[发明专利]一种实现动态绝缘配合的提前放电装置及方法

说明书

本发明公开了一种实现动态绝缘配合的提前放电装置及方法，属于提前放电技术领域，装置包括绝缘子串和横担，所述横担设置在塔杆上，所述绝缘子串设置在横担上，还包括雷云感应装置、高压脉冲发生器、绝缘管、灭弧装置、上电极和下电极，所述雷云感应装置与高压脉冲发生器连接感应雷云信号并触发高压脉冲发生器，所述高压脉冲发生器的输出端通过设置导线经绝缘管与上电极连接，所述上电极设置在灭弧装置的灭弧筒内。本发明通过高压脉冲发生器提前放电产生自由电子，使得间隙击穿不依赖于雷电流陡度和幅值的影响，伏秒特性更为平缓，从而使间隙动作后线路中入侵雷电波幅值和陡度得到削减，确保发电厂和变电站等雷击防护安全。

技术领域

本发明涉及提前放电技术领域，尤其涉及一种实现动态绝缘配合的提前放电装置及方法。

背景技术

雷击会给电力设施带来不同形式的损伤和破坏，雷云放电在电力系统中会引起雷击过电压，分为直接雷击过电压和感应雷击过电压。雷击过电压可能对绝缘子、输电线造成损伤；输电线路发生雷击时引起的冲击闪络，导致线路绝缘子闪络，继而产生很大的工频续流，损坏绝缘子串及金具，导致线路事故；雷电击打在输电线或避雷线上，可能会引起断股甚至断裂，使输电工作无法进行。

现有的架空输配电线路雷电防护体系是“阻塞型”防雷模式为主，主要措施为架设避雷线和耦合地线、降低杆塔接地电阻、增强线路绝缘和安装线路避雷器等，其主要目的为限制雷击过电压，减少雷击跳闸。但是由于“阻塞型”防雷模式受到其有效性、安全性以及经济性的制约，仅能防护单次的弱雷击，对巨大雷击和多重雷击防护存在巨大空白，使雷击跳闸率一直“居高不下”。

现有的“疏导型”防雷模式作为“阻塞型”防雷模式的补充，主要是在绝缘子(串)两端安装并联保护间隙，其结构简单、安装方便，但由于其没有灭弧功能模块，使系统中持续流入短路电流，只能依靠断路器切断短路电流，以“跳闸率换取事故率”，在一定程度上会使得雷击跳闸率有所提高，易造成线路巨大安全事故。同时因为短路电流的烧蚀作用，使得并联保护间隙绝缘配合失效，失去应用的功能。

基于“阻塞型”和“疏导型”防雷模式原理，在并联保护间隙的基础上研发了主动灭弧式并联间隙，通过固定金具并联安装于绝缘子(串)两端。当雷电过电压波袭来时，并联间隙的击穿电压低于绝缘子(串)，前者优先击穿，形成冲击闪络通道的同时，利用雷电冲击脉冲触发主动灭弧式装置动作产生高速高压灭弧气体，作用于建弧通道，达到截断电弧并抑制后续工频续流的效果。

但主动式灭弧并联间隙的电场大多属极不均匀电场，其伏秒特性很陡，难以与被保护绝缘的伏秒特性取得良好的配合。在现有的固定绝缘配合中，如果进一步减小固定的绝缘配合比，即缩短并联间隙的距离，并联间隙的静态击穿电压就会整定的过低，使主动式灭弧装置在内过电压，甚至在工作过电压下频繁动作。

针对存在的上述问题，本发明在主动灭弧式并联间隙的基础上，增加一个提前放电装置，实现动态绝缘配合，确保在雷击时，将闪络通道控制在并联间隙(即灭弧通道)，保护绝缘子(串)雷击绝缘不闪络，但又不至于在工频过电压和操作过电压下使间隙被击穿，造成误动作。这解决了伏秒特性凸起造成的绝缘配合存在无效区的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现动态绝缘配合的提前放电装置及方法，以解决背景技术中存在的技术问题。

一种实现动态绝缘配合的提前放电装置，包括绝缘子串和横担，所述横担设置在塔杆上，所述绝缘子串设置在横担上，还包括雷云感应装置、高压脉冲发生器、绝缘管、灭弧装置、上电极和下电极，所述雷云感应装置与高压脉冲发生器连接感应雷云信号并触发高压脉冲发生器，所述高压脉冲发生器的输出端通过设置导线经绝缘管与上电极连接，所述上电极设置在灭弧装置的灭弧筒内，所述下电极设置在绝缘子串的另一端。

进一步地，所述上电极包括提前放电电极、引弧电极和陶瓷管，所述提前放电电极放置在陶瓷管内，所述提前放电电极与导线连接，所述引弧电极设置在陶瓷管的外侧，引弧电极接地。