CN109215902B - 一种基于避雷器和绝缘子的500kV线路防雷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于避雷器和绝缘子的500kV线路防雷装置；本发明装置避雷器和第一绝缘子分别与方形联板的上端活动连接，避雷器和第一绝缘子平行或呈V型设置，第二绝缘子和第三绝缘子分别与方形联板的下端活动连接，第二绝缘子和第三绝缘子呈倒V型设置，第二绝缘子和第通过导线连接；第一均压环和第二均压环分别与方形联板的左右两端固定连接，第三均压环和第四均压环分别与第二绝缘子和第三绝缘子固定连接；第一均压环、第二均压环、第三均压环和第四均压环上均设置有招弧角；本发明装置避雷器承受工频电压小，避雷器与绝缘子无需倾斜安装，本发明装置结构简单形状可调，便于安装和维护。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种基于避雷器和绝缘子的500kV线路防雷装置。
背景技术
雷击现象一直以来严重威胁着电力系统的可靠运行，为了减少雷害事故的发生，电网采取各种防雷措施对输电线路进行保护。目前，较为常用的500kV线路配置方法如图1所示，主要通过第一避雷器1’先与倾斜安装的第二避雷器2串联’，然后在绝缘子3’再通过导线5’与两个串联的避雷器并联进行防雷保护，通常在绝缘子3’末端连接绝缘子均压环4，并在均压环的由于线路第一避雷器1’和第二避雷器2’串联结构要比同电压等级线路绝缘子3’长，因此一般其安装都要采取倾斜或部分倾斜的安装方式，导线5’的拉力负荷主要由绝缘子3’的芯棒承受，该防雷配置理论上具有保护性能稳定、响应时间短等优点。
然而实际运行经验表明：由于避雷器与线路绝缘子并联，其两端承受电力系统工频电压，长时间的运行电流易引起避雷器内部氧化锌阀片的老化，一旦发生故障，将直接影响线路的正常供电；其次500kV线路避雷器一般为7米以上，而普通绝缘子一般为5米左右，通常与线路绝缘子采取倾斜或部分倾斜的安装方式，需要在原有杆塔上增加新的安装用塔材；另外避雷器外间隙中起绝缘支撑的复合绝缘子芯棒不能长期承受弯曲力，在避雷器自重和风摆力的长期作用下，间隙中的绝缘子需长期承受弯曲力的作用，很容易造成弯曲变形，发生线路掉串的风险。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于避雷器和绝缘子的500kV线路防雷装置。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3、第三绝缘子4、方形联板5、导线6、第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10；
避雷器1的一端和第一绝缘子2的一端分别与方形联板5的上端活动连接，且避雷器1和第一绝缘子2平行或呈V型设置；第二绝缘子3的一端和第三绝缘子4的一端分别与方形联板5的下端活动连接，且第二绝缘子3和第三绝缘子4呈倒V型设置，第二绝缘子3远离方形联板5的一端和第三绝缘子4远离方形联板5的一端通过导线6连接；
第一均压环7与方形联板5的左端固定连接，第二均压环8与方形联板5的右端固定连接；第三均压环9与第二绝缘子3远离方形联板5的一端固定连接，第四均压环10与第三绝缘子4远离方形联板5的一端固定连接；
其中，第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10上均设置有招弧角。
可选地，所述避雷器1包括：
避雷器芯棒101、环形金属氧化物电阻片102、避雷器密封筒103、避雷器复合伞套104和避雷器连接杆105；
避雷器芯棒101穿过层叠设置的环形金属氧化物电阻片102的中心，使环形金属氧化物电阻片102和避雷器芯棒101呈穿心结构，避雷器芯棒101和环形金属氧化物电阻片102均置于避雷器密封筒103内部，避雷器复合伞套104套在避雷器密封筒103的外表面，避雷器连接杆105与避雷器密封筒103的任意一端固定连接；
避雷器连接杆105与方形联板5的上端活动连接。
可选地，第一绝缘子2、第二绝缘子3和第三绝缘子4具有相同的结构，其中第一绝缘子2包括：
芯棒201、复合伞套202和连接杆203；
复合伞套202套在芯棒201的外侧，连接杆203与芯棒201的任意一端固定连接。
