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1、I 35KV 线路避雷器性能分析及优化设计 摘要:35kV 线路是我国配电网的重要组成部分,而雷击 事故是造成电力系统故障的主要原因。对 35kV 线路避雷器的 应用研究和设计显得尤为重要。 本文介绍了输电线路防雷保护的发展过程及当前主要的防 雷措施,避雷器的发展过程、工作原理、主要参数、线路避雷 器种类等。说明了现有三种避雷器的型式及其工作原理,并介 绍当前主要的三种绝缘子类型。对现有避雷器的工作环境及性 能进行分析,探讨串联间隙的主要缺陷,深入分析 35kV 避雷 器的电气特性,对避雷器型式和材料的选择及主要参数进行优 化。根据最新相关参数的国家标准,通过对各种材料及避雷器 选型的筛选比较
2、,设计出 35kV 复合外套无间隙金属氧化物避 雷器的参数,并用 CAD 作出其基本结构图。 关键词:线路避雷器参数 绝缘子 无间隙 金属氧化物避 雷器 Performance analysis and optimization design of 35KV line arrester Abstract:35kV lines are an important part of the distribution network in China, and lightning accidents is the main reason of power system fault. Therefore,
3、 there are far-reaching implications on the research and design of the 35kV line surge arrester. This article describes the development process of the transmission line lighting protection and lightning protection measures, the development process, working principle, the main parameters, types of th
4、e line arrester and so on. Also describes the existing three types of arrester and the working principle, and describes the three types of the insulator. To analyze the working environment and performance of existing arrester , explore the major drawback of the series gap , depth analysis the electr
5、ical characteristics of the 35kV arrester , optimize the type , materials and the main parameters of the arrester .According to the latest national standards relevant parameters ,through screening of various materials and lightning arrester selection, designed the parameter of 35 kV polymeric non-ga
6、p metal oxide surge arrester and draw the chart with CAD. III Keywords: line arrester parameters insulator non- gap metal oxide surge arresters IV 目 录 摘 要 III ABSTRACT .IV 第 1 章绪论 1 1.1 .输电线路防雷保护 1 1.1.1 输电线路防雷保护的目的及意义 1 1.1.2 输电线路防雷保护的发展过程 1 1.1.3 输电线路防雷保护的主要措施 2 1.2 .避雷器的分类 3 第 2 章避雷器的工作环境 4 2.1 .
