110kV-220kV线路绝缘子串用可调节式并联间隙分析

110kV-220kV线路绝缘子串用可调节式并联间隙分析

常斌峰

（国网四川省电力公司成都供电公司四川成都610000）

摘要：输电线路在夏季遇到雷雨天气的时候经常会受到雷击，从而引起绝缘子闪络以及线路跳闸事故，进而影响到电网的安全与稳定运行，当前使用比较广泛的防雷方式就是装设并联间隙。并联间隙在具体的运行过程当中可以有效的降低线路跳闸产生的概率，进而对于绝缘子起到保护的作用。但是就目前来说，其型号多种多样，在装设的时候应该结合绝缘子串长度的不同、装设方式的不同而选取不相同型号的并联间隙。本篇文章首先探讨了采用传统绝缘子串并联间隙存在的弊端，然后重点阐述了并联间隙装置的设计以及有关的安装方法，本篇文章的研究与应用，希望可以给业内人士带来一定的借鉴，进而促进电网的安全与经济运行。

关键词：110kV-220kV；绝缘子串；可调节式；并联间隙

1.引言

绝缘子串并联间隙是一种跟以往防雷对策不相同的“疏导型”的保护方法，它的具体原理就是可以让线路有一定的雷击跳闸率，但是利用并联间隙跟绝缘子串之间的绝缘配合，进而实现通过间隙接引闪络通道的效果，进而防止出现绝缘子故障破坏、提升重合闸的成功率，防止出现永久性的故障。因为并联间隙防雷设备结构比较简单、装设比较方便、经济性能优良以及原理独特等特征，并联间隙防雷作为当前架空输电线路防雷保护的重要对策之一已经在近几年被我们国家电网所广泛推荐，并联间隙通常是为低压侧电极以及高压侧电极一组来搭配利用。当前来说，并联间隙重点是结合金具的连接形式、探入深度、长度以及绝缘子的片数、电压等级等不同技术规范选取不同的型号，进而引起110kV~220kV线路并联间隙型号非常多，无法实现通用。

2.采用传统绝缘子串并联间隙存在的弊端

（1）传统的并联间隙安装因为其安装之后间隙没有办法进行调整，在安装尺寸误差比较大的时候就会存在绝缘子串并联间隙的探入深度小于或者是大于设计与推荐值，在某些情况下来说，并联间隙没有办法对于绝缘子的雷电冲击放电带来很好的保护，绝缘子就将会带来闪络破坏。

（2）并联间隙装设规定要结合电压等级、金具联系方式以及绝缘子串的长度不同而选取不相同的并联间隙型号，这样一来就将会使得110kV~220kV线路并联间隙型号十分多，需要结合不同的线路特征开展定制，假如发觉线路上装设的传统并联间隙出现破坏的时候没有办法及时进行更换。基于上述输电线路绝缘子串并联间隙装设以及运行当中存在的问题，可调节式并联间隙能够改善以往并联间隙装设所面临的一系列问题，显著提升线路运行以及检修的效率。

3.并联间隙装置的设计

3.1技术要求

并联间隙装置的设计需要符合下述几点规定：

（1）间隙装置需要具备电弧最终燃烧点以及雷击闪络定位点，然后将其进行合并；

（2）调整间隙距离使得雷电冲击在定位点进行闪络，但是不应该过度的减小闪络电压，雷击闪络之后工频电弧弧根应该能够固定在最后的燃烧点；

（3）绝缘子串工频出现闪络（比如污闪）之后，间隙装置应该能够将电弧的起弧点转移到最终的燃烧点；

（4）间隙装置应该兼备均匀工频电场的作用，装设了间隙装置的复合绝缘子，它的复合材料上面最大的场强不应该高于15kV/cm，间隙装置上的场强应该低于35kV/cm，进而防止出现电晕放电；

（5）间隙装置的高压与低压电极都应该经得起工频电弧的灼烧。

3.2初步设计

（1）雷电冲击放电特性分析

雷电冲击放电的路径通常都是往最小的直线距离发展，想要让间隙装置优先于复合绝缘子放电，并且实现定点闪络，就应该在间隙装置的低压与高压电极上给出定位点，定位点间的距离需要低于复合绝缘子的干弧距离，并且还需要预留合理的裕度。各个定位点间的距离越短，间隙装置的放电电压就会越小，跟绝缘子自身的放电电压差距越大，其保护作用就越优良。但是这样一来，线路的耐雷能力就会降低，进而引起雷击跳闸率增加。需要利用合理调节间隙距离以及改进设计间隙的形式进而实现间隙装置不但可以很好的对绝缘子进行保护，又具备优良的冲击放电电压水平的目的。

