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線路避雷器設計技術(2)
時間：2022-03-10
中試控股技術博士為您解答：上、下法蘭設計了經典的球頭、球窩，分別與高壓端、接地端連接。以2003年我國天生橋—廣州線投入使用的500kV有間隙線路避雷器設計為例，除秉承電站避雷器技術基礎外，還必須解決如下4點關鍵技術問題：
（1）吸收能量校核
有間隙線路避雷器由避雷器本體和外串聯間隙構成。正常運行工況下避雷器本體的荷電率為10%以下，它主要承受雷擊過電壓，因此對它的其他技術性能要求大為降低。避雷器電阻片承受雷擊過電壓的能力極強，直徑50mm的電阻片即能承受4/10ms、100kA大電流沖擊。 中試控股電力安全工器具檢測設備是為順應我國電力工業的發展需要，響應國家電網公司公司新版《安規》精神，配合變電站、供電所的標準化建設而生產的。
（2）電位分布計算與調整
330kV、500kV線路避雷器的突出技術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、用有限元法計算其電位分布[5]。由于在結構上不能采用外并電容的均壓措施。避雷器高度超過5m時，如不采取措施，其電位分布不均勻系數將達1.2，荷電率達98%。這將加速高場強處電阻片的老化。因此，通過SolidWorks三維設計及改善電位分布的設計，并通過改變均壓環的數量、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限制在10.4%以下。
（3）避雷器內部負壓問題
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（100℃以上）。當模壓硫化完成（即避雷器密封完成），冷卻后內部將形成低氣壓。由“巴申曲線”可知，此時電阻片沿面閃絡電壓大為下降，有可能在較低電壓下損壞避雷器。這是生產廠家容易忽略的工藝技術問題。
（4）影響間隙放電穩定性的因素
（1）吸收能量校核
有間隙線路避雷器由避雷器本體和外串聯間隙構成。正常運行工況下避雷器本體的荷電率為10%以下，它主要承受雷擊過電壓，因此對它的其他技術性能要求大為降低。避雷器電阻片承受雷擊過電壓的能力極強，直徑50mm的電阻片即能承受4/10ms、100kA大電流沖擊。 中試控股電力安全工器具檢測設備是為順應我國電力工業的發展需要，響應國家電網公司公司新版《安規》精神，配合變電站、供電所的標準化建設而生產的。
（2）電位分布計算與調整
330kV、500kV線路避雷器的突出技術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、用有限元法計算其電位分布[5]。由于在結構上不能采用外并電容的均壓措施。避雷器高度超過5m時，如不采取措施，其電位分布不均勻系數將達1.2，荷電率達98%。這將加速高場強處電阻片的老化。因此，通過SolidWorks三維設計及改善電位分布的設計，并通過改變均壓環的數量、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限制在10.4%以下。
（3）避雷器內部負壓問題
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（100℃以上）。當模壓硫化完成（即避雷器密封完成），冷卻后內部將形成低氣壓。由“巴申曲線”可知，此時電阻片沿面閃絡電壓大為下降，有可能在較低電壓下損壞避雷器。這是生產廠家容易忽略的工藝技術問題。
（4）影響間隙放電穩定性的因素
間隙放電電壓的穩定性是避雷器保護性能的標準，棒－棒純空氣間隙與環－環帶絕緣子支撐間隙放電特性本身存在差異。前者是極不均勻電場，后者是稍不均勻電場；前者放電電壓稍低、分散性小，后者不僅分散性大，且受絕緣子污穢性能影響明顯，當污穢引起漏電流且達到一定值時，它與避雷器本體漏電流形成一個“分壓器”，明顯地改變了整個避雷器電位分布，提高了避雷器放電電壓值，這是設計者必須給予充分考慮的。
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