針對(duì)某地區(qū)110kV 輸電線路復(fù)合絕緣子安裝方式設(shè)計(jì)了4種并聯(lián)間隙方案，包括3種直線串方案和1種耐張串方案。直線串方案一參照已有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的角形招弧角進(jìn)行改動(dòng)，保留復(fù)合絕緣子原有的均壓環(huán)；直線串方案二采用環(huán)形招弧角替代原有的均壓環(huán)，招弧角同時(shí)起均壓作用。直線串方案一和方案二都需更換改制的碗頭和球頭，直線串方案三不必更換改制的球頭、碗頭，采用角形招弧角直接固定在絕緣子上，為增大工頻電流通流能力，上、下電極均采用引流線。耐張串并聯(lián)間隙的安裝需利用三角連板操作孔，但不必解開(kāi)耐張串，縮減了現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量。
2 可見(jiàn)電暈和無(wú)線電干擾試驗(yàn)
輸電線路安裝的各種金具，其可見(jiàn)電暈和無(wú)線電干擾特性是一項(xiàng)重要指標(biāo)。對(duì)于輸電線路用并聯(lián)間隙裝置，其設(shè)計(jì)也應(yīng)滿足可見(jiàn)電暈和無(wú)線電干擾特性要求。直線串方案二和方案三不采用復(fù)合絕緣子的均壓環(huán)，為驗(yàn)證電極的均壓效果，本次分別對(duì)這2種型式的并聯(lián)間隙進(jìn)行了可見(jiàn)電暈和無(wú)線電干擾特性試驗(yàn)。
2．1 試驗(yàn)方法
2．1．1 可見(jiàn)電暈試驗(yàn)
試驗(yàn)時(shí)，升高電壓至用夜視儀能觀察到試品出現(xiàn)可見(jiàn)電暈，維持 5min，此電壓即為“電暈起暈電壓”; 然后緩慢降低電壓使電暈消失，再維持5min，記下此時(shí)的電壓，即為“電暈熄滅電壓”。上述過(guò)程重復(fù)5次，并取平均值。
2．2．2 無(wú)線電干擾電壓試驗(yàn)
將試驗(yàn)電壓升至規(guī)定值，然后用無(wú)線電干擾儀測(cè)試試品產(chǎn)生的1mHz的無(wú)線電干擾電壓( RIV) 。
2．2 試驗(yàn)結(jié)果
當(dāng)工頻試驗(yàn)電壓升高到100kV時(shí)( 大于規(guī)定試驗(yàn)電壓(87．6kV) ) ，并聯(lián)間隙的上、下電極仍未見(jiàn)可見(jiàn)電暈，說(shuō)明并聯(lián)間隙的可見(jiàn)電暈性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。在2組試驗(yàn)中，分別記錄了并聯(lián)間隙上的起暈電壓和熄滅電壓，如表1所示。
同時(shí)進(jìn)行了無(wú)線電干擾特性試驗(yàn)。當(dāng)工頻試驗(yàn)電壓升高到100kV時(shí)( 大于規(guī)定試驗(yàn)電壓(87．6kV) ，復(fù)合絕緣子用并聯(lián)間隙在1MHz下的無(wú)線電干擾電壓分別為126μV 和141μV，小于規(guī)定值(1mV) ?？芍⒙?lián)間隙的無(wú)線電干擾性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
3 雷電沖擊放電電壓及伏秒特性試驗(yàn)
并聯(lián)間隙裝置要保證其雷電沖擊放電發(fā)生在并聯(lián)間隙裝置上，同時(shí)又不會(huì)造成線路雷擊跳閘率明顯升高，為此進(jìn)行了雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性試驗(yàn)，以驗(yàn)證并聯(lián)間隙裝置的雷電放電性能是否滿足要求。單、雙聯(lián)絕緣子的雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性相差不大，故只進(jìn)行雙聯(lián)絕緣子安裝并聯(lián)間隙的雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性試驗(yàn)。絕緣子串按2種型號(hào)考慮，分別為FXBW4－110/100－1340和 FXBW4－110/100－1240。安裝并聯(lián)間隙裝置后，復(fù)合絕緣子雷電沖擊50%放電電壓試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。試驗(yàn)過(guò)程中觀察到安裝并聯(lián)間隙后，放電路徑均在并聯(lián)間隙上。
