一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置制造方法及图纸

一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置，它是由悬空绝缘的虚拟正极避雷线、高压电抗器、高压限流电阻器、直流避雷器、高压先导电阻器、悬式绝缘子、高压屏蔽同轴电缆构成；位于铁塔顶端的虚拟正极避雷线与铁塔悬空绝缘后与高压电抗器和高压限流电阻器串联接线，再与输电线路的正极导线相连接；所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线通过绝缘子固定于铁塔的上方顶端，并悬空与大地绝缘，呈现与正极线路等同的对地电位的电压值，所述虚拟正极避雷线同时与直流避雷器连接，高压先导电阻器与直流避雷器并联接线，高压屏蔽同轴电缆与直流避雷器并联接线，直流避雷器作为所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线的防雷接地过电压时排泄大电流的通道。

A lightning protection device for virtual positive pole induced lightning arrester line on high voltage DC overhead transmission line

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置
本专利技术涉及一种电力工程高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置，属于高压直流架空输电线路的安全防护

技术介绍
直流输电技术从上世纪中叶在世界各地电力系统中应用以来，在远距离、大容量电力系统联网方面表现出了明显的优点，直流输电技术不仅提高了电力系统的经济指示、技术性能，而且使电力系统运行更加可靠。随着国家电网公司和中国南方电网公司的“西电东送，南北互供，全国联网”发展战略的实施，特高压交直流输电线路的大力建设和投入运行，我国电力事业已进入高速发展期。2010年年底，我国已建立5条直流输电线路将华中、华东电网相联接，南方电网也形成2个交直流并列输电通道，并通过一回直流输电线路与华中电网相连。直流输电技术在我国西电东送以及全国联网工程中将起到非常重要的作用。从目前我国电网的建设和预期发展来看，线路传输距离远，且由于我国地形特点，输电线路必将经过大量复杂气候环境的地区，在这些地区中，输电线路将面临雷击、覆冰，污秽等多种因素的考验。尤其是雷电灾害。统计表明，雷击线路是造成线路故障的主要原因。我国直流输电线路主要以±500kV等级为主，自1989年建设第一条葛洲坝-南桥±500kV直流输电工程至今，先后共建设了7条±500kV直流线路。国家电网公司对±500kV直流线路雷击闪络率统计情况见表一。表一、国家电网公司±500kV直流线路雷电闪络(2004～2007)为了表明直流输电线路雷击闪络的特点，表二给出了国内雷电活动较强烈的广东地区直流线路的雷击统计数据。从表二数据可见，我国±500kV线路的雷击闪络率明显高于交流500kV线路雷击跳闸率。由表中数据可见，正极性导线雷击事故占据了87.5％，这是因为我国的雷电以负极性雷居多(约占90％)。表二广州直流线路雷击闪络率统计表现有直流架空线路的防雷措施：现有技术通常是与交流高压架空线路一样，在铁塔的顶端架设二根接地的避雷线装置。目前对高压直流线路的防雷防护措施有：1)减少发生雷击线路的绕击闪络率，主要而有效的措施是减小避雷线保护角。由于高压直流线路只有两根线，若避雷线采用负保护角，不会因2根避雷线的距离拉大而产生中相绕击问题，这一点与单回交流线路不同，因此通常高压直流线路避雷线尽可能采用小的保护角。2)减少发生雷击线路反击闪络率，主要措施是增加线路绝缘和减小杆塔接地电阻。直流线路防雷保护的具体要求为：超高压直流架空线路的大气过电压造成的危害，同时鉴于在系统中的重要性，对全程线路仍以全线架设地线。由于直流输电线路由于导线只有正负两极，故两极呈水平排列，两避雷线亦采用水平排列。要求杆塔上两根地线之间距离不应超过地线与导线间垂直距离的5倍，地线对导线的保护角，双地线一般采用15°左右。通常设计手册中高压直流输电工程采取了以下防雷方案：一般线路段采用双地线，在山地地线的保护角控制在-10℃，在乎地地线对外侧导线的保护角控制在10°。地线全线直接接地，两根地线间的水平距离不超过地线与导线间垂直距离的5倍。避雷线与铁塔均为逐基接地，接地电阻值满足设计要求。铁塔采用四点引下线接地，接地装置均采用圆钢。根据运行部门的统计情况，如向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程(线路全长为1907km)，投运的第一年发生雷击闪络2次，雷击闪络率为0.105次/(100km·年)；锦屏-苏南±800kV特高压直流输电工程(线路全长为2090km)，平均每年雷击闪络2次，雷击闪络率为0.095次/(100km·年)。雷击闪络率运行数据均在0.1次/(100km·年)左右。从我国±500kV运行经验可知，正极性导线容易发生雷击闪络，这是因我国雷电大多为负极性，约占90％，这也说明直流工作电压对雷电绕击是有很大影响，特别是对于特高压直流输电线路。由于直流工作电压高，其影响因素更加明显，故对于导线的击距还需考虑其上的工作电压值。且根据初步判定，雷击闪络事故均为发生在正极极线上的绕击闪络，从已有的运行经验来看。特高压直流线路中的正极性导线“引雷”效果明显，比负极性导线更易于发生雷击。关于大气物理学的雷电理论描述：雷电就是发生在雷雨云中的电学现象，也只有雷雨云才可能产生雷电。