CN108092220A - 输电线路 - Google Patents

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CN108092220A CN201711126517.5A CN201711126517A CN108092220A CN 108092220 A CN108092220 A CN 108092220A CN 201711126517 A CN201711126517 A CN 201711126517A CN 108092220 A CN108092220 A CN 108092220A
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彭谦
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
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    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Abstract

本公开是关于一种输电线路，属于电力系统技术领域。该输电线路包括三相导线、至少一根OPGW地线、多个杆塔和多个过电压保护装置，其中：过电压保护装置为管状结构，过电压保护装置的管内设置有氧化锌限压元件；每个过电压保护装置均固定在杆塔上，并与相固定的杆塔电性连接；每根OPGW地线均与相固定的过电压保护装置电性连接；三相导线位于至少一根OPGW地线的下方，并通过绝缘体固定在多个杆塔上；过电压保护装置，用于当OPGW地线与杆塔之间的电压差小于或者等于整定电压值时，控制OPGW地线与杆塔之间的电路不导通；当OPGW地线与杆塔之间的电压差大于整定电压值时，控制OPGW地线与杆塔之间的电路导通。采用本公开，可以减少输电线路中电能的损耗，节约电能。

Description

输电线路
技术领域
本公开是关于电力系统技术领域，尤其是关于一种输电线路。
背景技术
输电线路主要是指高压和超高压输电线路，用于输送电能，主要包括三相导线、架空地线以及用以固定三相导向和架空地线的杆塔。其中，架空地线设置在三相导线的上方，并于杆塔电性连接，主要用于保护三相导线，具体的，当输电线路的上方出现雷电时，雷电首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护三相导线正常送电。架空地线还可以用于通信，具体的，将光纤放置于架空地线的内部，用于构成输电线路上的光纤通信网。这种兼具避雷与通信双重功能的架空地线，通常称作OPGW(Optical Fiber Composite OverheadGround Wire，光纤复合架空地线)地线。
现有技术中，OPGW地线的接地方式通常具有以下两种方式，方式一，OPGW地线架设在三相导线的上方，并且直接与架设输电线路的杆塔相连。方式二，OPGW地线采用“分段绝缘、一点接地”的方式架在三相导线的上方，也即是，若干段光纤复合架空地线共用一个接地点，具体的结构可以是，与光纤复合架空地线相连的相邻杆塔之间，隔着若干个不与光纤复合架空地线相连的杆塔。
在实现本公开的过程中，发明人发现至少存在以下问题：
在正常运行状态下，三相导线会产生感应电压，而OPGW地线、与OPGW地线相连的杆塔、大地之间形成回路，而产生电流，造成输电线路中电能的损耗。
发明内容
为了克服相关技术中存在的在正常运行状态下，三相导线会产生感应电压，而OPGW地线、与OPGW地线相连的杆塔、大地之间形成回路，而产生电流，造成输电线路中电能的损耗的问题，本公开提供了一种输电线路。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种输电线路，所述输电线路包括三相导线、至少一根OPGW地线、多个杆塔和多个过电压保护装置，其中：
所述过电压保护装置为管状结构，所述过电压保护装置的管内设置有氧化锌限压元件；
每个所述过电压保护装置均固定在所述杆塔上，并与相固定的杆塔电性连接；
每根所述OPGW地线均经绝缘体固定在所述多个杆塔上，并通过绝缘导线与相固定的杆塔上的过电压保护装置电性连接；
所述三相导线位于所述至少一根OPGW地线的下方，并通过绝缘体固定在所述多个杆塔上；
所述过电压保护装置，用于当所述OPGW地线与所述杆塔之间的电压差小于或者等于整定电压值时，控制所述OPGW地线与所述杆塔之间的电路不导通；当所述OPGW地线与所述杆塔之间的电压差大于所述整定电压值时，控制所述OPGW地线与所述杆塔之间的电路导通。
可选的，所述绝缘导线的一端与所述OPGW地线电性连接，所述绝缘导线的另一端通过穿刺线夹连接在所述过电压保护装置上。
可选的，所述过电压保护装置通过连接支架固定在所述杆塔上。
可选的，所述过电压保护装置与所述杆塔之间通过绝缘导线电性连接。
可选的，每个所述杆塔上均安装至少一个所述过电压保护装置。
