于巩固环形箍体与塔杆1固定稳定性、同时在一定程度上可增大环形箍体对塔杆1直径适应范围的结构形式，所述环形箍体呈两端直径不等的圆锥台状，且环形箍体的内壁面上还设置有凹凸细纹。

作为一种有利于塔杆1固定于大地上稳定性的分支地线结构形式，所述分支接地线7均为设置有弧形段的刚性金属导体，且分支接地线7在环箍6上呈环状均布，分支接地线7的自由端相对于环箍6呈发散状。

作为一种利于降低接地电阻的技术方案，所述分支接地线7的周边还敷设有降阻剂。本实施例中选择型号为HTJ03型降阻剂。

实施例3：

本发明还提供了一种具体的高压输电线改进型防雷结构具体形式，该实施例针对电压为20kV的三相输电线2，塔杆1高度为20米，三根避雷线3平行排列与三根输电线2上方，且相连的避雷线3的间距离为5.5米，避雷线3与输电线2垂直高度为5.5米，输电线2的线间距离是5米，且中间的输电线2位于中间的避雷线3的正下方。

同时本实施例公开了一种金属箍环的具体结构，其中，分支接地线7均由直径为20mm、长度为800-1000mm的铜棒一端弯曲而成，以上铜棒的弯曲侧为自由端，铜棒的另一端固定于环箍6上，铜棒的自由端相对于环箍6呈向外发散状，且铜棒的自由端相对于环箍6外伸300mm，环箍6和连接支板均采用厚度为5mm的不锈钢板制造而成，且环箍6为不闭合的环状结构；为适应现有广泛采用的水泥塔杆1，或铁塔的水泥基座，环箍6的内径取400mm，高度取80mm，另外环箍6的开口端为40mm宽的开口，连接支板的边长尺寸为80mm*50mm，连接支板采用直径为10mm的不锈钢螺栓相连。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.高压输电线改进型防雷结构，包括架设于塔杆（1）上的避雷线（3）及用于以上避雷线（3）接地的接地线，其特征在于，所述避雷线（3）与塔杆（1）上的输电线（2）数量相等，单根避雷线（3）与单根输电线（2）一一对应形成一对一的保护关系；

且处于同一一对一保护关系中的输电线（2）与避雷线（3）相互平行，该输电线（2）位于该避雷线（3）的下方，输电线（2）与避雷线（3）的保护角不大于15°；

所述接地线包括金属箍环及连接避雷线（3）与金属箍环的连接线（5），所述金属箍环包括呈环状的环箍（6）及固定于环箍（6）上的多根分支接地线（7）。

2.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，还包括用于避雷线（3）及输电线（2）架设的横担（4），所述避雷线（3）和输电线（2）均架设在横担（4）上，所述横担（4）固定于塔杆（1）上，且横担（4）与塔杆（1）相互垂直，避雷线（3）与输电线（2）在横担（4）上的分布均相对于塔杆（1）对称。

3.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述避雷线及输电线（2）均不止一根，且避雷线（3）及输电线（2）均成排平行布置，在避雷线（3）与避雷线（3）或输电线（2）与输电线（2）的间距方向上，任意一根输电线（2）均位于两根避雷线（3）之间。

4.根据权利要求中3所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述避雷线（3）和输电线（2）均为三根，处于中间的输电线（2）位于处于中间的避雷线（3）的正下方，两侧的输电线（2）与对应避雷线（3）的保护角介于5°至10°之间。

5.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述环箍（6）呈抱箍状，所述环箍（6）包括不闭合的环形箍体及固定于环形箍体开口端的连接支板，所述连接支板螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述环形箍体由多段弧形板或弧形条组成，每段弧形板或弧形条的两端均设置有连接支板。

7.根据权利要求6所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述弧形板均为厚度介于3mm至5mm的不锈钢钢板弧形板、镀锌弧形板、铜板中的一种或几种，所述弧形条为直径介于8mm至10mm的不锈钢钢钢条、镀锌弧形条、铜条中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述环箍（6）呈两端直径不等的圆锥台状，且环箍（6）的内壁面上还设置有凹凸细纹。

9.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述分支接地线（7）均为设置有弧形段的刚性金属导体，且分支接地线（7）在环箍（6）上呈环状均布，分支接地线（7）的自由端相对于环箍（6）呈发散状。

10.根据权利要求1所述的高压输电线改进型防雷结构，其特征在于，所述分支接地线（7）的周边还敷设有降阻剂。