7、雷电的形成及电气参数 4 2.2 .避雷器的正常使用条件 5 2.3 .承受的长期机械力 5 第 3 章避雷器的参数 7 3.1 .输电线路的雷击跳闸率 7 3.2 .雷闪过电压 V 8 3.2.1直击雷过电压 8 3.2.2感应雷过电压 9 3.2.3雷闪过电压的危害 10 3.3 .绝缘配合 11 3.4 .避雷器的电气特性 12 3.5 .避雷器的选型 13 3.6 .绝缘子的类型及其特性 16 第 4 章避雷器的设计 .19 4.1 .避雷器的命名 19 4.2 .氧化锌避雷器特性分析 21 4.2.1ZnO 材料特性 21 4.2.2 氧化锌避雷器的优点 .22 4.2.3 氧化锌避
8、雷器局部放电原因 的结构分析 .22 4.3 .避雷器工作原理 23 第 5 章避雷器设计计划书及设计图纸 .24 5.1 .设计计划书 24 5.2 .避雷器设计说明 26 5.3 .设计总结 29 参考文献 .31 致谢 .33 附录 .34 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 1 第 1 章 绪论 1.1 输电线路防雷保护 1.1.1 输电线路防雷保护的目的及意义 输电线路是电力系统的大动脉,输送电力的同时,与发电 机、变压器以及用电设备组成电力系统。电力工业与国民经济、 人民生活的关系及其密切。电能供应不足或中断,将直接影响 国民经济计划的完成和人民的正常生活。对某些用户甚至引起
9、产品报废、设备损坏以及危机人身安全等严重后果。 由于输电线路长度大,分布面广,地处狂野,易受雷击。 配电线路耐雷水平普遍较弱,再加上网络复杂、构架结构多样 等自身特点,一旦遭遇雷击,极易导致线路原件的损坏,甚至 会造成整条线路跳闸的恶性事故 1。同时,雷击线路时自线路 入侵变电所的雷电波也是威胁变电所的主要因素。 1.1.2 输电线路防雷保护的发展过程 1930 年以前,由于输电线路电压等级较低,所以主要目 的为防止感应雷,因此主要采取装设地线,减小线路上的感应 过电等防雷手段。至 20 世纪中期,学者对雷电有了进一步的 认识,已经系统归纳了表征雷电的参数,并开始意识到高等级 电压输电线路,如
10、 110kV、220kV、特高压输电线路发生跳闸 的主要原因是直击雷,由此,研究方向的转变为如何有效防止 雷电直击输电线路,使导线得到更好保护。多年的实践证明, 直击雷过电压是线路发生跳闸,引发事故的主要原因,感应过 电压一般不会造成绝缘子串的闪络。因此,大多数国家都对雷 电进行了大量的观察研究,并由此基础提出了用行波理论来计 算绝缘子串两端电压的方法。 最早的避雷器出现于 19 世纪,为羊角形间隙,用于架空 线路。20 世纪初期,出现了铝避雷器,以及随后出现的管式 避雷器。到 50 年代,随着防雷保护认识的深入,碳化硅避雷 器问世了。同时,由于美国输电线路发生了很多的绝缘闪络事 故,引发了极
11、大的争论,因此研究人员对之前得到的研究数据 和防雷计算方法重新进行了评估,促进了输电线路的防雷研究 发展。 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 3 至 70 年代,金属氧化物避雷器问世,而至今使用最多的 是氧化锌避雷器,这种避雷器具有无续流残压、高效等优点, 它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的 作用,被公认为是理想的避雷器。 火 花 间 隙 火 花 间 隙 阀 片 磁 吹 间 隙 阀 片 阀 片 S i C Z n O S i C 图 1-1 避雷器的发展过程 1.1.3 输电线路防雷保护的主要措施 为了减少雷击事故的发生,在地方上都已采取相应的避雷 措施,主要的防雷措
12、施主要有: (1) 架设避雷线,降低雷击线路的几率和雷击杆塔以及避 雷线在遭受雷击后反击导线的概率,以及降低雷击塔顶时的电 位。 (2) 安装耦合地线,利用地线与导线之间的耦合作用以提 高耦合系数,以达到更高的耐雷水平。 (3) 优化避雷线的保护角,降低绕击导线的概率。 (4) 减小杆塔的接地电阻,从而提高线路耐雷水平。 (5) 加强线路调爬、低零值绝缘子检测、清抹和增加绝缘 子数量等办法。 雷 电放电 避 雷线 雷 电 过 电压 线 路绝 缘 冲 击电 路 工 频电弧 提高耐雷 水平措施 降低建弧 率 的措施 短 电 路 跳 闸 自 动 重合闸 供电中断 图 1-2 常用的线路防雷措施 1.
