110kV悬式绝缘子式限压器综述

接 要 本文对110kV架空输电线路的防雷现状进行了分析，提出110kV悬式绝缘子式限压器对提高供电可靠性具有重要意义。对悬式绝缘子式限压器的生产工艺的基础即棒形悬式复合绝缘子和环形氧化锌电阻片的工艺现状进行了分析，提出了110kV悬式绝缘子式限压器的研究方向。

关键词 110kV悬式绝缘子式限压器;悬式复合绝缘子;避雷器

前言

雷击跳闸一直是妨害110kV输电线路安全稳定运行的重要因素之一。据统计，在110kV输电线路的全部跳闸事故中，雷害事故占1/3以上。现有的110kV线路防雷产品，主要由避雷线、保护间隙、无间隙避雷器和带间隙避雷器。避雷线可降低线路遭受直击雷的概率，但对绕击雷没有防护作用。保护间隙虽能疏导工频续流避免导线雷击断线，但不能阻止线路发生雷击接地故障，综合保护性能低。无间隙避雷器长期承受系统电压，容易产生老化。带间隙避雷器在安装时要调节串联间隙距离，安装难度大，容易因间隙距离不准确造成保护效果不良。

因此，采取措施进一步提高110kV线路防雷装置的可靠性，对提升线路整体运营效益具有重要意义。目前国内多家科研院校和生产企业，对110kV绝缘子和避雷器进行了深入研究，尝试将绝缘子和避雷器结合为一体，研制一种110kV悬式绝缘子式限压器，希望能够解决以上技术问题。

1 悬式绝缘子式限压器的工艺基础

目前，110kV输电线路上使用的绝缘子主要有三大类：盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子和棒形悬式复合绝缘子。由于盘形悬式瓷绝缘子和盘形悬式玻璃绝缘子的结构特点，这两类绝缘子很难与避雷器结合为一体。因此，110kV悬式绝缘子式限压器应在棒形悬式复合绝缘子的基础上集成避雷器部分。

110kV悬式绝缘子式限压器的制造工艺的基础是棒形悬式复合绝缘子的制造工艺。棒形悬式复合绝缘子在1995年以后开始进入全面实用化阶段，由于具有优异的防污性能，机械强度高、体积小、重量轻等特点，入网数量连年翻番、迅猛增加。尤其是2001年以后整体注射成型、压接式连接等关键制造技术不断发展，使得复合绝缘子的生产工艺不断成熟，生产成本持续降低，悬式复合绝缘子迅速占领了市场。近20年来，国内已成长了一批优秀的棒形悬式复合绝缘子制造企业，许多企业均能大规模生产110kV/100-160kN的棒形悬式复合绝缘子。

由于悬式绝缘子式限压器的机械性能与悬式复合绝缘子的机械性能的要求相同，因此必须采用环氧树脂棒上下贯通的结构。在此基础上集成限压器，必须使用环形阀片。与饼形电阻片相比，环形电阻片的生产工艺难度更大，具有成型工艺复杂、机械强度低、单位通流量小等劣势。我国从20世纪80年代开始对氧化锌电阻片的工艺进行研究，近十年来，一些生产企业在饼形电阻片的工艺基础上不断创新，已逐渐掌握了高通流量、高梯度的环形电阻片生产工艺[1]。

2 悬式绝缘子式限压器的研究情况

20世纪90年代中期，日本研制出一种用于6.6 kV线路的内置压敏电阻针式瓷绝缘子，2003年又研制出一种用于22 kV线路的内置压敏电阻复合柱式绝缘子。我国从2010年后开始相关技术研究。山东迅实电气有限公司研制出两种10kV柱式绝缘子式限压器，外置柱式限压器和内置柱式限压器。外置柱式限压器将避雷器与绝缘子并联，使用连接部件将避雷器与绝缘子紧固在一起。内置柱式限压器将避雷器与绝缘子融为一体，一次性模压成型。2015年，山东迅实电气有限公司研制出了10-35kV系列的悬式绝缘子式限壓器，并取得了良好的挂网运行业绩。

由于避雷器的电场分布特性直接关系到氧化锌电阻片和复合外套承受电压的大小的分布情况，从而对避雷器长期的老化性能和动作特性起重要作用，因此110kV电压等级的绝缘子式限压器的电场分布优化十分必要。随着计算机技术的发展，用数值仿真计算技术研究MOA的电压分布特性得到普遍应用。承德供电公司的庞博等对110 kV线路绝缘子式避雷器进行了方案分析及仿真验证;2019年，山东迅实电气有限公司应用Comsol Multiphysics对系统电压下的110kV限压器进行了电场仿真分析并进行了优化，确定了电场分布特性最优的结构形式[2]。

3 110kV悬式绝缘子式限压器的研究方向

110kV悬式绝缘子式限压器将绝缘子和避雷器的功能集成为一体，为了达到保护有效、安装简便、性能可靠的预期效果，产品设计应满足以下技术要求：

（1）应具有常规线路复合绝缘子的机械强度，能够起到支撑导线的作用。

（2）应具有防雷保护功能，能限定导线遭受雷击的对地闪络路径，维持放电动作电压稳定。

（3）不需要现场调节组装部件，与常规悬式复合绝缘子具有一定的安装可互换性。

（4）在输电线路长期的由于风导致的振动环境中，应能确保密封性能、电气性能稳定。

（5）在限压器遭受超出其承受能力的大电流雷击损坏后，绝缘子部分的机械强度应能确保不断线。

（6）装置整体结构均衡、紧凑，没有突起部件，降低大风刮挂异物和鸟类筑巢的风险。

（7）应进行电场分析，优化电场分布情况[3]。

4 结束语

提高架空线路防雷性能并追求技术经济性，是提升线路供电质量的有效手段。110kV悬式绝缘子式限压器兼具绝缘子的绝缘支撑功能和带外串联间隙避雷器限制过电压并抑制工频续流的保护功能，且现场安装极为简便，不需要精确调节设置组成部件位置和外串联间隙距离，对于110kV电网的安全经济运行具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 庞博，刘健，王树军，等.具有绝缘子性能的110 kV避雷器试验项目研究[J].电气时代，2016，（1）：86-89.

[2] 张锐，吴光亚.高压架空输电线路绝缘子行业发展和技术综述[J]. 电力技术，2009，（2）：47-53.

[3] 李孟兴，王海燕，刘健，等.具有绝缘子性能110 kV避雷器的研究与实现[J].高压电器，2014，（11）：24-29.

推荐访问:绝缘子 综述 kV 式限压器