[发明专利]一种可融冰的架空防雷双导体绝缘地线

说明书

本发明涉及一种可融冰的架空防雷双导体绝缘地线。本发明的目的是解决架空地线的覆冰问题，不仅以最小的成本投入实现融冰除雪，还可在雷击时或线路故障发生时保护输电相线不被损坏，并且架空地线本身也完好无损。本发明的技术方案是：所述地线由内而外依次为导电磁性体内层、复合绝缘层和导电磁性体外层，其中：所述导电磁性体内层由多根镀锌钢丝绞制而成；所述复合绝缘层由绝缘内层、主绝缘层和绝缘外层覆合而成，其中绝缘内层和绝缘外层为半导电层；所述导电磁性体外层由多根镀锌钢丝绞制而成，包覆于绝缘外层的外面。所述镀锌钢丝采用软磁性钢丝镀锌。本发明适用于电力系统中高压架空输电线路地线的防雷与融冰。

技术领域

本发明涉及一种可融冰的架空防雷双导体绝缘地线。适用于电力系统中高压架空输电线路地线的防雷与融冰。

背景技术

2008年以来，我国南方地区出现了历史上罕见的低温雨雪凝冻灾害。许多线路覆冰远远超出线路承受能力，造成大面积断线或倒塔。架设在输电线路上方的地线通常是固定在线路铁塔的塔顶上，覆冰期间，输电线路导、地线均会覆冰，由于架空地线高于导线，并且在输电线路正常运行情况下架空地线没有电流流过，架空地线的覆冰厚度往往比输电导线还要厚(一般在相同气象条件下其覆冰厚度比导线厚5～10mm)。如果仅仅解决了导线上的覆冰，一方面导线覆冰融化后弧垂将上升，导、地线的距离减小，覆冰严重时甚至会出现地线低于导线的情况，造成导、地线电气距离不足影响线路正常运行，或者是导线脱冰后产生跳跃导致融冰过程中导、地线闪络；另一方面，地线覆冰严重也可能造成地线顶架或铁塔上部拉弯变形、杆塔倾斜等情况同样会造成线路无法正常运行。

因此，若只是对相导线进行融冰，还是难以确保线路安全运行，必须对地线也进行融冰。目前的做法是对融冰区的全部地线进行绝缘改造，在地线上加装带间隙的绝缘子4(如图2、图3所示)，切断杆塔5与地线之间的电气连接。融冰时，电源端变电站对架空地线加载融冰电流，在对侧变电站使两地线直接短接，融冰电流通过架空地线形成回路，使地线导体发热融冰雪，如图1所示。但是这种方法实施起来存在以下问题：

1)、由于地线运行方式多为逐塔接地或分段绝缘一点接地，在实际运行中，发现绝缘子4在覆冰条件下，覆冰厚度为10mm和20mm时绝缘子平均闪络电压分别为12.6～13.5kV和9.0～12.0kV，远低于清洁绝缘子的平均闪络电压(24.6～28.5kV)，可见，绝缘子覆冰及染污都会降低其闪络电压。

2)、在架空地线全线绝缘的情况下(图1所示)，若绝缘子4的空气间隙为100mm，当雷击地线而该空气间隙未被击穿时，可发现此时在塔顶的过电压要大于地线与杆塔5正常连接时的过电压，尤其是在过电压波形的波头部份。其原因是由于地线与杆塔之间的空气间隙未击穿，雷电能量推迟向下方大地释放，从而使得过电压波头部份变陡，过电压程度提高。

3)、在雷电下行先导向输电线路发展过程中，地线上会感应出与雷电下行先导异性的电荷，以维持地线的地电位(零电位)。在地线逐塔接地条件下，地线上的异号电荷主要是经由相邻挡距杆塔来补给，这个过程一般只有2μs左右，远低于雷电下行先导向地面发展所需要的时间(即数十微秒甚至数百微秒的梯级先导过程)。相关研究表明，地线上的感应电荷对地线上行先导的形成具有重要影响，从而影响地线的引雷能力。而在地线全线绝缘条件下，地线上的感应电荷会减小，即地线的全线绝缘会影响地线的感应聚集，并导致地线防雷能力差。

4)、电力部门为了降低地线上的电能损耗，若将地线全绝缘，在此接线方式下，架空地线上的场强会小于输电导线上的电场强度，雷电下行先到来时，若不能击穿架空地线与杆塔之间的空气间隙使得地线接地，由于此时输电导线上的电场强度大于地线场强，使输电导线将会成为迎面先导，产生雷击绕击，造成输电线路故障，对系统安全稳定运行会产生较大影响。

由于上述原因，为防止落在地线上的雷反击导线，在不覆冰的季节又要安排人工再将雷区地线恢复接地，这个过程的线路维护工作量十分巨大。

发明内容