[发明专利]一种防雷防冰闪合成绝缘子防雷段保护间隙设计方法

说明书

本发明提供一种防雷防冰闪合成绝缘子防雷段保护间隙设计方法，该方法包含步骤1～4，步骤1：雷电流保护阈值设置，步骤2：氧化锌电阻片残压测试与防雷段伏安特性曲线测量，步骤3：保护间隙结构设计与击穿电压试验，步骤4：保护间隙距离确定。该方法通过科学合理的设计防雷段保护间隙，解决了当遭遇过大雷击时，现有的应用于取消地线输电线路的防雷防冰闪合成绝缘子缺乏保护装置易发生损坏的技术问题，且该方法简单易行且计算量小。

技术领域

本发明属于电力系统防灾减灾技术领域，具体涉及一种防雷防冰闪合成绝缘子防雷段保护间隙设计方法。

背景技术

经数据统计，电力系统中50％以上的跳闸事故是由于雷击引发。随着国民经济的不断发展，人民对用电可靠性提出了更高的要求，故降低输电线路的雷击跳闸率、建立健全的电网防雷体系，对提高电力系统的稳定性具有重要的作用

由于越来越多的输电线路跨越高寒山区，取消地线并加装高通流能力防雷防冰闪合成绝缘子的输电线路得到了越来越广泛的应用，现有的防雷防冰闪合成绝缘子防雷模块可以耐受大多数雷击，然而也可能存在雷电流幅值过高造成输电线路雷击跳闸导致防雷防冰闪合成绝缘子损坏的现象，故需要根据实际情况设计绝缘子防雷段，以疏导较大的雷电流，且提高其防雷防冰闪能力。

然而，在现有技术中，针对上述问题，暂时还没有关于成熟系统的防雷防冰闪合成绝缘子防雷段的保护或者设计方法。

发明内容

针对以上情况，本发明提出了一种防雷防冰闪合成绝缘子防雷段保护间隙设计方法，从而解决当遭遇过大雷击时，现有的应用于取消地线输电线路的防雷防冰闪合成绝缘子缺乏保护装置易发生损坏的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种防雷防冰闪合成绝缘子防雷段保护间隙设计方法，包括如下步骤1～4：

步骤1：雷电流保护阈值设置：设置雷击电流保护阈值I_m，当雷电流幅值超过I_m时，防雷段的保护间隙被击穿；

步骤2：氧化锌电阻片残压测试与防雷段伏安特性曲线测量：通过冲击电流作用于氧化锌电阻片，测试得到氧化锌电阻片在大电流区段的伏安特性曲线，得到不同冲击电流作用下的防雷段残压；

步骤3：保护间隙结构设计与击穿电压试验：采用棒-棒电极作为保护间隙结构，通过冲击电压发生器输出脉冲电压，进行击穿电压试验，测量得到不同间隙距离下的棒-棒电极冲击闪络电压，并得到正负极性冲击闪络电压随间隙距离的关系曲线；

步骤4：保护间隙距离确定：根据步骤1中的雷击电流保护阈值I_m和步骤2中的防雷段伏安特性曲线，得到防雷段两端的动作残压U_m，并根据动作残压U_m和步骤3中的正负极性冲击闪络电压随间隙距离的关系曲线，计算得到保护间隙距离d_m。

进一步的，所述步骤1的雷击电流保护阈值I_m150kA。

进一步的，所述步骤2中具体包括：通过冲击电流发生器产生波形为4/10μs脉冲式的冲击电流，作用于防雷段采用的氧化锌电阻片，冲击电流幅值处于50-150kA，每10kA测试一个点，每次测试采用一片全新电阻片，直到氧化锌电阻片损坏，测量测量得到氧化锌电阻片的伏安特性曲线，单片氧化锌电阻片的伏安特性曲线乘以电阻片个数等于整个防雷段的伏安特性曲线，伏安特性曲线为分段线性函数：

其中，U₁表示残压，I表示电流值，a₁，b₁，a₂，b₂分别为线形拟合时得到的线性拟合常数，I₀为伏安特性曲线中非线性段与大电流段的临界值。