[发明专利]一种配网综合防雷系统

摘要

本发明公开一种配网综合防雷系统，包括有变电站、从变电站变压器三相出站端口引出的输电线路，在每相线路上串接一支过电压隔离器，从电压隔离器输出端引出至杆塔成为架空线,支撑架空线的是杆塔绝缘横担,并通过绝缘横担上的多功能线夹将输电线固定,在杆塔的顶端安装有波阻避雷针,在杆塔底部地下埋设简易快速接地装置。实现以杆塔防护为中心,以防范配网雷击跳闸、断线为重点,对配网线路、变电站进行综合雷电防护。系统将波阻避雷针、绝缘横担、多功能线夹、简易接地装置等配网线路专用防雷设备有机集成,构建与实现了多层次、立体化的综合防雷系统,可大幅度降低雷击跳闸率、断线率,实现配网防雷经济性与有效性的最大匹配。

主权项

一种配网综合防雷系统，包括变电站和杆塔横担组合体两个部分，其特征在于:对变电站:在变压器出站端的A、B、C三相输电线上,每支相线串接一个过电压隔离器(2)；这种过电压隔离器(2)，是一支封闭在耐高压冲击绝缘密封套管内，由多级lirici单元电路串联而成的LRC电路，其中各lirici单元电路，由装在该绝缘密封套管内的一根耐高压冲击的电感线圈、以及间隔的套装固定在该电感线圈外表面上的多块纳米强感应磁体环构成，电路的两端接装有带电源线的金属法兰，串接在电网变压器出站端三相输电线的每支相线上，成为具有等效电感为100—260μH、等效电容为80—200pF的大功率低通滤波器，在正常工频运行下无阻抗，在遇有1M—10MHz雷电脉冲感应下，会产生高达2×103Ω—2×106Ω的高阻抗，阻隔过电压对变压器的冲击，这种过电压隔离器具有的最低耐压为450KV、抗有效雷电流幅值为350KA；对于杆塔横担组合体部分:在杆塔上拆掉原有的木横担或铁横担,替换上绝缘横担(5),依据实际地况的需要选择构建标准型杆塔绝缘横担组合体、扩展型杆塔绝缘横担组合体、单边延伸型杆塔绝缘横担组合体其中的一种；这些类型的杆塔绝缘横担组合体，采用的共同技术是：a)所用绝缘横担(5)，是由玻璃纤维材料经拉挤成型、抗老化、防紫外线处理而形成的绝缘体，它与原有的标准横担相同或是在長度上有放大，这种绝缘横担具有的耐受电压：额定雷电耐受冲击电压为450KV，额定短时工频耐受电压为180KV；b)在杆塔(4)顶部安装波阻避雷针(7)；这种波阻避雷针(7)，是由支撑杆、避雷针基体和针头连接组成, 避雷针基体包括有耐高压冲击的绝缘密封套管, 在其耐高压冲击绝缘密封套管内，装有耐高压冲击的电感线圈,在该电感线圈的外围表面、上下间隔的套装固定有多块纳米强感应软磁体环, 如此自下而上组成了由多级电路单元R1L1C1、R2L2C2、…RnLnCn串联组成的RLC电路, 在所述绝缘密封套管腔体下部R1L1C1单元电路下端的纳米强感应软磁体环的底部, 接装并固定有一根绝缘支撑杆, 该绝缘支撑杆上部的一段密封在所述绝缘密封套管腔体内，而其余部分裸露于套管外,成为安装在杆塔上的绝缘支撑；这种波阻避雷针具有等效电感为37—80μH、等效电容为18 —42pF；耐冲击电压为450—850KV；耐冲击电流为100 —290KA；c)通过装在绝缘横担(5)上的多功能线夹(6)，将三相输电线(3)固定架空在杆塔(4)上；d)这里说述的多功能线夹(6)，是绝缘横担的配套器件,配合绝缘横担使用，可在常规的紧固线夹、穿刺防断线夹、间隙放电线夹中选取；依地况的需要在多功能间隙放电线夹、多功能氧化锌阀片线夹以及紧固导线间隙放电线夹中选取；多功能间隙放电线夹,是集紧固导线、非穿刺防断线或穿刺防断线、间隙放电三种功能为一体的线夹装置；多功能氧化锌阀片线夹，是集紧固导线、非穿刺防断线或穿刺防断线、引弧棒、氧化锌阀片控制放电功能为一体的线夹装置；紧固导线间隙放电线夹, 