[发明专利]中低压配电网用水式熄弧保护间隙装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护绝缘子串、导线免受短路工频续流电弧灼烧的保护间隙，具体涉及了一种适用于中低压电力系统输配电线路的水蒸气自然拉弧并联间隙装置。

背景技术

中低压配电网由于不是重要的负荷所在，所以其一直以来其雷击跳闸率和雷击事故率都居高不下，低压电网如10kV配电网绝缘架空导线还存在雷击(直击雷或感应雷)必断线结论。然而随着电力系统短路容量以及输配电线路面积的不断的不断拓展，雷击(感应雷和直击雷)跳闸率和断线事故率将成为所有电压等级供电公司考核电网稳定运行的重要指标。中低压配电网多处地区偏远之地，由于地质问题使得接地电阻难以改善；输配电线路走廊又多经过地形复杂的斜坡，使得其受雷面积骤增。无疑，中低压配电网输配电线路防雷主要考虑两个问题，一个是安全和效果问题，另一个则是成本问题。改造地网电阻和架设避雷线或屏蔽线无疑是最昂贵的方法，多年来的运行效果也已不能满足电网供电稳定性要求。

中低压配电网特殊的山坡地理位置造成了避雷器安装的困难。首先，避雷器对地网电阻的要求比较高，而中低压配电网所处的又通常是地网电阻大而且很难改变的地区，强制安装避雷器肯定得不到理想的防雷的效果；其次，郊区安装的避雷器经常遭遇铜引下线被盗现象，铜引下线一旦被盗，避雷器将形同虚设；再者，线路避雷器购买成本高，安装困难，运行检修不方便，而且在雷电冲击下存在集肤效应，大电流下容易爆炸，不利于电网经济、安全、稳定运行。

由于运输及地形问题，中低压配电网比较适合安装简易的防雷设备，招弧角(或称普通并联间隙)是比较简易的防雷设备。当输电线路发生雷击时，招弧角或普通间隙优先与所并联的绝缘子串击穿，将雷电流泄入大地，从而起到保护输电线路及绝缘子的作用。由于招弧角没有灭弧能力，当间隙工频续流电弧不能自行熄灭时，断路器同样跳闸，其与自动重合闸装置配合能获得较好的防止非永久性短路故障的效果，是以“高跳闸率”换取“低事故率”的做法。问题是，有许多比较落后的配电网没有安装自动重合闸装置，断路器没回跳闸都相当于永久性故障，都造成“停电事故”，影响电网经济效益；同时，断路器多次带负荷跳闸也会明显影响其功能和缩短其寿命，当断路器故障拒动时将会造成更严重的电网事故。

所以，针对中低压配电网防雷问题，安装避雷器或并联普通间隙都有不可取的地方，安装后都存在相当的隐患。

因此，中低压配电网急需一种成本可观，易于运输、安装、检修，又能起到灭弧效果降低雷击断路器跳闸的装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有中低压配电网防雷方法及设备的不足，提供了一种适用于较落后的中低压配电网输配电线路防雷的中低压配电网用水式熄弧保护间隙装置。在雷雨天气下，该装置的细水柱喷弧通道(4)盛满水柱，其保护主间隙为仅为空气主间隙(6)，配电网耐雷水平决定于该装置。此时该装置不但拥有招弧角的泄流功能，同时也能快速自主熄灭雷电击穿后的工频续流电弧，保证雷击断路器不跳闸；在天气晴朗时，细水柱喷弧通道(4)内的水都被蒸发掉，该装置的保护主间隙包括空气主间隙(6)和细水柱喷弧通道(4)的长度，其绝缘强度将大于或等于绝缘子串的绝缘强度，配电网耐雷水平决定于绝缘子串，这就使得该间隙装置误动作概率大大减小，仅在雷雨作用下雷击时才保护输配电线路，平时也不会造成配电系统耐雷水平的降低。

为了实现雷雨天气下熄灭雷击工频续流电弧的目的，本发明采用了以下技术方案：雷雨天气下当绝缘水柱灭弧器(3)的细水柱喷弧通道(4)内填满水时，水表面至并联接地电极(2)组成最佳的保护主间隙，约为绝缘子串长度的75％-80％，绝缘强度弱于绝缘子串。该保护主间隙在雷电击穿工频续流建弧后，续流电弧使水蒸气气化，保护主间隙的长度变为原来的长度加上细水柱喷弧通道(4)的长度，总长度等于或大于绝缘子串长度，瞬间大幅度提升空气主间隙的绝缘再击穿强度和空气散热系数，并有高温高压电负性气体从细水柱喷弧通道(4)喷出，迫使电弧能量快速向空气传递，最终电弧因空气间隙绝缘恢复强度大于恢复电压而熄灭。