從表2可見(jiàn)，復(fù)合絕緣子安裝并聯(lián)間隙裝置后，雷電沖擊50%放電電壓均低于不安裝并聯(lián)間隙裝置時(shí)的數(shù)值。2種型號(hào)的復(fù)合絕緣子，安裝并聯(lián)間隙裝置后雷電沖擊伏秒特性均低于不安裝并聯(lián)間隙裝置時(shí)的數(shù)值。安裝并聯(lián)間隙裝置后，雷電沖擊 50% 放電電壓和雷電沖擊伏秒特性降低了15%～20%。這主要是由于并聯(lián)間隙裝置減小了絕緣距離；另外，并聯(lián)間隙端部為球頭，造成局部電場(chǎng)微小畸變，使放電電壓有所降低。間隙距離與雷電沖擊50%放電電壓值之間具有較好的線性關(guān)系。各并聯(lián)間隙的雷電沖擊伏秒特性曲線均在復(fù)合絕緣子的伏秒特性曲線之下，并聯(lián)間隙可起到在雷電過(guò)電壓下引導(dǎo)雷電放電保護(hù)復(fù)合絕緣子的作用。
4 工頻電弧燃弧特性試驗(yàn)
工頻電弧燃弧特性試驗(yàn)是為了驗(yàn)證線路絕緣子雷擊閃絡(luò)后，后續(xù)的工頻短路電流產(chǎn)生的電弧是否能被引導(dǎo)到并聯(lián)間隙裝置上，且電弧是否能夠固定在并聯(lián)間隙裝置的端部燃燒，使絕緣子串免于灼燒。選擇FXBW4－10/100－1240復(fù)合絕緣子，按直線串方案二和方案三方式安裝并聯(lián)間隙進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件按110kV系統(tǒng)短路電流水平及繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間并留有一定裕度后確定為20kA、0．12S。試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果借助高速攝像機(jī)，結(jié)合試驗(yàn)后電弧在試品(包括絕緣子、并聯(lián)間隙、金具和模擬導(dǎo)線)上殘留的痕跡進(jìn)行總結(jié)和分析。電弧能夠轉(zhuǎn)移到間隙電極的球頭上。在模擬導(dǎo)線上有電弧燒蝕的痕跡，說(shuō)明電弧在電動(dòng)力的作用下向電源外側(cè)運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的110kV并聯(lián)間隙裝置滿足要求。
5 工頻大電流通流能力試驗(yàn)
試驗(yàn)電流設(shè)定為40kA，持續(xù)時(shí)間為0．2S。對(duì)直線串方案三進(jìn)行試驗(yàn)，電極和芯棒連接處有熔焊現(xiàn)象，引流線導(dǎo)線線夾處無(wú)熔焊現(xiàn)象。實(shí)際110kV系統(tǒng)中，工頻續(xù)流一般達(dá)不到40kA，但為保證復(fù)合絕緣子的安全運(yùn)行，建議直線串方案三使用于短路電流不大于20kA的110kV 線路上。對(duì)耐張串方案進(jìn)行試驗(yàn)，耐張串用招弧角和三角聯(lián)板連接處有輕微熔焊現(xiàn)象，招弧角電極焊接處正常。表明耐張串用復(fù)合絕緣子并聯(lián)間隙可耐受40kA、持續(xù)時(shí)間0．2S的工頻續(xù)流。
6 結(jié)束語(yǔ)
( 1) 直線串方案二、直線串方案三雖然未采用復(fù)合絕緣子的均壓環(huán)，但其可見(jiàn)電暈、無(wú)線電干擾均滿足110kV輸電線路運(yùn)行要求。
( 2) 安裝并聯(lián)間隙裝置后，雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性降低了約15%～20%，間隙距離與雷電沖擊50%放電電壓值之間具有較好的線性關(guān)系。各并聯(lián)間隙的雷電沖擊伏秒特性曲線均在復(fù)合絕緣子的伏秒特性曲線下，并聯(lián)間隙可起到在雷電過(guò)電壓下引導(dǎo)雷電放電保護(hù)復(fù) 合絕緣子的作用。
( 3) 通過(guò)大電流燃弧試驗(yàn)，證明了設(shè)計(jì)的并聯(lián)間隙裝置具備轉(zhuǎn)移、疏導(dǎo)工頻電弧的能力。電弧可在很短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到間隙電極的球頭上，電弧在電動(dòng)力作用下向電源外側(cè)運(yùn)動(dòng)。
( 4) 大電流通流試驗(yàn)表明耐張串用復(fù)合絕緣子并聯(lián)間隙可耐受40kA、持續(xù)時(shí)間0．2S的工頻續(xù)流。