可选地，
方形联板5上设置有四个插孔，四个插孔分别与避雷器连接杆105、第一绝缘子2的连接杆、第二绝缘子3的连接杆和第三绝缘子4的连接杆配合，使避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3和第三绝缘子4在方形联板5的板面上转动。
可选地，
环形金属氧化物电阻片102为高梯度高通流环形氧化锌电阻片，避雷器芯棒101为绝缘空心玻璃杆。
可选地，
避雷器复合伞套104、第一绝缘子2的复合伞套、第二绝缘子3的复合伞套和第三绝缘子4的复合伞套材质均为高温硫化硅橡胶，且均间隔设置有不同直径的伞裙。
可选地，
避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3和第三绝缘子4的高度均为2.5米。
可选地，
第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10的直径均为1.1米，高度为0.24米，所述招弧角为不锈钢短棒。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
首先，降低了运行工况下的避雷器的负载电压，避免了避雷器承受工频电压过大而易老化的问题；第二，本发明装置不需要倾斜安装，安装时不需要改造塔头，避免了因倾斜安装导致受力使绝缘子和避雷器变形；第三，本发明装置采用避雷器与第一避雷器并联后再与两个并联的绝缘子串联的结构形式，有效的防止极端情况掉串的风险；最后，避雷器与并联的绝缘子平行设置或避雷器与并联的绝缘子呈可调角度的V型结构以使本发明装置适应不同窗口尺寸，本发明装置结构简单，便于安装，易于维护。
附图说明
图1为现有500kV线路绝缘子避雷器配置方法示意图，避雷器跟绝缘子倾斜安装；
图2为本发明实施例提供的一种避雷器和第一绝缘子平行设置的500kV线路防雷装置示意图；
图3为本发明实施例提供的避雷器结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第一绝缘子结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种避雷器和第一绝缘子呈V型设置的500kV线路防雷装置示意图。
【附图标记说明】
1’：第一避雷器；2’：第二避雷器；3’：绝缘子；4’：均压环1’；5’导线；
1：避雷器；
101：避雷器芯棒；102：环形金属氧化物电阻片；103：避雷器密封筒；104：避雷器复合伞套；105：避雷器连接杆；
2：第一绝缘子；
201：芯棒：202：复合伞套；203：连接杆；
3：第二绝缘子；
4：第三绝缘子；
5：方形联板；
6：导线；
7：第一均压环；
8：第二均压环；
9：第三均压环；
10：第四均压环。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例一
如图2所示，本发明装置包括：
避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3、第三绝缘子4、方形联板5、导线6、第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10；
具体地，如图3所示，避雷器1包括：
避雷器芯棒101、环形金属氧化物电阻片102、避雷器密封筒103、避雷器复合伞套104和避雷器连接杆105；
举例来说，环形金属氧化物电阻片102为高梯度高通流环形氧化锌电阻片；避雷器芯棒101为绝缘空心玻璃杆。
避雷器芯棒101穿过层叠设置的环形金属氧化物电阻片102的中心，使环形金属氧化物电阻片102和避雷器芯棒101呈穿心结构，避雷器芯棒101和环形金属氧化物电阻片102均置于避雷器密封筒103内部，避雷器复合伞套104套在避雷器密封筒103的外表面，避雷器连接杆105与避雷器密封筒103的任意一端固定连接；
具体的举例来说，本实施例中避雷器(1)总长为2.5米，举例来说本发明装置的避雷器1相对传统避雷器长度更短，且可以承受25吨以上拉力。
具体地，如图2所示，第一绝缘子2、第二绝缘子3和第三绝缘子4具有相同的结构，如图4所示，其中第一绝缘子2包括：
芯棒201、复合伞套202和连接杆203；
复合伞套202套在芯棒201的外侧，连接杆203与芯棒201的任意一端固定连接。