是集紧固导线、间隙放电功能为一体的线夹装置；其中：多功能间隙放电线夹，在结构上包括有上、中、下三块金属板块(17、18、19)，在这上下合并的三块金属板块(17、18、19)两端，分别制有通透螺栓(23)的安装孔，配装有紧固上块金属板块(17)、中间金属板块(18)、绝缘横担(5)、下块金属板块(19)使之合成为一体的紧固螺栓和螺母(23)；在其合并的上、中两块金属板块(17、18)的中间部位，制有用于固定三相输电线(3)导线的通槽(20)，通槽(20)的上半槽位于上块金属板块(17)上, 通槽(20)的下半槽位在中间金属板块(18)上，通过其上、下两个半槽(17、18)腔体壁面直接与三相输电线(3)的导线裸芯接触并将其导线固定，该通槽(20)为三相输电线(3)导线的非穿刺防断线型线槽；或者通过在该通槽(20)的上、下两个半槽(17、18)腔体的壁面上固定的金属尖齿(21),穿刺三相输电线(3)的导线外皮与其裸芯接触并将其导线固定，这种通槽(20)为三相输电线(3)导线的穿刺防断线型线槽；而下块金属板块(19)为托装绝缘横坦(5)的托板，并在这块金属板块(19)底部装有金属间隙放电棒(22‑1)；这种多功能间隙放电线夹，具有的额定雷电耐受冲击电压为80KV，额定短时工频耐受电压为200KV；其中：多功能氧化锌阀片线夹，在结构上包括有上、中、下三块金属板块(17、18、19)，在这上下合并的三块金属板块(17、18、19)两端,分别制有通透螺栓(23)的安装孔，配装有紧固上块金属板块(17)、中间金属板块(18)、绝缘横担(5)、下块金属板块(19)使之合成为一体的紧固螺栓及螺母(23)；在其合并的上、中两块金属板块(17、18)的中间部位，制有固定三相输电线导线的通槽(20)，该通槽(20)的上半槽位于上块金属板块(17)上, 下半槽位于中间金属板块(18)上，通过其上、下两个半槽(17、18)腔体壁面直接与三相输电线的导线裸芯接触并将其导线固定，该通槽(20)为三相输电线导线的非穿刺防断线型线槽；或者通过在该通槽(20)的上、下两个半槽(17、18)腔体的壁面上固定的金属尖齿(21),穿刺三相输电线的导线外皮与其裸芯接触并将其导线固定，这种通槽(20)为三相输电线导线的穿刺防断线型线槽；而下块金属板块(19)为托装绝缘横坦(5)的托板，并在这块金属板块(19)底部装有引弧棒(22‑2)，引弧棒(22‑2)由固定在下块金属板(19)上的基体(22‑2‑1)和装在基体(22‑2‑1)端头上的金属导流棒(22‑2‑4)构成；引弧棒(22‑2)的基体(22‑2‑1)为绝缘柱外壳，在绝缘柱壳体里封闭有固定弹簧(22‑2‑2)和被弹簧固定的氧化锌(22‑2‑3)阀片，基体(22‑2‑1)下部的金属导流棒(22‑2‑4)或直接与基体(22‑2‑1)里的氧化锌阀片(22‑2‑3)连接，或与其固定弹簧连接；这种多功能氧化锌阀片线夹，具有的阀片额定电压为17KV，阀片标称放电电流为5KA ，阀片最大雷电冲击残压8/20μs，阀片50KV公称爬电比距≥25mm/KV；其中：紧固导线间隙放电线夹，在结构上包括有上、中、下三块金属板块(17、18、19)，在这上下合并的三块金属板块(17、18、19)两端,分别制有通透螺栓(23)的安装孔，配装有紧固上块金属板块(17)、中间金属板块(18)、绝缘横担(5)、下块金属板块(19)使之合成为一体的紧固螺栓和螺母(23)；在其合并的上、中两块金属板块(17、18)的中间部位，制有固定三相输电线(3)导线的导线槽，在中、下两块金