避雷針設(shè)計(jì)

1、摘要：文章對(duì)硅橡膠材料的優(yōu)異性能從機(jī)理上作出了解析，指出甲基是憎水性的根源，氫氧化鋁是耐電蝕的主體，防爆設(shè)計(jì)應(yīng)采用楔形嵌槽，并將Solidwks三維電場計(jì)算與光纖實(shí)測相結(jié)合尋找最佳電位分布。作者還對(duì)避雷器爬電比距的選擇提出新的觀點(diǎn)，分析了線路避雷器具備的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：避雷器；雷擊閃絡(luò)；過電壓；硅橡膠；氧化鋅電阻片1、引言安全送電、防止因線路故障而跳閘是當(dāng)前輸變電工業(yè)的重要課題之一。雷擊引起線路絕緣子串閃絡(luò)及雷電波入侵變電站所造成的停電

2、事故，在我國南方各省已占輸電線路閃絡(luò)事故的60%，特別是110kV線路，平原地區(qū)雷擊率為0.1~0.5次100km年，山區(qū)可達(dá)1~4次100km年[1]。加裝線路避雷器（MOA）是防止雷擊事故、減少跳閘率的有效方法之一[2]。日本、美國、俄羅斯已有許多應(yīng)用線路避雷器防止雷擊閃絡(luò)事故的成功報(bào)道。日本在20世紀(jì)90年代已有超過30000相77~500kV線路避雷器投入系統(tǒng)中使用，加裝線路避雷器后取得了良好的效果[3]。我國在此領(lǐng)域的研究起步

3、較晚，這與硅橡膠復(fù)合外套技術(shù)在避雷器上的應(yīng)用起步較晚分不開。截至目前，已研究制造出多種類型110~500kV線路避雷器，共有7610相在系統(tǒng)中運(yùn)行，收到良好的效果。我國線路避雷器分有串聯(lián)間隙和無間隙兩大系列。與國際上的不同之處是目前無間隙線路避雷器占50%以上。2、線路避雷器設(shè)計(jì)技術(shù)無間隙線路避雷器的成功應(yīng)用得益于硅橡膠復(fù)合材料，它取代了原有瓷外套，使220kV避雷器的質(zhì)量從260kg降至50kg以下，從而實(shí)現(xiàn)在桿塔上懸掛安裝。有串聯(lián)間

4、隙線路避（4）防爆技術(shù)為取得良好的防爆性能可在模壓硫化傘裙前將環(huán)氧玻璃纖維筒加工出長條梯形槽，并用專用楔形嵌件堵緊。梯形槽在避雷器故障時(shí)起排氣作用，楔形嵌件保證注塑時(shí)硅橡膠不至于進(jìn)入環(huán)氧玻璃纖維布筒內(nèi)腔。梯形槽的長度、數(shù)量、防爆力須經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算及試驗(yàn)求得。該型避雷器在中國及俄羅斯都通過了40kA和800A的短路電流試驗(yàn)。（5）吸收能量校核有間隙線路避雷器由避雷器本體和外串聯(lián)間隙構(gòu)成。正常運(yùn)行工況下避雷器本體的荷電率為10%以下，它主要承受

5、雷擊過電壓，因此對(duì)它的其他技術(shù)性能要求大為降低。避雷器電阻片承受雷擊過電壓的能力極強(qiáng)，直徑50mm的電阻片即能承受410ms、100kA大電流沖擊。（6）電位分布計(jì)算與調(diào)整330kV、500kV線路避雷器的突出技術(shù)問題是電位分布不均勻。與瓷套式避雷器不同，它是懸掛在空中的，必須采用三維電場、用有限元法計(jì)算其電位分布[5]。由于在結(jié)構(gòu)上不能采用外并電容的均壓措施。避雷器高度超過5m時(shí)，如不采取措施，其電位分布不均勻系數(shù)將達(dá)1.2，荷電率達(dá)

6、98%。這將加速高場強(qiáng)處電阻片的老化。因此，通過SolidWks三維設(shè)計(jì)及改善電位分布的設(shè)計(jì)，并通過改變均壓環(huán)的數(shù)量、大小、放置位置及下垂深度等措施使500kV無間隙線路避雷器（5.4m高）電位分布不均勻系數(shù)限制在10.4%以下。（7）避雷器內(nèi)部負(fù)壓問題在避雷器整體模壓注射硅橡膠過程中，避雷器各部分均處于受熱狀態(tài)（100℃以上）。當(dāng)模壓硫化完成（即避雷器密封完成），冷卻后內(nèi)部將形成低氣壓。由“巴申曲線”可知，此時(shí)電阻片沿面閃絡(luò)電壓大為下