一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，依次包括以下步驟：將接地引下線與絕緣塔身之間間距d設(shè)定為接地引下線相對導(dǎo)線最小距離D或者比接地引下線相對導(dǎo)線最小距離D尺寸大5至10cm，然后每減少一個步長L就做雷電沖擊試驗，直到發(fā)生閃絡(luò)路徑沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分，再增加半個步長L進行測試直到不再發(fā)生閃絡(luò)路徑沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分，此時的間距d即為最佳值。本發(fā)明的優(yōu)點是：最大限度地避免了試驗過程中雷電沖擊閃絡(luò)放電對復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的燒蝕，增加了試驗結(jié)果的可信度，進而避免了更換試驗試品所帶來的試驗材料成本和時間成本的提升，試驗方法方案簡單明了，易于操作執(zhí)行。
【專利說明】一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]桿塔是輸電線路的重要設(shè)備，其使用材料的特性直接影響到線路運行的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。由于鋼材具有強度重量比高，易加工和安裝等優(yōu)點，國內(nèi)外目前大多采用全鋼材桿塔。但是全鋼桿塔也存在質(zhì)量大(鋼材密度較高)、易銹蝕等自身缺點，所以在桿塔施工運輸及維護方面需要投入較大的人力和物力。
[0003]近年來，隨著國家對電力科技的大力推動，南方電網(wǎng)公司和國家電網(wǎng)公司先后設(shè)立了多個結(jié)合工程的復(fù)合材料桿塔科研項目，嘗試推動復(fù)合材料桿塔在電力系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，利用復(fù)合材料具有重量輕、強度大、耐腐蝕、耐高低溫、耐久性能好及絕緣性強等特點，以降低線路桿塔運輸及維護成本、線路電氣故障率等，綜合提高線路的經(jīng)濟性和安全可靠性。
[0004]對于復(fù)合材料桿塔的防雷問題，中國專利公開了專利號ZL201010228346.9的名為《一種復(fù)合材料桿塔內(nèi)側(cè)豎直接地引下方法及其塔桿》的發(fā)明專利，在地線金屬橫擔(dān)中垂線上架設(shè)一段一定長度金屬接地引下線構(gòu)架，并在該構(gòu)架末端垂直引出接地引下線，然后接地引下線連接到桿塔下部鋼管上接地。此接地引下方式的目的是將接地引下線與絕緣塔身保持一定的距離d，從而確保雷擊閃絡(luò)路徑由接地引下線直接對導(dǎo)線而不經(jīng)過復(fù)合橫擔(dān)，但是，該專利中提及的“接地引下線與絕緣塔身保持一定的距離d”并沒有明確規(guī)定如何確定，只是指出了其確定的原則之一一“確保雷擊閃絡(luò)路徑由接地引下線直接對導(dǎo)線而不經(jīng)過復(fù)合橫擔(dān)”，即該距離d不能太小了。
[0005]當(dāng)該距離d小于一個臨界值0^，雷擊閃絡(luò)路徑會經(jīng)過塔身或橫擔(dān)部分，對運行中的復(fù)合材料桿塔塔頭帶來潛在的危害和安全風(fēng)險；當(dāng)該距離d等于或大于臨界值Dll^時，雷擊閃絡(luò)路徑將不會經(jīng)過塔身或橫擔(dān)部分。
[0006]但是，在實際運行中，接地引下線與絕緣塔身間距離d是越小越好，原因是距離d越大，金屬接地引下線構(gòu)架結(jié)構(gòu)越大，桿塔造價提升。
[0007]綜上所述，接地引下線與絕緣塔身間距離d須適中，既不能太小一不能小于雷擊閃絡(luò)路徑將不會經(jīng)過塔身或橫擔(dān)部分時的該距離d的臨界值Dlls#，也不能太大，大大超過臨界值Dlls#。所以，接地引下線與絕緣塔身間距離d是目前復(fù)合材料桿塔采用接地引下線內(nèi)側(cè)接地引下時的一個重要的技術(shù)問題。
[0008]通常來說，根據(jù)目前的技術(shù)手段，只能通過試驗來確定該參數(shù)，但是試驗也有很多方法，例如:在試驗中，接地引下線與絕緣塔身間距離d可以由小到大來調(diào)整大小，并在每一個接地引下線與絕緣塔身間距下，施加雷電沖擊電壓進行試驗，觀測其閃絡(luò)路徑。如果閃絡(luò)路徑經(jīng)過塔身或橫擔(dān)部分，就加大距離d。直到距離d增加到某一值時，閃絡(luò)路徑不經(jīng)過塔身或橫擔(dān)部分，該值為試驗確定得到的接地引下線與絕緣塔身間距離Ds下獲得的桿塔間隙雷電沖擊絕緣強度U50為線路的雷電沖擊絕緣水平。[0009]但是該方法存在一個問題，就是在試驗過程中，雷電沖擊放電沿橫擔(dān)或復(fù)合材料塔身閃絡(luò)時，可能會造成橫擔(dān)或復(fù)合材料塔身材料的絕緣破壞，影響了最合適的接地引下線與絕緣塔身間距離Dft，這時只能更換被破壞了的橫擔(dān)或復(fù)合材料塔身接著進行后續(xù)試驗。如果這樣的話，就造成了試驗材料的浪費以及試驗時間等資源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本專利提供了一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，該專利可以使用較少的試驗材料和試驗時間步驟，確定出內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔中較優(yōu)的接地弓I下線與絕緣塔身間距離。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，依次包括以下步驟:
[0012]第一步:將接地引下線與絕緣塔身之間間距d設(shè)定為接地引下線相對導(dǎo)線最小距離D或者比接地引下線相對導(dǎo)線最小距離D尺寸大5至IOcm ；
[0013]然后進行雷電沖擊試驗，采用升降法測試在試驗導(dǎo)線與接地引線之間施加20至40次雷電沖擊試驗電壓，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙；
[0014]第二步:如果每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑都是沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空間間隙，則將接地引下線與絕緣塔身之間間距d減少一個步長L，然后采用與第一步相同的試驗方法，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙；
[0015]第三步，重復(fù)第二步直到接地引下線與絕緣塔身之間間距d=D - nL (η為減少步長次數(shù))時出現(xiàn)閃絡(luò)路徑沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分，在此情況下，立即終止雷電沖擊試驗，將接地引下線與絕緣塔身距離增加半個步長，繼續(xù)進行雷電沖擊試驗；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了 20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑均沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D - (η - 0.5) L (η為減少步長次數(shù))的最佳值；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了 20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑發(fā)生沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的情況，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D —(η — I) L (η為減少步長次數(shù))的最佳值。
