CN117292884A - 高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,涉及110kV及以上架空地线绝缘降损和防雷设备领域,将拉拽架空地线的强拉力回路与雷击时的放电回路进行分离,防止强拉力回路的线接触,在强大雷击电流作用下烧蚀,保护强拉力回路的机械和绝缘特性。雷击放电回路基本不受力,保证放电回路的电阻特性和放电间隙的稳定。带放电间隙的支柱绝缘子独立安装在铁塔上,保证了放电电极的距离和放电特性不受施工工况和运行工况的影响。
Description
技术领域
本发明涉及110kV及以上架空地线绝缘降损和防雷设备领域,具体涉及一种高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置。
背景技术
目前,高压架空输电线路的架空地线一般为光纤复合架空地线(OPGW光缆),其作用主要有两个,一是防雷作用,保护架空输电导线减少被雷击;二是通信作用,采用架空地线中的光纤实现信息数据传输。为实现这两个作用,架空地线一般采用逐基杆塔接地的方式。
在架空地线逐基杆塔接地方式下,输电线路在运行时,由于地线与导线之间存在电磁感应和静电耦合,会在两根地线之间以及地线和大地之间形成感应电流,例如220千伏单回输电线路的架空地线感应电流与线路负荷电流关系占比一般在8%左右,损耗较大。
采用架空地线分段绝缘单点接地方式可有效降低地线感应电流损耗。
架空地线分段绝缘措施除满足不得降低架空地线的防雷成效和不得影响OPGW通信可靠性等条件外,从运维方面要遵循“一次安装改造终生免维护”的原则,从经济性方面要满足新建线路典设杆塔方案不得因架空地线改造而大幅增加投资和原有架空地线改造不得更换杆塔等条件。
目前的绝缘技术路线是在地线绝缘子两侧加装保护间隙(放电间隙),这种方式,由于制造工艺不精密、间隙可调导致的施工工艺不精准,进而产生,当间隙过小时导致正常感应电压放电,当间隙过大时导致雷击时不能保护绝缘子。还有一种方式是固定间隙并联在绝缘子旁边,这种方式,由于绝缘子挂接金具不属于精密部件,也存在间隙实际距离和设计距离误差较大。
无论是可调间隙方式还是固定间隙方式,都存在地线绝缘子、金具构成的强拉力回路与放电间隙、金具构成的雷击放电回路相同,因强拉力回路中的绝缘子、金具(包括挂环、线夹)等,从微观来看接触面是线接触,在强大的雷击电流(一般为30kA左右)下容易发生烧蚀,进而损坏回路中的部件。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足,提供了一种实现非雷击架空地线条件下,架空地线与铁塔绝缘;雷击架空地线时,对地(铁塔)可靠放电,同时不影响光纤复合架空地线(OPGW光缆)的通信功能和地线金具及绝缘子的可靠性的装置。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,包括:
支柱绝缘子,其上端设置有上压板,其下端设置有下压板;
连接装置,将上压板、支柱绝缘子、下压板固定在铁塔的角钢上;
上压板及下压板的一端分别安装有呈L形的放电电极,两个放电电极呈C字形设置,两个放电电极之间具有放电间隙;
上压板的另一端与架空地线之间连接有雷击放电回路。
进一步的,支柱绝缘子上套装有硅橡胶伞裙。
进一步的,上述连接装置包括设置于上压板上的安装孔及分别设置于支柱绝缘子上下两端的螺杆,螺杆沿竖直方向设置,上端的螺杆穿过上压板后利用螺母锁止固定,下端的螺杆依次穿过下压板和角钢后利用螺母锁止固定。
进一步的,上述支柱绝缘子的上端设置有N个定位销,N为大于等于2的正整数,所述上压板中设置有对应的定位孔,定位销插装于对应的定位孔中。
进一步的,上述放电电极的头部为半球形结构,该半球形结构镀银形成镀银放电头。
优选的,放电间隙为0.5-3cm。
进一步的,雷击放电回路包括铜绞线和引流线,铜绞线的首段通过连接机构Ⅰ连接于上压板,其尾端与引流线的头端相连,引流线的尾端通过连接机构Ⅱ与架空地线相连。
进一步的,上述连接机构Ⅰ包括设置于上压板上的连接孔,铜绞线的首段设置有接线端子,螺栓穿过接线端子和连接孔后利用螺母锁止固定。