（2）工频电弧特性分析

①工频电弧损坏绝缘子的原因

工频电弧破坏绝缘子的重要原因就是电弧的热效应，精油电弧爆炸声波辐射所带来的机械力影响是非常小的。经过试验研究结果可以知道，绝缘子伞裙的毁坏并不是跟电弧的引燃同步出现的，而是出现在电弧彻底发展以后一个不算太长的时间范围之内。从电弧形成一直到绝缘损坏之间有一定的时间，在这段时间当中，因为绝缘材料会遭受电弧的热荷载，其温度就从环境温度上升到了破坏温度。

图1给自由燃烧电弧的温度具体分布状况，从图中可以看到最高温度产生在起弧点周围的区域当中，跟起弧点的距离越远电弧通道当中的温度降低就会越快。起弧点温度的高低在原理上是跟电极形状、电弧电流以及电极材料有一定的关联。

图1燃烧电弧的温度分布

在电极周围的小范围中所形成的电弧柱被称之为“等离子电流”，又俗称其为弧根。跟电弧弧根不相同的是，电弧腹部散热环境十分优良，可以将其部分能量释放到空气当中去。但是在电弧腹部区域当中，

电弧通道的分布面积非常大，所以其表面积也比等离子流区域要大。与此同时，电弧腹在磁场力以及热空气上扬力的作用之下将会不断的飘动。所以，工频电弧弧根在非常短时间当中便会对绝缘子进行严重的烧伤，与此同时，电弧腹在比较长的一段时间之内也会烧坏绝缘子。

②间隙装置的工频电弧运动特性

常见的闭环间隙装置的电弧运动流程为：起弧点或许会从绝缘子端头边缘直接跳至间隙装置的环上面，然后缓慢的、而且是越来越慢的速度移动到间隙装置环的磁中性点。因为其沿着环周的运动从一开始就十分的缓慢，而且会最后停止下来，所以从起弧点所喷出的等离子流具备充足的机会以及时间会对复合绝缘材料进行烘烤。如果起弧点达到间隙装置环的磁中性点之后电流满足公式I1=I2=I/2，在这个时候等离子流的喷射方向顺着电极表面是极其不稳定的，进而会对于绝缘材料持续开展烘烤。所以，目前为止广泛用在复合绝缘子的闭环型均压环具备某些引弧的作用，但是没有办法达到并联间隙装置的作用。

4.安装方法

4.1直线绝缘子串并联间隙

首先，把直线绝缘子串低压侧的并联间隙装设在铁塔低压侧球头挂环上面并且使用螺栓进行紧固。其次，把直线绝缘子串高压侧的并联间隙装设在带电侧碗头挂板上面并且使用螺栓进行紧固。再次，利用本组的间隙（高低压侧总共两只）的调整机制开展整体上的装设、横向以及纵向的探入距离调节并且固定，间隙的装设就此完成。

4.2耐张绝缘子串用并联间隙

首先，把耐张绝缘子串低压侧的并联间隙装设在铁塔的低压侧联板上面并且使用螺栓进行紧固。其次，把耐张绝缘子串高压侧的并联间隙装设在带电侧联板上面并且使用螺栓进行紧固。最后，通过改组间隙（高压侧、低压侧共两只）的调整机制开展整体方面的装设、横向探入距离以及纵向探入距离的调节以及固定，间隙装设就此完成。

5.结语

综上所述，随着我国社会科学技术的不断进步，可调节式的绝缘子串并联间隙可以任意调整并联间隙的探入深度以及实际距离，进而实现相应电压等级的实际距离以及探入深度规定。针对110kV-220kV线路的电压等级来说，不同金具的具体连接方式以及不同长度的绝缘子都是通用的，不用按照型号开展针对性的装设，这样一来就能够很好的改进以往绝缘子串并联间隙的装设以及实际运行的弊端，实用性以及通用性是非常好的。本文针对110kV-220kV线路绝缘子串可调节式的并联间隙开展了分析，但是还具备一定程度上的不足，希望给业内人士带来一定的借鉴。

参考文献

[1]吴东,王巨丰.对吹式爆炸气流灭弧防雷装置熄弧效果研究[J].电瓷避雷器，2017（01）.

[2]高压电力装置防雷技术水平提升措施[J].丁颂群,石伟.经营管理者，2017（33）.

[3]胡俊俊.35kV输电线路防雷技术分析与方案应用[J].通讯世界，2017(20).

作者简介

常斌峰(1984—)男，汉族，本科，工程师，主要从事110KV-220架空输电线路运维检修和带电作业工作。