具体地举例来说，避雷器复合伞套104、第一绝缘子2的复合伞套、第二绝缘子3的复合伞套和第三绝缘子4的复合伞套材质均为高温硫化硅橡胶，且均间隔设置有不同直径的伞裙。
举例来说，在本实施例中，第一绝缘子(2)、第二绝缘子(3)和第三绝缘子(4)的高度均为2.5米，在具体实施过程中方形联板5上预先设置有四个插孔；
避雷器1的避雷器连接杆105和第一绝缘子2的连接杆分别与方形联板5的上端的两个插孔配合，使避雷器1和第一绝缘子2平行设置在方形联板5的板面上；
第二绝缘子3的连接杆和第三绝缘子4的连接杆分别与方形联板5的下端的两个插孔配合，使第二绝缘子3和第三绝缘子4呈倒V型设置在方形联板5的板面上，进一步缩短了本发明装置的高度；
此时，方形联板的上端的避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3和第3绝缘子4，通过中间用于连接的方形联板5连接，本实施例中本发明装置整体呈倒Y型。
第二绝缘子3远离方形联板5的一端和第三绝缘子4远离方形联板5的一端通过导线6连接，避免500kV线路掉串的风险；具体地举例来说在使用本发明装置时避雷器1远离方形联板5的一端和第一绝缘子2远离方形联板5连接在塔杆上，无需调整和改在塔杆的结构；
具体地举例来说，使用固定支架将第一均压环7与方形联板5的左端固定连接，第二均压环8与方形联板5的右端固定连接；使用固定支架将第三均压环9与第二绝缘子3远离方形联板5的一端固定连接，使用固定支架将第四均压环10与第三绝缘子4远离方形联板5的一端固定连接；
特殊说明，在固定全部均压环时可以使用固定支架连接，本实施例仅用于举例说明，但不对用于固定的器件进行限定。
第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10上均设置有不锈钢短棒，不锈钢短棒和第一均压环7、第二均压环8、第三均压环9和第四均压环10均形成招弧角；举例来说，在均压环上设置招弧角使本发明装置沿固定路径放电，避免烧蚀绝缘子的硅橡胶复合伞套的伞裙。
具体的举例来说，本实施例中第一均压环(7)、第二均压环(8)、第三均压环(9)和第四均压环(10)的直径均为1.1米，高度为0.24米，增加了均压环实现了强制均压，改善了第二绝缘子和第三绝缘子所在的电场分布，防止局部击穿放电。
实施例二
如图5所示，将实施例一中的避雷器连接杆105和第一绝缘子2的连接杆分别与方形联板5的上端的两个插孔配合，使避雷器1和第一绝缘子2呈V型设置在方形联板5的板面上；
第二绝缘子3的连接杆和第三绝缘子4的连接杆分别与方形联板5的下端的两个插孔配合，使第二绝缘子3和第三绝缘子4呈倒V型设置在方形联板5的板面上；
此时，方形联板的上端的避雷器1、第一绝缘子2、第二绝缘子3和第3绝缘子4，通过中间用于连接的方形联板5连接，在本实施例中本发明装置整体呈X型；
其中，避雷器连接杆105和第一绝缘子2的连接杆通过在插孔内转动以调节避雷器1和第一绝缘子2在方形联板5面上形成的V型的角度变化，当V型的角度变大时，本发明装置的总高度变小，以使本发明装置适应相应的安装位置进行安装。
实施三
举例来说，将实施例二中的装置避雷器1远离方型联板5的一端和第一绝缘子2远离方型联板5的一端悬挂在500kV输电塔的塔杆上，当输电塔输电时，正常情况下仅20％运行工频电压加在避雷器1上，避雷器1上的漏电流很小，避免了避雷器1因漏电流过大而发生老化的问题；
本发明装置采用高梯度高通流环形氧化锌电阻片102与避雷器芯棒101组成穿心杆结构，相比于传统避雷器本发明装置的避雷器1缩短了避雷器结构高度；
具体实施过程中，本发明装置采用避雷器1与第一绝缘子2并联形成的第一支路，第二绝缘子3和第三绝缘子4并联形成第二支路，第一支路和第二支路再通过方形联板5串联，第一支路和第二支路的高度等长，避免了传统的避雷器与绝缘子倾斜安装的问题；
本发明装置在方型联板、第三绝缘子3和第三绝缘子4的末端设置有均压环，均压环使得本发明装置绝缘段的电场分布均匀最高耐受电压为900kV。