闪电是指积雨云中不同符号荷电中心之间的放电过程，或云中荷电中心与大地和地物之间的放电过程，或云中荷电中心与云外大气不同符号大气体电荷中心之间的放电过程。根据闪电部位可分成云闪和地闪两大类，其中：(1)云闪：是指不与大地和地物发生接触闪电。它包括云内闪电、云际闪电和云空闪电。云内闪电是指云内不同符号荷电中心之间的放电过程；云际闪电是指两块云中不同符号荷电中心之间的放电过程。(2)地闪：是指云内荷电中心与大地和地物之间的放电过程，亦指与大地和地物发生接触的闪电。雷电研究科学工作者的测试结果表明，大地被雷击时，多数是负电荷从雷云向大地放电，少数是雷云上的正电荷向大地放电。同时观测发现，大气中放电的云闪数大于地闪，云闪占全部闪电的三分之二以上。为什么直流正极线路的雷击概率大于交流线路呢？本文分析：因为大部份(90％)是负极性雷，由云层的负极性电荷极易与导线的正极发生以正负电荷放电的云闪现象，它是一种人为方式的直接的“云闪”，这就是直流输电线路的雷击跳闸率高于交流输电线路雷击跳闸率的原因所在。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理、简单，使用方便、可靠，能有效的防止雷击，保障电力工程的高压直流架空输电线路安全运行的高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置。本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的，一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置，它是由悬空绝缘的虚拟正极避雷线、高压电抗器、高压限流电阻器、直流避雷器、高压先导电阻器、悬式绝缘子、高压屏蔽同轴电缆构成；所述位于直流架空输电线路正极上方、即位于铁塔顶端的虚拟正极避雷线与铁塔悬空绝缘后与高压电抗器和高压限流电阻器串联接线，再与高压直流输电线路的正极导线相连接；所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线通过绝缘子固定于铁塔的上方顶端，并悬空与大地绝缘，呈现与正极线路等同的对地电位的电压值，所述虚拟正极避雷线同时与直流避雷器连接，高压先导电阻器与直流避雷器并联接线，高压屏蔽同轴电缆的芯导体与直流避雷器并联接线，直流避雷器作为所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线的防雷接地过电压时排泄大电流的通道。作为优选：所述的防雷装置在高压直流架空输电线路中布置的间隔距离为50～100公里为一个单元组；所述的高压电抗器为铁芯式多匝数绕组的电抗器；所述的高压限流电阻器和高压先导电阻器均为水泥式或者陶瓷式高压电阻器；所述的悬式绝缘子为XP-70型的通用型户外绝缘子或是棒型支柱式绝缘子；选用耐压等级与输电线路中的电压等级相匹配；所述的高压屏蔽同轴电缆为具有双导体结构的高压电缆，耐压水平与输电线路电压等级相匹配，电缆线内导体层的芯线首端与悬空绝缘的虚拟正极避雷线连接，电缆线的尾端悬空绝缘，由棒式支柱型绝缘子支撑固定，电缆线的外层屏蔽导体与大地接地极连接。本专利技术属于对现有技术的改造，具有结构组成合理、简单，使用方便、可靠，能有效的防止雷击，保障电力工程的高压直流架空输电线路安全运行等特点。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置，它是由悬空绝缘的虚拟正极避雷线(BL)、高压电抗器(DK)、高压限流电阻器(R1)、直流避雷器(FZ)、高压先导电阻器(R2)、悬式绝缘子(JY)、高压屏蔽同轴电缆（L）构成；其特征在于所述位于直流架空输电线路正极上方、即位于铁塔顶端的虚拟正极避雷线(BL)与铁塔悬空绝缘后与高压电抗器(DK)和高压限流电阻器(R1)串联接线，再与高压直流输电线路的正极导线相连接；所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线(BL)通过绝缘子(JY)固定于铁塔的上方顶端，并悬空与大地绝缘，呈现与正极线路等同的对地电位的电压值，所述虚拟正极避雷线(BL)同时与直流避雷器(FZ)连接，高压先导电阻器(R2)与直流避雷器(FZ)并联接线，高压屏蔽同轴电缆(L)的芯导体与直流避雷器(FZ)并联接线，直流避雷器(FZ)作为所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线(BL)的防雷接地过电压时排泄大电流的通道。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流架空输电线路上虚拟正极诱导式避雷线防雷装置，它是由悬空绝缘的虚拟正极避雷线(BL)、高压电抗器(DK)、高压限流电阻器(R1)、直流避雷器(FZ)、高压先导电阻器(R2)、悬式绝缘子(JY)、高压屏蔽同轴电缆（L）构成；其特征在于所述位于直流架空输电线路正极上方、即位于铁塔顶端的虚拟正极避雷线(BL)与铁塔悬空绝缘后与高压电抗器(DK)和高压限流电阻器(R1)串联接线，再与高压直流输电线路的正极导线相连接；所述悬空绝缘的虚拟正极避雷线(BL)通过绝缘子(JY)固定于铁塔的上方顶端，并悬空与大地绝缘，呈现与正极线路等同的对地电位的电压值，所述虚拟正极避雷线(BL)同时与直流避雷器(FZ)连接，高压先导电阻器(R2)与直流避雷器(FZ)并联接线，高压屏蔽同轴电缆(L)的芯导体与直流避雷器(FZ)并联接线，直流避雷器(FZ)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，张京伦，
申请(专利权)人：张京伦，
类型：发明
国别省市：浙江,33