13、2 避雷器的分类 线路避雷器是一种以降低瞬态雷电冲击时绝缘子雷电闪络 危险从而保护电力线路的避雷器 2。线路避雷器运行时,与绝 缘子并联,当发生雷击事故时,能有效地防止雷电直击线路和 绕击输电线路而引起的故障 3。经过多年的研究创新,避雷器 在结构、功能、使用范围等方面呈现出多样化的发展趋势。在 结构上,主要可分为无间隙和带串联间隙避雷器 4。如图 1-2 所示: 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 5 线 路 避 雷 器 外 串 间 隙 无 间 隙 绝 缘 支 撑 件 间 隙 纯 空 气 间 隙 线 路 避 雷 器 瓷外 套线路避雷 器 按功能 按 电压等级 按 外套材料 限制 操作过电
14、压 限制 雷电过电压 输电 线路避雷器 配电 线路避雷器 合成 外套线路避 雷器 限制 雷电及操作 过电压 图 1-3 线路避雷器分类 图 1-4 线 路避雷器的种类 一般情况下,线路避雷器是复合外套避雷器。此外线路避 雷器还可以根据保护电流、标称电流等进行分类。 第 2 章 避雷器的工作环境 2.1 雷电的形成及电气参数 电力系统中的大气过电压主要是由雷电放电所造成的。雷 电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,地面上水蒸气上升至 半空遇冷凝结成冰晶,在特定的条件下形成雷云(挟带正电的 小冰晶形成“正雷云”,反之形成“负雷云”),带有电荷的 雷云之间或雷云和地之间产生急剧放电的一种自然现象。 雷
15、电流 是一非周期冲击波,其幅值与气象、自然条件等有i 关,是个随机变量,只有通过大量实测才能正确估计其概率分 布规律,一般用下式表示。 (2-1)lg8LIP 上式中 为雷电流幅值(kA),P 为雷电流超过 的概率。LI LI 在幅值以前的一段雷电流波形称为波头,幅值后至波形衰 减到原先波形的一段称为波尾。雷电流的波头和波尾皆为随机 变量,对于中等强度以上的雷电流,波头一般在 范围内,14s 其平均波尾约 。雷电流陡度 随着雷电流幅值的增加而40s/tdi 增加,因此波头变化不大,一般取波头为 。可得雷电流的2.6s 平均上升陡度 为/tdi (2-2)/2.6tLIkAs 35kV 线路避雷
16、器性能分析及优化设计 7 雷电日是指一年中有雷电的日数,在一天或一小时内只要 听到雷声就作为一个雷电日或一个雷电小时。一般采用多年平 均值年平均雷电日来表示一个地区的雷电日数,以减少年 份雷电日的变化所带来的影响。在我国,少雷区是指年平均雷 电日不超过 15 日的地区,多雷区为年平均雷电日超过四十日 的地区,超过九十日的地区叫强雷区。雷云对地放电的频率可 用地面落雷密度 来表示。 是指每个雷电日每平方公里的地 面上的平均落雷次数 5。一般取 为 0.07 次、平方公里雷 电日。 输电线路高出地面有阴雷作用,会将线路两侧一定宽度内 的地面落雷吸引到线路上来。线路年平均遭受雷击的次数可按 下式计算
17、: (2-3)410/bhNT次 公 里 年 式中 线路受雷击次数; 两避雷线间距离,m;b 避雷线平均高度,m,无避雷线时取为最上层导线bh 高度; 线路经过地区年平均雷电日数,对不同雷电日地T 区均应换算到 40 雷电日,即 T=40。 2.2 避雷器的正常使用条件 标准避雷器在户外正常使用,需要满足下列条件: (1) 环境温度不高于+40,不低于-40; (2) 太阳光的辐射; (3) 海拔不超过 1000 m; (4) 电源的频率不小于 48 Hz,不超过 62 Hz; (5) 长期施加在避雷器上的工频电压应不超过避雷器的持 续运行电压; (6) 地震烈度 7 度及以下地区; (7)