进一步的,上述连接机构Ⅱ为并沟线夹,并沟线夹将引流线的尾端与架空地线相连接。
进一步的,上述引流线采用铝材料制成,铜绞线通过铜铝过渡连接管与引流线连接。
本发明的有益效果是:将拉拽架空地线的强拉力回路与雷击时的放电回路进行分离,防止强拉力回路的线接触,在强大雷击电流作用下烧蚀,保护强拉力回路的机械和绝缘特性。雷击放电回路基本不受力,保证放电回路的电阻特性和放电间隙的稳定。带放电间隙的支柱绝缘子独立安装在铁塔上,保证了放电电极的距离和放电特性不受施工工况和运行工况的影响。
附图说明
图1为本发明的装置在耐张塔上安装的结构示意图;
图2为本发明的装置在直线塔上安装的结构示意图;
图3为本发明的结构示意图;
图4为本发明上压板部位的仰视结构示意图
图5为本发明的支柱绝缘子部位的俯视结构示意图;
图中,1.支柱绝缘子 2.上压板 3.下压板 4.螺杆 5.放电电极 51.镀银放电头6.放电间隙 7.铜绞线 81.螺栓 82.螺母 9.引流线 10.铜铝过渡连接管 11.并沟线夹12.地线支撑绝缘子 13.双联耐张绝缘子 14.球头挂环 15.U形挂环 16.地线耐张线夹17.预绞丝 18.架空地线 19.角钢 20.铸铝夹块 21.地线悬垂绝缘子 22.硅橡胶伞裙 23.连接孔 24.安装孔 25.定位孔 26.定位销。
具体实施方式
下面结合附图1至附图5对本发明做进一步说明。
一种高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,包括:支柱绝缘子1,其上端设置有上压板2,其下端设置有下压板3;连接装置,将上压板2、支柱绝缘子1、下压板3固定在铁塔的角钢19上;上压板2及下压板3的一端分别安装有呈L形的放电电极5,两个放电电极5呈C字形设置,两个放电电极5之间具有放电间隙6;上压板2的另一端与架空地线18之间连接有雷击放电回路。
如附图1所示,对于耐张塔结构中,架空地线18通过预绞丝17依次经地线耐张线夹16、双联耐张绝缘子13、球头挂环14、U形挂环15固定于铁塔的角钢19上,预绞丝17、地线耐张线夹16、双联耐张绝缘子13、球头挂环14、U形挂环15构成强拉力回路,可以将光纤复合架空地线18(OPGW光缆)拉至设计位置,并与铁塔(地)绝缘的作用,在耐张塔结构中,架空地线18的另一端与地线支撑绝缘子12连接,优选的地线支撑绝缘子12采用110kV硅橡胶绝缘子,双联耐张绝缘子13为10kV硅橡胶绝缘子。在不需要光纤接续的耐张塔上,架空地线18采用跳线方式过渡到塔头另一端,因此不需要110kV的硅橡胶支撑绝缘子。如附图2所示,对于直线塔结构中,地线悬垂绝缘子21一端依次通过球头挂环14、U形挂环15固定于铁塔的角钢19上,其另一端固定于铸铝夹块20上,铸铝夹块20通过预绞丝17与架空地线18连接,地线悬垂绝缘子21、球头挂环14、U形挂环15、铸铝夹块20构成强拉力回路,可以将光纤复合架空地线18(OPGW光缆)拉至设计位置,并与铁塔(地)绝缘的作用,优选的,地线悬垂绝缘子21为10kV硅橡胶绝缘子。在直线塔上,一般不进行光纤接续,因此也不需要110kV的硅橡胶支撑。本发明通过引流线将光纤复合架空地线18(OPGW光缆)与支柱绝缘子1连接,光纤复合架空地线18遭到雷击时,电流可以通过本发明装置经铁塔流到大地上,起到泄放雷击电流的作用。
在本发明的一个实施例中,支柱绝缘子1上套装有硅橡胶伞裙22,支柱绝缘子1为采用10kV的硅橡胶绝缘子。
在本发明的一个实施例中,上述连接装置包括设置于上压板2上的安装孔24及分别设置于支柱绝缘子1上下两端的螺杆4,螺杆4沿竖直方向设置,上端的螺杆4穿过上压板2后利用螺母锁止固定,下端的螺杆4依次穿过下压板3和角钢19后利用螺母锁止固定。支柱绝缘子1的下表面的螺杆相比上表面的螺杆要长1倍以上,除了用于安装下压板3外,还用于穿过塔头的角钢将其固定在铁塔上。螺母应为防松螺母,上压板2下压板3的固定采用防松螺母固定。
在本发明的一个实施例中,上述支柱绝缘子1的上端设置有N个定位销26,N为大于等于2的正整数,所述上压板2中设置有对应的定位孔25,定位销26插装于对应的定位孔25中。定位销26和定位孔25用于上下两个放电电极5的中心对准。