可选的，每隔预设数值个所述杆塔安装至少一个所述过电压保护装置。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中，输电线路中的OPGW地线通过过电压保护装置安装在杆塔上，使得在输电线路非正常运行时，如在雷电天气下，雷电流较大，将过电压保护装置击穿，使OPGW地线、杆塔、大地之间形成闭合回路，OPGW地线将雷电流引向大地，避免较大的雷电流对三相导线造成损坏；在输电线路正常运行时，如非雷电天气下，过电压保护装置使OPGW地线、杆塔、大地之间的电路绝缘，避免产生感应电流，从而可以大大减少输电线路中电能的损耗，节约电能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是根据实施例示出的一种输电线路的结构示意图；
图2是根据实施例示出的一种输电线路的结构示意图；
图3是根据实施例示出的一种过电压保护装置的结构示意图。
图例说明
1、三相导线 2、OPGW地线
3、杆塔 4、过电压保护装置
5、连接支架 6、穿刺线夹
7、绝缘导线 8、绝缘导线
31、铁横担
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开实施例提供了一种输电线路，该输电线路主要应用在高压和超高压输送，是一种架空输电线路，也即是，采用输电的杆塔将三相导线和地线悬挂在空中，使导线和导线之间、导线和地线之间、导线和杆塔之间、导线和地面障碍物之间保持一定的安全距离，完成输电任务。输电线路跨越广阔的地域，在雷雨季节容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统中发生停电事故的主要原因之一。而安装架空地线可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性，因此，架空地线是高压输电线路结构的重要组成部分。
如图1和图2所示，输电线路包括三相导线1、至少一根OPGW地线2、多个杆塔3和多个过电压保护装置4，其中：每个过电压保护装置4固定在一个杆塔3上，并于相固定的杆塔3电性连接；每根OPGW地线2均经绝缘体固定在多个杆塔3上，并通过绝缘导线8与相固定的杆塔3上的过电压保护装置4电性连接；三相导线1位于OPGW地线2的下方，并通过绝缘体固定在多个杆塔3上。
其中，OPGW地线2是一种兼具接地和通信双重功能的光纤复合架空地线，OPGW地线2的内层是用于通信的光纤，外层是若干股用于接地的铝合金，这样，铝合金包裹着光纤形成光纤复合架空地线。
在实施中，三相导线1和OPGW地线2都是架在杆塔3上，并通过绝缘体固定在杆塔3上，杆塔3埋在地下。在电性关系上，三相导线1用于输送电压，与杆塔3绝缘连接；OPGW地线2用于接地，与杆塔3电性连接。在位置关系上，如图1所示，OPGW地线2位于三相导线1的上方。在实际应用中，通常三相导线1的上方通常安装两根并列的OPGW地线2。这样，当输电线路的上方出现雷电时，雷电首先击中OPGW地线2，使雷电流进入大地，以保护三相导线1正常送电。在非雷电天气下，输电线路正常送电时，OPGW地线2中会受到三相导线1中电流的电磁感应而出现感应电压，而OPGW地线2、杆塔3、大地之间形成闭合回路，这样在该回路中可以产生感应电流，造成输电线路中电能的损耗。
为解决OPGW地线2、杆塔3、大地之间形成闭合回路，导致输电线路中电能的损耗的问题，在OPGW地线2和杆塔3之间安装过电压保护装置4。其中，如图2和图3所示，OPGW地线2、电压保护装置4和杆塔3三者在固定关系上可以是：OPGW地线2通过绝缘体固定在杆塔3上；过电压保护装置4通过连接支架5固定在杆塔3上的铁横担31上；杆塔3固定在大地上。OPGW地线2、电压保护装置4和杆塔3三者在电性关系上可以是：如图3所示，电压保护装置4通过绝缘导线7与杆塔3电性连接；OPGW地线2通过绝缘导线8与电压保护装置4电性连接，具体的，绝缘导线8的一端连接在OPGW地线2上，另一端通过穿刺线夹6连接在电压保护装置4上。
其中，过电压保护装置4是管状结构，管状结构为绝缘材料，管内设置有氧化锌限压元件，这样过电压保护装置4为无间隙结构，在低电压下绝缘，高电压下击穿而瞬间导电的装置。
在实施中，氧化锌限压元件的非线性伏安特性十分优良，使得在正常工作电压下仅有几百微安的电流通过，使OPGW地线2与杆塔3之间的电路呈绝缘状态，从而，避免产生感应电流损耗输电线路中的电能，进而节约电能；当较高的电压侵入时，流过氧化锌限压元件的电流迅速增大，使OPGW地线2与杆塔3之间的电路导通，避免较大的雷电流对三相导线1造成损坏，从而，起到保护输电线路的作用，此后氧化锌限压元件又恢复高阻状态，使输电线路正常工作。另外，这种内部设置有氧化锌限压元件的无间隙过电压保护装置4具有耐污秽性能较高、保护性能好、重量轻、尺寸小的特征，应用范围广泛。