[0016]優(yōu)選的，所述一個步長L為5?IOcm ;使間距d盡量的靠近臨界值，又不至于做過多的試驗。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:(1)最大限度地避免了試驗過程中雷電沖擊閃絡(luò)放電對復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的燒蝕(由于試驗過程中雷電閃絡(luò)后沒有工頻續(xù)流，復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分發(fā)生一次閃絡(luò)，一般情況下不會對其絕緣造成實質(zhì)損傷，多次就會帶來實質(zhì)損傷或隱患)，增加了試驗結(jié)果的可信度；
[0018](2)進而避免了更換試驗試品所帶來的試驗材料成本和時間成本的提升；
[0019](3)試驗方法方案簡單明了，易于操作執(zhí)行。
【專利附圖】

【附圖說明】[0020]圖1為本發(fā)明中一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔的主視圖；
[0021]圖2為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]參閱圖1、圖2，一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，依次包括以下步驟:
[0023]第一步:將接地引下線I與絕緣塔身2之間間距d設(shè)定為接地引下線相對導(dǎo)線3最小距尚D ；
[0024]然后進行雷電沖擊試驗，采用升降法測試在試驗導(dǎo)線與接地引線之間施加20至40次雷電沖擊試驗電壓，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙，理論上來說，該步試驗中，每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙，而不會沿塔身或橫擔(dān)部分；
[0025]第二步:如果每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑都是沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空間間隙，則將接地引下線與絕緣塔身之間間距d減少一個步長L，一個步長設(shè)定為5cm，然后采用與第一步相同的試驗方法，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙；
[0026]第三步，重復(fù)第二步直到接地引下線與絕緣塔身之間間距d=D - nL (η為減少步長次數(shù))時出現(xiàn)閃絡(luò)路徑沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分，在此情況下，立即終止雷電沖擊試驗，將接地引下線與絕緣塔身距離增加半個步長，繼續(xù)進行雷電沖擊試驗；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了 20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑均沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D —(η — 0.5) L (η為減少步長次數(shù))的最佳值；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了 20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑發(fā)生沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的情況，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D —(η — I) L (η為減少步長次數(shù))的最佳值。
[0027]本方法最大限度地避免了試驗過程中雷電沖擊閃絡(luò)放電對復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的燒蝕(由于試驗過程中雷電閃絡(luò)后沒有工頻續(xù)流，復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分發(fā)生一次閃絡(luò)，一般情況下不會對其絕緣造成實質(zhì)損傷，多次就會帶來實質(zhì)損傷或隱患),增加了試驗結(jié)果的可信度,進而避免了更換試驗試品所帶來的試驗材料成本和時間成本的提升，試驗方法方案簡單明了，易于操作執(zhí)行。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，其特征在于:依次包括以下步驟: 第一步:將接地引下線(I)與絕緣塔身(2)之間間距d設(shè)定為接地引下線相對導(dǎo)線(3)最小距離D或者比接地引下線相對導(dǎo)線最小距離D尺寸大5至IOcm ； 然后進行雷電沖擊試驗，采用升降法測試在試驗導(dǎo)線與接地引線之間施加20至40次雷電沖擊試驗電壓，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙； 第二步:如果每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑都是沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空間間隙，則將接地引下線與絕緣塔身之間間距d減少一個步長L，然后采用與第一步相同的試驗方法，觀察每次雷電沖擊閃絡(luò)路徑是否沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙； 第三步，重復(fù)第二步直到接地引下線與絕緣塔身之間間距d=D - nL (η為減少步長次數(shù))時出現(xiàn)閃絡(luò)路徑沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分，在此情況下，立即終止雷電沖擊試驗，將接地引下線與絕緣塔身距離增加半個步長，繼續(xù)進行雷電沖擊試驗；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑均沿接地引下線與試驗導(dǎo)線間的空氣間隙，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D —(η — 0.5)L (η為減少步長次數(shù))的最佳值；如果在上述接地引下線與絕緣塔身之間間距d的條件下，采用升降法在試驗導(dǎo)線與接地引下線之間施加了 20次至40次雷電沖擊試驗電壓過程中，閃絡(luò)路徑發(fā)生沿復(fù)合材料桿塔塔身或橫擔(dān)部分的情況，則該地引下線與絕緣塔身之間間距d=D —(η — I) L (η為減少步長次數(shù))的最佳值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)側(cè)接地引下復(fù)合材料桿塔防雷試驗方法，其特征在于:所述一個步長L為5?10cm。
【文檔編號】G01R31/00GK103913651SQ201410084530
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】姜文東, 李志軍, 王燦燦, 戴敏, 夏之罡, 何慧雯, 初金良, 王磊, 楊健偉, 劉宗喜, 潘峰, 李振強 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)浙江省電力公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司, 武漢大學(xué)