本发明装置有效的降低了运行工况下的避雷器的负载电压，避免了避雷器承受工频电压过大而易老化的问题，第二，本发明装置不需要倾斜安装，安装时不需要改造输电塔的塔头，避免了因倾斜安装导致受力使绝缘子和避雷器变形；第三，本发明装置采用避雷器与第一避雷器并联后再与两个并联的绝缘子串联的结构形式，有效的防止极端情况掉串的风险；最后，避雷器与并联的绝缘子平行设置或避雷器与并联的绝缘子呈可调角度的V型结构以使本发明装置适应不同窗口尺寸，本发明装置结构简单，便于安装，易于维护。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种基于避雷器和绝缘子的500kV线路防雷装置，其特征在于，包括：
避雷器(1)、第一绝缘子(2)、第二绝缘子(3)、第三绝缘子(4)、方形联板(5)、导线(6)、第一均压环(7)、第二均压环(8)、第三均压环(9)和第四均压环(10)；
避雷器(1)的一端和第一绝缘子(2)的一端分别与方形联板(5)的上端活动连接，且避雷器(1)和第一绝缘子(2)平行或呈V型设置，避雷器(1)远离方形联板的一端和第一绝缘子(2)远离方形联板的一端连接在塔杆上；
第二绝缘子(3)的一端和第三绝缘子(4)的一端分别与方形联板(5)的下端活动连接，且第二绝缘子(3)和第三绝缘子(4)呈倒V型设置，第二绝缘子(3)远离方形联板(5)的一端和第三绝缘子(4)远离方形联板(5)的一端通过导线(6)连接；
第一均压环(7)与方形联板(5)的左端固定连接，第二均压环(8)与方形联板(5)的右端固定连接；第三均压环(9)与第二绝缘子(3)远离方形联板(5)的一端固定连接，第四均压环(10)与第三绝缘子(4)远离方形联板(5)的一端固定连接；
其中，第一均压环(7)、第二均压环(8)、第三均压环(9)和第四均压环(10)上均设置有招弧角，且第一均压环(7)、第二均压环(8)、第三均压环(9)和第四均压环(10)的直径均为1.1米，高度为0.24米。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述避雷器(1)包括：
避雷器芯棒(101)、环形金属氧化物电阻片(102)、避雷器密封筒(103)、避雷器复合伞套(104)和避雷器连接杆(105)；
避雷器芯棒(101)穿过层叠设置的环形金属氧化物电阻片(102)的中心，使环形金属氧化物电阻片(102)和避雷器芯棒(101)呈穿心结构，避雷器芯棒(101)和环形金属氧化物电阻片(102)均置于避雷器密封筒(103)内部，避雷器复合伞套(104)套在避雷器密封筒(103)的外表面，避雷器连接杆(105)与避雷器密封筒(103)的任意一端固定连接；
避雷器连接杆(105)与方形联板(5)的上端活动连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，第一绝缘子(2)、第二绝缘子(3)和第三绝缘子(4)具有相同的结构，其中第一绝缘子(2)包括：
芯棒(201)、复合伞套(202)和连接杆(203)；
复合伞套(202)套在芯棒(201)的外侧，连接杆(203)与芯棒(201)的任意一端固定连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
方形联板(5)上设置有四个插孔，四个插孔分别与避雷器连接杆(105)、第一绝缘子(2)的连接杆、第二绝缘子(3)的连接杆和第三绝缘子(4)的连接杆配合，使避雷器(1)、第一绝缘子(2)、第二绝缘子(3)和第三绝缘子(4)在方形联板(5)的板面上转动。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
环形金属氧化物电阻片(102)为高梯度高通流环形氧化锌电阻片，避雷器芯棒(101)为绝缘空心玻璃杆。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
避雷器复合伞套(104)、第一绝缘子(2)的复合伞套、第二绝缘子(3)的复合伞套和第三绝缘子(4)的复合伞套材质均为高温硫化硅橡胶，且均间隔设置有不同直径的伞裙。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
避雷器(1)、第一绝缘子(2)、第二绝缘子(3)和第三绝缘子(4)的高度均为2.5米。
8.根据权利要求1-7任一所述的装置，其特征在于，
所述招弧角为不锈钢短棒。
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