线路避雷器

线路避雷器的设计技术

1.无间隙线路避雷器的成功应用得益于硅橡胶复合材料，它取代了原有的瓷套，将220kV避雷器的质量由260kg降低到50kg以下，实现了塔上悬挂安装。串联间隙线路避雷器由避雷器本体和外部串联间隙组成。

2.主体相当于普通的复合镀层避雷器，外部串联间隙（放电间隙）由两个环形或棒棒形放电电极组成。

3.避雷器本体两端采用金属法兰密封，内部采用非线性2n0电阻片和弹簧压缩的环氧玻璃纤维布管，外部采用硅橡胶伞裙密封。这样，避雷器大大减少了“漏风”引起的潮湿问题。

上下法兰采用经典的球头和球座设计，分别与高压端和接地端连接。

3.以2003在天生桥广州线投入使用的500kV间隙线路避雷器的设计为例，除了要遵循电站避雷器的技术基础外，还必须解决以下八个关键技术问题：（1）性能优良的硅橡胶复合材料涂层如硅橡胶必须具有耐候性、

4.抗紫外性和抗电蚀损性能优异。与瓷套相比，硅橡胶复合涂层具有重量轻、耐沾污等优点。可用于复合涂层的材料和品种很多。

（2）避雷器采用耐用的接地技术，在多年的使用中要承受导线张力、线路振动、风摆、冰雪等的影响。上下法兰与环氧玻璃纤维布管的结合部位是避雷器的荷载传递区，也是密封技术的薄弱环节。作者认为，采用高温高强度环氧浇注剂和倒锥结构是目前最成功的设计之一，实践也证明了这一点。

（3）接口密封技术是将硅橡胶复合外壳上下法兰与环氧玻璃布圆筒连接处的外露表面密封，是加强避雷器密封的良好措施，也是防止电蚀的有效措施。目前，国外许多同类产品在工艺上未能实现这种封装，但要保证硅橡胶与法兰及涂层的各种金属材料经热处理后具有良好的附着力。此外，在法兰上还可以加上大底小顶的槽结构，在不脱胶的情况下，提高硅橡胶的机械应力。

（4）为了获得良好的防爆性能，环氧玻璃钢筒体在成型硫化伞裙之前可以加工成一个长梯形槽，然后用特殊的楔形嵌件进行封堵。避雷器失效时采用梯形槽排气，楔形嵌件保证硅橡胶在注射成型时不会进入环氧玻璃纤维布筒内腔。梯形槽的长度、数量和防爆力必须严格计算和试验。避雷器已通过中俄40ka、800A短路电流试验。

（5）吸收能检查间隙线避雷器由避雷器本体和外部串联间隙组成。在正常运行条件下，避雷器本体充电率小于10%，主要承受雷电过电压，大大降低了避雷器的其他技术性能要求。避雷器电阻片承受雷电过电压的能力非常强，直径为50mm 的电阻片能承受4/10ms和100kA的大电流冲击。

（6） 330kV和500kV线路避雷器电位分布计算和调整的突出技术问题是电位分布不均。与瓷套避雷器不同的是，它是悬浮在空气中的，因此有必要用三维电场和有限元方法计算其电位分布[5]。在结构上不可能采用外部并联电容器的均压措施。避雷器高度大于5m时，若不采取措施，电位分布不均匀系数可达1.2，充电率可达98%。这将加速电阻在高场强下的老化。因此，通过SolidWorks三维设计和改进po的设计