110kV输电线路并联间隙装置的电气性能分析

李宁兮 李 良 伍 健

（四川省电力设计院，四川 成都610072）

0 前言

很多输电线路故障的发生，都是雷电所引起的，绝缘子和金具会受到雷击闪络后工频续流的损坏作用，导致零值绝缘子，甚至还会有绝缘子掉串问题的出现，导致停电事故的发生，严重危害到线路的安全运行。目前，通常将堵塞型防雷保护给应用过来，它的思想是促使线路的耐雷水平得到提高，实现雷击跳闸率得到减少的目的。 随着时代的发展，如今已经开始广泛应用继电保护和重合闸装置，那么就可以将疏导型防雷保护给应用过来。

其中，非常有效的方式就是绝缘子并联间隙防雷，它指的是允许有一定的雷击跳闸率存在于线路中，并联间隙装置和绝缘子串，间隙放电释放雷电能量，疏导工频电弧；雷击闪络虽然会发生，但是能够成功重合闸，不会有永久性故障发生。因此，对于并联间隙防雷保护装置来讲，需要具备的功能如引导雷电放电以及工频电弧的转移疏导功能等等，通过相关的电气试验，来验证这些功能。

1 设计方案

某地区结合具体情况， 在110kV 输电线路复合绝缘子安装方式方面，对4 种并联间隙方案进行了设计，其中，有一种是耐张串方案，有三种是直线串方案。第一种直线串方案，结合积累下来的实践经验，改动了角形招弧角，将复合绝缘子原有的均压环给保留了下来；第二种直线串方案将原来的均压环发展为环形招弧角，招弧角可以将均压作用发挥出来； 这两种方案都需要对改制的碗头和球头进行更换，在绝缘子上直接固定，将引流线应用到上下电极中。 一般利用三角连板操作孔来安装耐张串并联间隙，但是耐张串是不需要解开的，这样现场安装的工作量就可以得到大大的减少。

2 可见电晕和无线电干扰试验

可见电晕和无线电干扰特性是输电线路安装各种金具的重要指标，将并联间隙装置应用到输电线路中，那么设计就需要与可见电晕和无线电干扰特性要求相满足。因为复合绝缘子的均压环没有被应用到第二种和第三种方案中，为了对电极的均匀效果进行验证，本次主要试验了这两种型式的并联间隙。

一是，试验方法：首先是可见电晕试验，在试验的过程中，需要对电压进行升高， 保证利用夜视仪可以将试品出现的可见电晕给观察到，持续5 分钟左右的时间；然后对电压进行缓慢降低，消失电晕，持续五分钟左右，将这个时候的电压给记下来；要对上述过程进行五次的重读，将平均值给找出来。其次是无线电干扰电压试验，升高试验电压，达到规定的要求，利用无线电干扰仪来对试品产生的无线电干扰电压进行测试。

二是，试验结果：在升高工频试验电压的过程中，一直超过了规定的试验电压，也没有可见电晕出现于并联间隙的上下电极中，这样就说明并联间隙的可见电晕性能与国家的相关要求是符合的。在无线电干扰特性试验过程中，当升高工频试验电压的过程中，在1MHZ 以下，复合绝缘子用并联间隙的无线电干扰电压比规定值要小得多，那么就说明并联间隙的无线电干扰性能也是符合相关的要求和标准的。

3 雷电冲击放电电压及伏秒特性试验

并联间隙装置的目的就是保证在并联间隙装置上发生雷电冲击放电，同时，又不会在较大程度上升高线路雷击跳闸率，那么就需要进行雷电冲击放电电压及伏秒特性试验，以此来对并联间隙装置的雷电放电性能进行验证。单联绝缘子以及双联绝缘子的雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性没有较大的差异，因此，我们在试验过程中，只采用了双联绝缘子安装并联间隙。 将并联间隙装置合理安装之后，得出了复合绝缘子雷电冲击50%放电电压试验结果，并且将并联间隙安装之后，发现在并联间隙中存在着所有的放电路径。

通过试验结果我们可以得知，将并联间隙装置安装于复合绝缘子上，相较于没有安装并联间隙装置，可以获得更小的雷电冲击50%放电电压。同时，通过试验，我们也将复合绝缘子雷电冲击伏秒特性曲线给得了出来，结果表明，将并联间隙装置安装于复合绝缘子上，相较于没有安装并联间隙装置的复合绝缘子，可以获得更小的雷电冲击伏秒特性。

将并联间隙装置安装过来，可以在一定程度上降低雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性，降低幅度在15%到20%之间，这样因为并联间隙装置的安装，促使绝缘距离得到了减小。另外，采用了端部为球头的并联间隙，那么就会有微小畸变发生于局部电厂，在一定程度上降低放电电压。

4 工频电弧燃弧特性试验

通过工频电弧燃弧特性试验，主要是验证如果雷击闪络线路绝缘子之后，是否可以向并联间隙装置上引导后续工频短路电流所产生的电弧，并且是否可以在并联间隙装置的端部固定燃烧电弧，避免灼烧到绝缘子串。我们按照第二种方案和第三种方案将并联间隙安装于复合绝缘子上，进行了试验；将高速摄像机应用到试验过程和试验结果中，试验后，综合研究和分析了试品上留下的痕迹；通过研究发现，可以向间隙电极的球头上有效转移电弧，有电弧烧蚀的痕迹存在于电弧导线上，那么说明在电动力作用下，会向电源外侧移动电弧。 通过试验，说明并联间隙装置能够与相关的要求相符合。

5 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知， 随着时代的进步和发展，110kV 输电线路的防雷受到了越来越多人的重视；其中非常有效的方式就是将并联间隙装置安装过来；本文以某地区为例，进行了试验和分析，发现将并联间隙装置安装过来之后，可以在较大程度上降低雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性， 并且设计的并联间隙装置，可以对工频电弧进行有效的转移和疏导，在较短的时间内，就可以向间隙电极的球头上转移电弧。 本文以某地区为例，进行了电气性能试验， 对本地区输电线路并联间隙是否满足相关要求进行了验证，希望可以提供一些有价值的参考意见。

［1］陈维江，孙兆英，李国富.110kV 和220kV 架空线路并联间隙防雷保护研究[J].电网技术，2006,30（13）：123-125.

［2］陈伟江，王献礼.35kV 架空送电线路防雷用并联间隙研究[J].电网技术，2007，31（2）：132-134.

［3］葛栋，冯海全，袁立红.绝缘子串并联间隙的工频大电流燃弧试验[J].高电压技术，2008,34（7）：43-45.

［4］罗振涛，陈勉，陈伟江.110kV、220kV 架空输电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究[J].电网技术，2002，26（10）：132-135.

［5］葛栋，沈海滨，贺子明.110kV 输电线路并联间隙的电气性能试验[J].中国电力，2011，2（6）：132-133.