18、最大风速不超过 35 m/s。 2.3 承受的长期机械力 避雷器在下述机械负荷共同作用下,应能保证可靠运行。 (1) 避雷器顶端承受导线的最大允许水平拉力F1,其值按表 2-1规定。 避雷器额定电压 有效值 kV 3.8 1.9 4284 100210 28846 8 最大允许水平拉力 N 147 294 490,980 9,801, 470 表2-1 最大允许水平拉力F 1 (2) 作用于避雷器上的风压力F2应按式2-4计算: 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 9 (N) 209.816vFaS (2-4) 式中: v0最大风速,m/s; S避雷器的迎风面积 (应考虑表面覆冰厚度2 c
19、m), m2; a空气动力系数,它依风速大小而定。当 v035 m/s时, a=0.8。 第 3 章 避雷器的参数 3.1 输电线路的雷击跳闸率 由于冲击闪络转为工频电弧的概率与弧道中的平均电场强 度以及闪络瞬间工频电压的瞬时值和去游离条件有关,因此将 此概率定义称为建弧率,以 表示: (3-1)0.7541%E 其中E为绝缘子串的平均运行电压梯度,kV(有效值)/m。 (1) 雷击杆塔时的跳闸率 假定每年有40个雷电日,每100km有避雷线的线路落雷次数 为 。如果雷电击杆率为g,那么一年内每100km装有避0.6bNh 雷线线路雷击杆塔的次数为 次,若雷击杆塔时的耐0.6Nghb 雷水平为
20、 ,雷电流幅值超过 的概率为 ,建弧率为 ,则1I 1I1P 100km线路每年雷击杆塔的跳闸次数 为:n (3-2)110.6bnhgP (2) 绕击跳闸率 设绕击率为 ,100km线路每年绕击次数为 ,绕 0.6bNPh 击时的耐雷水平为 ,雷电流幅值超过 的概率 ,建弧率为 ,2I 2I2 则每100km线路每年的绕击跳闸次数 n 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 11 (3-3)220.6bnhP (3) 线路雷击跳闸率 若避雷线与导线在档距中央处的空气间隙距离 ,0.12slm 则雷击避雷线档距中央时击穿事故通常不会发生,则其跳闸率 基本为零。 因此,线路雷击跳闸率n 为: (
21、3-4)12120.6/0bnhgPA次 公 里 年 3.2 雷闪过电压 电力系统内电气设备由于遭受雷电击直击或者由雷电感应 所引起的过电压,称为雷闪过电压或大气过电压,又称为外部 过电压,也就是大气过电压由直击雷和感应雷过电压引起的。 大气过电压的幅值,取决于雷电流的大小、雷击点的距离、电 气设备的高度、有无屏蔽等因素。 3.2.1 直击雷过电压 雷直击于线路引起的,称为直击雷过电压。其极性与雷电 流的极性相同为负。 (1) 雷击杆塔塔顶时的过电压 当雷击杆塔塔顶时,雷电通道中的负电荷与杆塔及避雷线 上的正感应电荷迅速中和形成雷电流,雷电流一部分沿塔杆向 下运动,另一部分沿输电线路沿两侧避雷
22、线向相邻塔杆运动。 工程近似计算中,将杆塔和避雷线以集中参数电感 和 来代gtLb 替。 考虑到雷击点的阻抗较低,故在计算中可略去雷电通道波 阻的影响。由于避雷线的分流作用,流经杆塔的电流 将小于gti 雷电流 。Li (3-5)gtLi 其中 称为分流系数。塔顶点位 可由下式计算tdu (3-6)gt LtdchgttchLgtdiiuRiRiA 以 代入,则塔顶电位的幅值 为2.6LiIt tdU (3-7)2.6gttdLchUIR 其中 为雷电流幅值。LI (2) 绕击时的过电压 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 13 图 3-1 保护角 即使装设避雷线路等防雷措施,雷电仍可能绕