属板块(18、19)的结合部位，制有垂直于该导线槽并位于其下方向的穿装绝缘横担(5)的通槽，下块金属板块(19)为绝缘横坦(5)的托板，在中间金属板块(18)上部位固定有三相输电线导线的托槽板(24)，在下块金属板块(19)底部装有金属间隙放电棒(22‑1)；这种紧固导线间隙放电线夹，具有额定雷电耐受冲击电压为80KV，额定短时工频耐受电压为200KV；在杆塔(4)地面下埋有简易快速接地装置(8):包括有多层等间距、水平放置的铜包钢环形接地圈(12)，多根固定在各层铜包钢环形接地圈(12)上、杆体竖直朝下的铜包钢纵向接地钎子(13)，以及固定在铜包钢环形接地圈(12)与铜包钢纵向接地钎子(13)结合部、杆体水平向外的铜包钢横向接地钎子(14)，通过如此分层组合、整体联接、组成笼式结构框架，其四周与底部匀布着与大地紧密接触的铜包钢接地钎子；在埋置于地下的笼式结构框架内均匀充填土壤和保水缓释剂(15)；这些类型的杆塔横担组合体采用不同的技术是：对扩展型杆塔绝缘横担组合体，要在杆塔的绝缘横担(5‑1)端部架设笼式接地引下线，与埋在地下的简易快速接地装置(8)，共同组建成笼式杆塔防雷体系；所述扩展型杆塔绝缘横担组合体,包括有杆塔(4)、装在杆塔顶部的波阻避雷针(7)、固定在杆塔(4)各层原有木横担或铁横担位置上的绝缘横担(5‑1),这种绝缘横担(5‑1)的长度至少为原有木横担或铁横担长度的2倍，在每层绝缘横担(5‑1)上,装有位于其端部与杆塔(4)之间位置上的中端型多功能线夹(6‑1),及位于其两端的末端型下引线线夹(6‑2), 三相输电线(3)固定在各层绝缘横担(5‑1)的中端型多功能线夹(6‑1)上，笼式接地引下线(10‑1)的顶线两端,通过两支金属支撑杆(9)与杆塔(4)上的波阻避雷针(7)相连,所述顶线两端的下行线沿着各层绝缘横担(5‑1)的两端下行,被各层绝缘横担(5‑1)端部上的末端型下引线线夹(6‑2)固定、支撑, 引下线底部的两支引线汇合成一线固定在杆塔(4)的下部,与埋在杆塔(4)地面下的简易快速接地装置(8)连接,组成笼式杆塔防雷体系；对单边延伸型杆塔绝缘横担组合体，要在杆塔上的绝缘横担(5‑2)单侧的端部架设半边笼式接地引下线，与埋在地下的简易快速接地装置(8)，共同组建成适于山地路况的半笼式杆塔防雷体系；所述单边延伸型杆塔绝缘横担组合体，包括有杆塔(4)、装在杆塔(4)顶部的波阻避雷针(7),在杆塔(4)上固定有长度相等、相互平行、上下端部对齐、与杆塔(4)的杆身相垂直的两根绝缘横担(5‑2)，杆塔(4)的杆身将所述两根绝缘横担(5‑2)划分为短段与长段部分，在两根绝缘横担(5‑2)短段的端部装有末端型多功能线夹(6‑3), 在两根绝缘横担(5‑2)长段的端部装有末端型下引线线夹(6‑5)，并在下面一根绝缘横担(5‑2)的长段中部装有中端型多功能线夹(6‑4)，三相输电线(3)分别由两根绝缘横担(5‑2)短段端部装有的末端型多功能线夹(6‑3)、及下面一根绝缘横担(5‑2)长段中部装有的中端型多功能线夹(6‑4)定位固定，半边笼式接地引下线(10‑2)顶端连接杆塔(4)上的波阻避雷针(7)，下行通过末端型下引线线夹(6‑5)将其固定在两根绝缘横担(5‑2)长段的端部，再下行固定在下部的杆塔(4)杆身上，与地面下的简易快速接地装置(8)连通，组成适于山地路况的半笼式杆塔防雷体系；这里所述的中端型多功能线夹(6‑4)、末端型多功能线夹(6‑3)和末端型下引线线夹(6‑5)，可选取常规的紧固线夹、穿刺防断线夹、间隙放电线夹；在雷击频发地段要在多功能间隙放电线夹、多功能氧化锌阀片线夹、紧固导线间隙放电线夹中选取。