一种交流输电线路雷击闪络限制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统防雷领域，特别是一种交流输电线路雷击闪络限制方法及装 置。本发明用于110kV/220kV交流输电线路中，其能提高输电线路运行的可靠性，还能够提 升雷击闪络限制技术的应用水平。
【背景技术】
[0002] 架空输电线路是电网建设基础，是电力系统的重要组成部分，它将能源中心转变 而来的巨大电能输送到四面八方的负荷中心。目前，中国已建成由超/特高压为骨干的各 类电压等级的电网，随着国民经济的发展，110kV/220kV交流输电线路在中国国内的覆盖范 围越来越广，并且逐渐成为大、中城市的骨干供电网络，其供电的可靠性，直接关系到中国 的国民经济发展和居民生活质量。电网故障分类统计数据表明，高压输电线路由于雷击引 起的跳闸次数占线路总跳闸次数的40%?70%。由此可知，雷害是引发交流输电线路故障的 主要原因之一。因此，如何预防和减小雷击交流输电线路对电网造成的损害，是电网安全稳 定运行必须考虑的重点问题。
[0003] 据申请人所知，针对高压交流输电线路雷击闪络限制技术，中国国内的电力研究 院所近年来开展了大量的理论、试验及应用研究，已经取得了大量的科技成果。理论研究和 运行经验表明，现用于110kV/220kV交流输电线路的避雷器具有很好的防雷效果，且在使 用时不受地形限制，能够有效防止高压交流输电线路的雷击闪络。但是，研究和运行试验发 现，目前使用的避雷器在结构、技术参数设计上还存在安装不便或电气性能不可靠等问题， 一旦失效容易造成交流输电线路的跳闸事故，给交流输电线路的运行带来安全隐患。
[0004] 目前，110kV/220kV交流输电线路使用的避雷器主要包括纯空气间隙线路避雷器 和绝缘子固定间隙线路避雷器。据有关资料介绍，纯空气间隙线路避雷器采用间隙进行安 全防护，由于间隙没有其他物体可做支撑，且纯空气间隙线路避雷器本体尺寸和间隙尺寸 是固定的，安装时必须根据杆塔尺寸和绝缘子长度，临时加工不同的辅助工装来满足安装 要求。此外，纯空气间隙线路避雷器在使用过程中会长期承受较大荷载，因此需要重新进行 杆塔设计校核并设计可靠的连接方式，过高的安装难度给纯空气间隙线路避雷器使用带来 了诸多不便，且该类型的避雷器只适合垂直安装在直线杆塔上。针对纯空气间隙线路避雷 器存在的安装局限性，研究人员开发应用了绝缘子固定间隙线路避雷器。这种结构的避雷 器本体和间隙形成一个整体，可方便地以任何角度安装在不同的杆塔上，维护和更换较为 方便，但该类型线路避雷器放电的分散性大、且用于支撑的绝缘子需要长期承受弯曲负载 的非正常工况，容易造成绝缘子弯曲变形，间隙尺寸变化，最终会导致避雷器误动作或不动 作。理论分析和试验表明，绝缘子固定间隙线路避雷器的间隙在雷电冲击放电电压的作用 下，可看作空气间隙放电，但在工频放电情况下只能看作沿绝缘子表面的沿面放电，而目前 试验标准并未考核其在污秽条件下对工频电压的耐受能力，导致其实际具有的电气性能并 不可靠，存在一定的安全隐患。另外，起绝缘支撑作用的复合绝缘子的结构长度相当于同电 压等级线路绝缘子的70%左右，需要长期耐受正常工作电压、工频电压和操作过电压，当避 雷器发生损坏时，很难保证间隙不发生闪络。使用绝缘子固定间隙线路避雷器虽然解决了 安装问题，但同时也带来了设备运行中的安全隐患。
[0005] 据有关避雷器的杂志《电瓷避雷器》（2004,4 :21-24)报道的"目前线路避雷器存 在问题的分析和一种新型线路避雷器的研究"文章中介绍，在无间隙线路避雷器的基础上 提出一种通过加装故障指示器、热爆式脱离器和悬挂辅助机构来实现"免维护"功能的新型 线路避雷器。申请人经过研究和分析后发现，无间隙线路避雷器直接与导线连接，长期带电 运行，一旦发生故障，将直接影响线路的正常供电。而"免维护"功能的新型线路避雷器要 求加装故障指示器、热爆式脱离器和悬挂辅助机构，除了增加了安装施工的工作量，而且还 需要针对杆塔的结构设计特殊的悬挂辅助机构，这将给安装施工带来不便。