23、过避雷线而 直击线路,称为绕击率 ,一旦出现这种情况,则往往会引起p 线路绝缘子串的闪络。通过资料的查验及实验, 与避雷线路p 对边相导线的保护脚 (如图 2.1),杆塔高度 h 及线路通过 地区的地形地貌等因素有关,且山区的绕击率是平原地区的 3 倍,相当于保护角增大 8 度。 绕击时雷击点阻抗为 ( 为导线波阻抗),根据雷电/2dZd 流 ,流经雷击点的雷电流波 为0ZLjiZi (3-8)0/21LZdii 导线上电压 为,则du (3-9)02dddZLuiiZ 3.2.2 感应雷过电压 感应雷过电压是指雷电击中线路、设备的附近地面,在放 电过程中由于空间磁场剧烈变化使电气设备或线路因
24、电磁感应 引起的过电压。35kV 线路一般都都不装设避雷线,且绝缘子 耐受水平普遍较低(一般不高于 200kV),当导线附近遭到雷 击,产生感应过电压,在感应过电压的作用下,产生绝缘子闪 络。严重时,两相绝缘子同时闪络,造成相间短路,引起系统 跳闸。 感应过电压遵循 65m 原则,即雷击点距输电线路的距离大 于 65m 时,产生的感应过电压为 6: (3-10)25/dUIhs 式中 -雷电流幅值,kA;I -导线平均悬挂高度,m;dh -雷击点至线路的距离,m。s 从上式可以看出感应过电压的幅值与雷电流的幅值 I 和导 线平均高度 成正比,与雷击点距离成反比,雷击点距离越近,dh 感应过电压
25、越高,导线平均高度越高,对地电容越小,感应过 电压就越高。 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 15 当雷击距离 s65m 时,由于线路吸引,多数雷击于线路本 身,对于一般无避雷线的输电线路,大多存在近距离落雷,此 时的感应过电压为 7: (3-11)dUahkV 3.2.3 雷闪过电压的危害 雷闪过电压主要有以下两点危害 8: (1) 直接雷过电压的幅值可达上千千伏以上,很显然,大 多数击于输电线或电器设备上的雷都会产生闪络,可能导致火 灾或者爆炸。但对于高压配电线路,一般都有厂房或者高建筑 物的屏蔽,所以遭受直接雷的几率较小。 (2) 感应雷过电压的幅值一般都不超过 500kV,因而在
26、 35kV 及以上电压的输电线上,静电感应不易导致闪络。但是 当此感应电压在线路上流动,会产生很大的热量,熔化导体, 同时会有强大的机械效应产生,造成线路横担或杆塔的损坏, 极大的破坏了送点线路。如果过电压冲击波沿导线侵入变电所 的变压器绕组或厂房内的高压电动机定子绕组,则会造成严重 的绝缘性破坏。 3.3 绝缘配合 绝缘配合的原则按系统中出现的各种电压和保护装置的特 性雷确定设备绝缘水平,即进行绝缘配合时,应全面考虑设备 造价、维修费用以及故障损失三个方面,力求取得较高的经济 效益。 变电所中电气设备、绝缘子串和空气间隙的雷电冲击强度、 雷电过电压下的绝缘配合,以避雷器雷电保护水平为基础进行
27、 配合。配合时,对非自恢复绝缘采用惯用法,对自恢复系统仅 将绝缘强度作为随机变量。 (1) 无间隙氧化锌避雷器 根据线路能量和出现的过电压的大小以及系统可能出现的 内过电压的幅值,进行绝缘参数配合计算,再根据GB11032- 2000交流系统用无间隙金属氧化物避雷器、GB311.1- 1997高压输变电设备的绝缘配合和DL/T620-1997交流电 气装置的过电压保护和绝缘配合确定所要设计的避雷器的基 本电气参数,再确定产品的外形尺寸和结构。 (2) 串联间隙金属氧化物避雷器 通过对PQ3-20绝缘子 值的试验和计算,根据 确定避雷50U50U 器的1.2/5冲击放电电压及其他配合参数,再依据
28、GB311.1- 1997高压输变电设备的绝缘配合和DL/T620-1997交流电 气装置的过电压保护和绝缘配合然后再确定产品的外形尺寸 和间隙结构。 (3) 线路防雷型避雷器比较 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 17 无间隙氧化锌避雷器结构简单、安装方便、保护距离大、 保护范围广,但是避雷器出现故障时,就会导致系统停电事故 的发生,可靠性不高。 带间隙氧化锌避雷器平时不带电,与无间隙避雷器相比具 有更好的抗化性能,使用寿命更长,即使避雷器本体发生损坏, 由于空气间隙的隔离作用,同时避雷器本体可以带电更换,不 会影响系统的正常运行,与无间隙避雷器相比具有更好的可靠 性。 3.4 避雷器