这样，当OPGW地线2与杆塔3之间的电压差小于或者等于整定电压值时，过电压保护装置4为绝缘体，使OPGW地线2与杆塔3之间的电路不导通，此时，OPGW地线2、杆塔3、大地之间的电路相当于断路；当OPGW地线2与杆塔3之间的电压差大于整定电压值时，过电压保护装置4被击穿，使OPGW地线2与杆塔3之间的电路导通，此时，OPGW地线2、杆塔3、大地之间的电路闭合，从而，OPGW地线2将高电流引向大地。
其中，上述整定电压值与三相导线1对OPGW地线2产生的最大感应电压值有关，并且稍大于该最大感应电压值。
这样，在非雷电天气下，输电线路正常运行时，过电压保护装置4使OPGW地线2、杆塔3、大地之间的电路断开，避免产生感应电流损耗输电线路中的电能；在雷电天气下，雷电流较大，将过电压保护装置4瞬间击穿，使OPGW地线2、杆塔3、大地之间形成闭合回路，OPGW地线2将雷电流引向大地，避免较大的雷电流对三相导线1造成损坏。
另外，当三相导线被短路时，如一种导体连在三相导线与OPGW地线2之间，导致OPGW地线2上的电压瞬间较大，使OPGW地线2、杆塔3、大地之间形成闭合回路，过电压保护装置4瞬间击穿，OPGW地线2将雷电流引向大地，避免OPGW地线2上的电流值过大，产生大量的热，将OPGW地线2外层的铝合金熔化，导致OPGW地线2的断股。因此，过电压保护装置4还可以用于保护OPGW地线2。
可选的，过电压保护装置4的数量可以是杆塔3的数量的两倍，每个杆塔3上均安装两个过电压保护装置4，其中，一个过电压保护装置4用于与一根OPGW地线2通过绝缘导线电性连接，另一个过电压保护装置4用于与另一根OPGW地线2通过绝缘导线电性连接。
可选的，为了在尽可能少的过电压保护装置4的情况下，实现上述避雷和节能效果，相应的可以是，每隔预设数值个杆塔3，例如每隔三个杆塔3，在杆塔3上安装两个过电压保护装置4。这样，既可以简化安装过程，又可以节约材料，也可以达到避雷和节能的效果。
下面将利用EMTDC(Electro Magnetic Transient in DC system，电力系统仿真分析软件)建模，比较现有技术中采用“分段绝缘、一点接地”的方式安装OPGW地线，和本实施例中采用过电压保护装置安装OPGW地线，在非雷电环境下，电能的损耗情况：
其中，杆塔类型为：2B8-ZBC2型铁塔；三相导线类型为：JL/G1A-400/50；
OPGW地线类型：JLB40-150；三相导线的线电压为：220kV；输电线路的输送容量为：400MVA。
OPGW地线采用“分段绝缘、一点接地”安装时，OPGW地线上产生的电流值可以达到62.1安培。OPGW地线采用过电压保护装置安装时，OPGW地线上的电流值一直为零，也即是，没有电流经过，则也就没有电能损耗。基于EMTDC建模分析可知，本实施例中OPGW地线通过过电压保护装置安装在杆塔上，可以大大减少输电线路中电能的损耗，从而节约电能。
本公开实施例中，输电线路中的OPGW地线通过过电压保护装置安装在杆塔上，使得在输电线路非正常运行时，如在雷电天气下，雷电流较大，将过电压保护装置击穿，使OPGW地线、杆塔、大地之间形成闭合回路，OPGW地线将雷电流引向大地，避免较大的雷电流对三相导线造成损坏；在输电线路正常运行时，如非雷电天气下，过电压保护装置使OPGW地线、杆塔、大地之间的电路基本绝缘，避免产生感应电流，从而可以大大减少输电线路中电能的损耗，节约电能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由上面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种输电线路，其特征在于，所述输电线路包括三相导线、至少一根OPGW地线、多个杆塔和多个过电压保护装置，其中：
所述过电压保护装置为管状结构，所述过电压保护装置的管内设置有氧化锌限压元件；
每个所述过电压保护装置均固定在所述杆塔上，并与相固定的杆塔电性连接；
每根所述OPGW地线均经绝缘体固定在所述多个杆塔上，并通过绝缘导线与相固定的杆塔上的过电压保护装置电性连接；
所述三相导线位于所述至少一根OPGW地线的下方，并通过绝缘体固定在所述多个杆塔上；
所述过电压保护装置，用于当所述OPGW地线与所述杆塔之间的电压差小于或者等于整定电压值时，控制所述OPGW地线与所述杆塔之间的电路不导通；当所述OPGW地线与所述杆塔之间的电压差大于所述整定电压值时，控制所述OPGW地线与所述杆塔之间的电路导通。
2.根据权利要求1所述的输电线路，其特征在于，所述绝缘导线的一端与所述OPGW地线电性连接，所述绝缘导线的另一端通过穿刺线夹连接在所述过电压保护装置上。
3.根据权利要求1所述的输电线路，其特征在于，所述过电压保护装置通过连接支架固定在所述杆塔上。
4.根据权利要求3所述的输电线路，其特征在于，所述过电压保护装置与所述杆塔之间通过绝缘导线电性连接。
5.根据权利要求1所述的输电线路，其特征在于，每个所述杆塔上均安装至少一个所述过电压保护装置。
6.根据权利要求1所述的输电线路，其特征在于，每隔预设数值个所述杆塔安装至少一个所述过电压保护装置。
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