[0006] 因此，申请人认为，针对目前广泛使用的输电线路雷击闪络防护装置存在的不足， 需要并设计一种新的交流输电线路雷击闪络限制装置，同时研究适用于110kV/220kV的交 流输电线路雷击闪络限制方法，以达到既能提高输电线路运行可靠性，又能方便现场安装， 从而全面提升雷击闪络限制技术的应用水平。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是，针对现有的雷击闪络保护装置存在的不足，提出并研究一种交 流输电线路雷击闪络限制方法及装置。
[0008] 本发明的技术解决方案是： 一种交流输电线路雷击闪络限制方法，适用于110kV/220kV的交流输电线路，包括引 流、限压、熄弧三个限制步骤，其特征在于，其一、引流：借助并联间隙为工频短路电流提供 泄流通道，并联间隙为并联安装于绝缘子两端的由空气构成的连接空间，并联间隙的击穿 强度低于绝缘子的击穿强度，并联间隙被雷电击穿雷电流会流经并联间隙，而不流经绝缘 子；当发生雷击时，并联间隙先于绝缘子被击穿，工频短路电流在电动力和热浮力的作用 下，向远离绝缘子串的方向运动，最后稳定在并联间隙进行燃烧从而保护绝缘子；其二、限 压：采用非线性能量吸收组件，非线性能量吸收组件串联在并联间隙上，通过非线性能量吸 收组件在引流的基础上吸收大部分雷电流能量，并且限制绝缘子两端的过电压，避免绝缘 子被雷击闪络而损坏；其三、熄弧：对于雷电流过后工频短路电流继续流过并联间隙时在 并联间隙中产生的电弧引发的持续燃烧进行处理，由于经过非线性能量吸收组件的限压和 吸收，并联间隙上的工频续流降低到毫安级别，并且通过工频过零点，能够保证在〇. 5~2个 工频周期内熄灭电弧，防止断路器跳闸。
[0009] 交流输电线路雷击闪络限制装置，采用防止雷击闪络的限制器，防止雷击闪络的 限制器采用非线性能量吸收组件，其特征在于，非线性能量吸收组件与并联间隙和异型连 接装置组合，并联间隙两端与电极配接，非线性能量吸收组件通过电极与并联间隙相连，非 线性能量吸收组件通过异型连接装置与固定绝缘子的固定件配接，异型连接装置采用异型 连接板，非线性能量吸收组件由外壳和非线性电阻元件构成，非线性电阻元件封装在外壳 内部；外壳是用硅橡胶整体注射成型的硅橡胶伞套。
[0010] 其特征在于，非线性能量吸收组件与并联间隙电极相连构成防雷电的泄流通道， 非线性能量吸收组件的一端通过异型连接板和固定绝缘子的固定件相连，非线性能量吸收 组件的另一端与并联间隙的一端电极连接，并联间隙的另一端电极通过另一异型连接板与 固定绝缘子另一端的固定件相连，所述的防止雷击闪络的限制器用于IlOkv交流输电线 路。
[0011] 其特征在于，非线性能量吸收组件与并联间隙电极相连构成防雷电的泄流通道， 由非线性能量吸收组件与并联间隙电极相连构成的防雷电的泄流通道采用了二组非线性 能量吸收组件，其中的一组非线性能量吸收组件的一端通过异型连接板联接在绝缘子上端 的固定件上，该组非线性能量吸收组件的另一端与并联间隙的一端电极串联，另外一组非 线性能量吸收组件的一端与并联间隙的另一电极串联，另外一组非线性能量吸收组件的另 一端通过另一异型连接板连接绝缘子下端的固定件上，所述的防止雷击闪络的限制器用于 220kV交流输电线路。
[0012] 其特征在于，固定件采用挂板或者联板。
[0013] 其特征在于，挂板包括上端挂板和下端挂板。
[0014] 其特征在于，联板包括上端联板和下端联板。
[0015] 其特征在于，所述的非线性能量吸收组件采用电压梯度200?300V/mm、电流密度 30?40A/cm2的非线性电阻片元件。
[0016] 其特征在于，非线性能量吸收组件通过异型连接板并联安装于绝缘子上，可实现 与绝缘子的标准一体化安装。
[0017] 其特征在于，异型连接板连接非线性能量吸收组件的端部设有一组扇形调节孔， 扇形调节孔用于调节并联间隙的间隙距离。
[0018] 需要指出的是：绝缘子可以根据需要选用单串绝缘子或者选用双串绝缘子。异型 连接板与单串绝缘子配接时，采用二个异型连接板，其中一个异型连接板连接于单串绝缘 子上端的U型挂环与挂板之间，另一异型连接板连接于单串绝缘子下端的悬垂线夹与挂板 之间。异型连接板与双串绝缘子配接时，其一个异型连接板连接于双