29、的电气特性 (1) 额定电压 指短时间内允许加载在避雷器上最大工频电压的有效值。 在系统中出现短时工频电压升高时,此电压直接作用在氧化锌 阀片上,只要其值不超过额定电压,避雷器就能可靠地限制雷 电过电压或操作过电压。它相当于阀型避雷器各种特性的基准 参数。 (2) 最大长期工作电压 指允许长期加载避雷器上的系统最大工作相电压(有效值) 。 (3) 工频参考电压 工频参考电压又称起始动作电压、转折电压。指氧化锌阀 片伏安特性曲线上由小电流区转入击穿区所对应的电压值。避 雷器从该点电压开始限制过电压,电流值将随电压增加而迅速 增加。通常以流过 1mA 的工频阻性电流分量峰值或直流电流时, 避雷器上
30、的工频电压峰值来定义工频参考电压 ,其值约为1mAU 最大长期工作电压峰值的 105%115%。 (4) 压比 指氧化锌避雷器通过额定冲击放电 额定冲击放电电8/20s 流下得残压(简称额定残压)与工频参考电压之比。通过冲击 大电流时的残压低,直接反映为压比小,说明避雷器的保护性 能好,当前避雷器的压比约为 1.62.0。 (5) 荷电率 指最大长期工作电压峰值与工频参考电压之比。它表征单 位电阻片上的电压负荷。目前一般采用 45%75%的荷电率。在 中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,一般采用低荷电率; 在中性点直接接地系统中,选用高荷电率。荷电率高低也是决 定避雷器老化快慢的直接因素。
31、(6) 工频耐受特性 我国规定氧化锌避雷器在如下时间内耐受下列工频过电压 的倍数 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 19 1.2mu 10s3.4m s 最大允许工作电压mu (7) 保护比 氧化锌避雷器的保护比 K 定义为: (3-12)=K额 定 残 压 压 比最 大 长 期 工 作 电 压 峰 值 荷 电 率 所以,压比越小,表明通过冲击大电流时的残压越低,避雷器 的保护性能越好。 1g 2g1r2rCR 图 3-2 氧化锌串联间隙原理图 3.5 避雷器的选型 (1) 管型避雷器 9 管型避雷器实质上是一个能自动熄弧的保护间隙,如图 3- 3 所示。 它有两个互相串联的间隙,一个在
32、大气中称为外间隙 S2, 其左右是隔离工作电压避免产气管被流经管子的工频泄露电流 所烧坏;另一个间隙 S1 装在管内,称为内间隙或灭弧间隙, 其电极一为棒电极 3,另一为环形电极 4。管由纤维、塑料或 橡胶等产气材料制成。雷击同时击穿内外间隙,雷电经过间隙 流入大地;过电压消失后,内外间隙的击穿状态将由导线上的 工作电压所维持,此时流经间隙的工频电弧电流为工频续流, 其值为管型避雷器安装处的短路电流,工频续流电弧的高温, 使管内产生大量气体,其压力可达数十以至上百个大气压,气 体从开口端喷出,强烈地吹动电弧,使其在工频续流第一次经 过零值时熄灭。这就是管型避雷器自动熄弧的特点,但是当间 隙被击
33、穿后是直接接地,将会有截波产生,不能用来保护有绕 组的设备。因此目前管型避雷器使用范围较小,一般用于保护 输电线路的个别地段,如跨距较大处或者变电所的进线段。 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 21 1-产气管;2-胶木管;3-棒形电极;4-环形电极; 5-动作指示器; -内间隙; -外间隙1s2s 图 3-3 管型避雷器 (2) 阀型避雷器 阀型避雷器的基本元件为间隙和非线性电阻,间隙与非线 性电阻(又称阀片)相串联,如图所示: 1 2 工作母线 1间隙;2电阻阀片 图 3-4 阀型避雷器原理结构图 在电力系统正常运行时,间隙将电阻阀片与工作母线隔离,防 止由母线的工作电压在电阻阀片中