在本发明的一个实施例中,放电电极5的头部为半球形结构,该半球形结构镀银形成镀银放电头51。放电间隙6为0.5-3cm。放电电极5的直径不小于1.5cm。上压板2可以设计成打了棱边倒弧的菱形结构,一端安装铜绞线接线端子,另一端焊接放电电极5,整个上压板2的边缘进行弧度处理,防止雷击时尖端放电。
在本发明的一个实施例中,雷击放电回路包括铜绞线7和引流线9,铜绞线7的头端通过连接机构Ⅰ连接于上压板2,其尾端与引流线9的头端相连,引流线9的尾端通过连接机构Ⅱ与架空地线18相连。
在本发明的一个实施例中,上述连接机构Ⅰ包括设置于上压板2上的连接孔23,铜绞线7的头端设置有接线端子,螺栓81穿过接线端子和连接孔23后利用螺母82锁止固定。连接结构简单,连接稳定。
在本发明的一个实施例中,上述连接机构Ⅱ为并沟线夹11,并沟线夹11将引流线9的尾端与架空地线18相连接。连接结构简单,连接稳定。
在本发明的一个实施例中,上述引流线9采用铝材料制成,铜绞线7通过铜铝过渡连接管10与引流线9连接。采用铜铝过渡连接管10将引流线9与铜绞线7连接,不会腐蚀。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于,包括:
支柱绝缘子(1),其上端设置有上压板(2),其下端设置有下压板(3);
连接装置,将上压板(2)、支柱绝缘子(1)、下压板(3)固定在铁塔的角钢(19)上;
上压板(2)及下压板(3)的一端分别安装有呈L形的放电电极(5),两个放电电极(5)呈C字形设置,两个放电电极(5)之间具有放电间隙(6);
上压板(2)的另一端与架空地线(18)之间连接有雷击放电回路。
2.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:支柱绝缘子(1)上套装有硅橡胶伞裙(22)。
3.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述连接装置包括设置于上压板(2)上的安装孔(24)及分别设置于支柱绝缘子(1)上下两端的螺杆(4),螺杆(4)沿竖直方向设置,上端的螺杆(4)穿过上压板(2)后利用螺母锁止固定,下端的螺杆(4)依次穿过下压板(3)和角钢(19)后利用螺母锁止固定。
4.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述支柱绝缘子(1)的上端设置有N个定位销(26),N为大于等于2的正整数,所述上压板(2)中设置有对应的定位孔(25),定位销(26)插装于对应的定位孔(25)中。
5.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述放电电极(5)的头部为半球形结构,该半球形结构镀银形成镀银放电头(51)。
6.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:放电间隙(6)为0.5-3cm。
7.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:雷击放电回路包括铜绞线(7)和引流线(9),铜绞线(7)的头端通过连接机构Ⅰ连接于上压板(2),其尾端与引流线(9)的头端相连,引流线(9)的尾端通过连接机构Ⅱ与架空地线(18)相连。
8.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述连接机构Ⅰ包括设置于上压板(2)上的连接孔(23),铜绞线(7)的头端设置有接线端子,螺栓(81)穿过接线端子和连接孔(23)后利用螺母(82)锁止固定。
9.根据权利要求1所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述连接机构Ⅱ为并沟线夹(11),并沟线夹(11)将引流线(9)的尾端与架空地线(18)相连接。
10.根据权利要求7所述的高压输电线路架空地线节能绝缘保护装置,其特征在于:所述引流线(9)采用铝材料制成,铜绞线(7)通过铜铝过渡连接管(10)与引流线(9)连接。
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