34、产生的电流烧坏阀片。当系 统中出现过电压且其幅值超过间隙放电电压时,间隙击穿,由 于间隙放电的伏秒特性低于被保护设备的冲击耐压强度,从而 使设备得到保护。间隙击穿后,冲击电流通过阀片流入大地, 由于阀片的非线性特性,电流越大电阻越小,故在阀片上产生 的压降(称为残压)将得到限制,使其低于被保护设备的冲击 耐压,保护设备。当过电压消失后,间隙中由工作电压产生的 工频电弧电流(称为工频续流)仍将继续流过避雷器,此续流 受阀片电阻的非线性特性所限制,使其小于 80A,间隙能在工 频续流第一次经过零值时就将电弧切断。 (3) 氧化锌避雷器 氧化锌避雷器由具有较好的非线性“伏安”特性的氧化 锌电阻片组装
35、而成。当工作在正常电压下,由于具有极高的电 阻而呈绝缘状态,在雷电过电压作用下,则呈低电阻状态,泄 放雷电流,使与避雷器并联的电气设备的残压,被抑制在设备 绝缘安全值以下,待有害的过电压消失后,迅速恢复高电阻而 呈绝缘状态,从而有效地保护了被保护电气设备的绝缘免受过 电压的损害 10。 35kV 线路避雷器性能分析及优化设计 23 它与阀型避雷器相比具有动作迅速、通流容量大、残压低、 无续流、对大气过电压和操作过电压都起保护作用、结构简单、 可靠性高、寿命长、维护简单等优点。 1) 使用条件 a.适用户内或户外; b.环境温度不高于+40,不低于-40; c.海拔高度不超过 2000m(Y5C
36、 型不超过 1000m),高原型 不超过 3500m; d.交流系统的频率范围为 4862Hz; e.最大风速为 35m/s; f.地震烈度为 8 度以下; g.引线拉力为 299N,35kV 以上产品为 490N。 2) 结构简介 1.27kV 以下产品用上下铁壳盖及密封橡皮圈将氧化锌阀片 密封在瓷套内,内部装有弹簧将阀片压紧,以防止内部雷件移 动,并保证雷件之间可靠的电气连接。 41kV 以下产品由避雷器元件、顶盖、底座组成。避雷器元 件内部装有氧化锌阀片,阀片用四根拉杆固定,弹簧压紧。避 雷器通常带有压力释放装置,当避雷器在负载超过规定或者发 生意外损坏造成内部压力上升时,当压力上升到某
37、一个规定值 时,压力施放装置动作,排出气体,防止瓷套爆炸。 3.6 绝缘子的类型及其特性 (1) 玻璃绝缘子 玻璃绝缘子是在 20 世纪 30 年代中期,由英国采用“钢化” 工艺方法制成问世的,至今已有 60 多年历史,其在射界范围 内有着日益广泛的应用。从长期的生产使用资料中可以看到玻 璃绝缘子有如下特性 11: 1) 零值自破、便于检测。即具有缺陷的玻璃绝缘子自破 后伞盘全部脱落,只要在地面上观测即可,无需登杆逐片检测。 不像陶瓷绝缘子需要检测通过配备检测仪器定期登杆或登塔检 测,降低工作量及维护费用。 2) 耐电弧和耐震动性能好。玻璃绝缘子在运行时遭受雷 电烧伤后的新表面仍为光滑的玻璃体,并有钢化内应力保护层, 因此,它仍具有足够的绝缘性和机械强度。 3) 寿命长不易老化。根据电力部门部分地区输电线路上 的玻璃绝缘子进行的定期取样检测,通过分析所积累的采样数 据,表明了运行 35 年后的玻璃绝缘子的机电性能与出厂时基 本一致,未出现老化现象。 4) 主电容量大,电压分布均匀。玻璃的相对介质常数 78,使玻璃绝缘子的主电容量较大,从而使玻璃绝缘子的电 压分布比瓷绝缘子均匀,降低了无线电干扰、减少电晕损耗并 且延长玻璃绝缘子寿命,并通过实践数据反应了这一点。
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