專(zhuān)利名稱(chēng)：絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電防止方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止在高壓架空配電線(xiàn)路中由在支撐絕緣子的近旁產(chǎn)生的雷電沖擊引起的絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)由下述機(jī)構(gòu)產(chǎn)生由于支撐絕緣子附近的絕緣覆蓋被雷電沖擊破壞，經(jīng)過(guò)固定支撐絕緣子的金屬制造的支架，從多相閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流，AC短路電流集中于上述破壞部位流動(dòng)，故絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體由于電弧熱而蒸發(fā)，因而發(fā)生斷線(xiàn)。要想防止斷線(xiàn)，重要的是在因雷電沖擊而形成了放電通路后，不使之轉(zhuǎn)變?yōu)檠卦摲烹娡樊a(chǎn)生的AC續(xù)流。
為了解決這樣的課題，本申請(qǐng)人等在日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)卦钙?-171709號(hào)上公開(kāi)了由雷電沖擊引起的絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電防止方法在由絕緣電線(xiàn)構(gòu)成的架空線(xiàn)路中，使離開(kāi)絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)為規(guī)定長(zhǎng)度的點(diǎn)的上述絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體直接或間接地露出來(lái)，上述絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體雖然會(huì)因雷電沖擊而產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，但是不會(huì)轉(zhuǎn)變成AC續(xù)流。在該方法中，在6.6kV的高壓配線(xiàn)的情況下，只要使絕緣電線(xiàn)覆蓋的絕緣破壞部位遠(yuǎn)離通端絕緣子75cm以上，就具有不會(huì)從絕緣電線(xiàn)表面上的沿面放電轉(zhuǎn)變?yōu)锳C短路，從而不會(huì)達(dá)到斷線(xiàn)或瞬時(shí)停電的效果。
發(fā)明的公開(kāi)但是，在該方法中，在施加電壓大的情況下，有時(shí)候絕緣覆蓋會(huì)在沿面放電之前發(fā)生貫通破壞，故需要對(duì)絕緣覆蓋的厚度等進(jìn)行探討。
于是，本發(fā)明想要解決的課題是調(diào)查絕緣電線(xiàn)的沿面放電特性，并提供確實(shí)地進(jìn)行沿面放電而不貫通破壞絕緣電線(xiàn)的方法。
為解決上述課題，本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電防止方法的特征是在由絕緣電線(xiàn)構(gòu)成的架空配電線(xiàn)路中，使距上述絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)的長(zhǎng)度為雖然會(huì)由于雷電沖擊產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，但不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流的規(guī)定的長(zhǎng)度的2倍的電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)與上述絕緣電線(xiàn)平行，用上述支撐絕緣子支持中央部分，并使上述電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)的兩端導(dǎo)體部分連接到上述絕緣電線(xiàn)導(dǎo)體上，而且，用絕緣罩覆蓋該連接部分。
此外，本發(fā)明的另一種斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電防止方法的特征是在由絕緣電線(xiàn)構(gòu)成的架空配線(xiàn)電路中，使距上述絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)的長(zhǎng)度為雖然會(huì)由于雷電沖擊產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，但不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流的規(guī)定長(zhǎng)度的接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)配置為與上述絕緣電線(xiàn)平行，同時(shí)，把上述接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體沒(méi)有絕緣的一端導(dǎo)體部分連接到上述支撐絕緣子的接地端子上，并把上述接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體被絕緣的一端，用絕緣物與設(shè)置在上述絕緣電線(xiàn)上的放電電極進(jìn)行絕緣。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是沿面放電特性調(diào)查實(shí)驗(yàn)的示意圖。
圖2是示出被膜厚度和未貫通破壞的最高施加電壓的關(guān)系的特性圖。
圖3是示出施加電壓與限制電壓的關(guān)系的特性圖。
圖4是沿面放電的電壓時(shí)間特性圖。
圖5是示出施加電壓和至閃絡(luò)之前的時(shí)間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施例1的剖面圖。
圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施例2的剖面圖。
圖8是沿面放電的電壓時(shí)間特性圖。
優(yōu)選實(shí)施例以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
1.實(shí)驗(yàn)概述為求得絕緣電線(xiàn)、絕緣管的絕緣性能和因沿面放電形成的限制電壓，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。圖1示出了基本實(shí)驗(yàn)概況。用針形絕緣子3支持帶覆蓋2的絕緣電線(xiàn)1，并用直徑1.2mm的銅系桿進(jìn)行固定。在距該處75cm的地方插入鐵釘作為放電電極4。從絕緣電線(xiàn)1的一端用脈沖發(fā)生器5不斷改變波峰值地加上雷電脈沖電壓(1.2/50微秒)，使該時(shí)在大地間發(fā)生的電壓(限制電壓)與發(fā)生沿面放電或貫通破壞之前的時(shí)間一致后，用電壓表6進(jìn)行測(cè)定。在對(duì)絕緣電線(xiàn)獨(dú)自(無(wú)絕緣子)的特性進(jìn)行研究的情況下，用銅系桿對(duì)絕緣子3短路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此外，在求絕緣覆蓋本身的絕緣性的情況下，則不插入鐵釘，在不使之進(jìn)行沿面放電的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖2示出了在對(duì)絕緣電線(xiàn)獨(dú)自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況下和設(shè)置有沿面放電電極的情況下，不貫通破壞各自的絕緣覆蓋的最高施加電壓(以下叫做最高施加電壓)和絕緣覆蓋厚度的關(guān)系。根據(jù)該圖，與對(duì)絕緣電線(xiàn)獨(dú)自的情況進(jìn)行比較，在設(shè)置有沿面放電電極的情況下，可以加到更大的電壓為止，得知沿面電壓抑制了加到絕緣覆蓋上的電壓。此外，還知道絕緣覆蓋厚度越大，或?yàn)樨?fù)極性電壓(電線(xiàn)導(dǎo)體為負(fù)，接地一側(cè)為正的電壓)的一方，其效果越顯著。在加上負(fù)極性電壓時(shí)，在絕緣覆蓋厚度也超過(guò)4mm以上時(shí)，最高施加電壓急劇地變大，即便是施加電壓為6200kV也不會(huì)發(fā)生貫通破壞。圖3示出了沿面放電所產(chǎn)生的絕緣覆蓋的限制電壓，但由于在未與絕緣子進(jìn)行復(fù)合的情況下的限制電壓，分散于120～180kV的范圍內(nèi)而與施加電壓無(wú)關(guān)，所以人們認(rèn)為具有某一固定級(jí)別的絕緣性能的絕緣電線(xiàn)，即便是施加電壓上升，不發(fā)生貫通破壞的可能性也很高。與絕緣子進(jìn)行復(fù)合的情況下的限制電壓，雖然分散于200～300kV之間，但是，人們認(rèn)為這是因?yàn)橛捎谂c絕緣子的復(fù)合，沿面放電之前的時(shí)間變長(zhǎng)，在這期間加在絕緣覆蓋上的電壓變大的緣故。
為了更詳細(xì)地研究沿面放電中的施加電壓的極性的影響，求出了放電的電壓·時(shí)間特性(圖4)，和施加電壓與至閃絡(luò)之前的時(shí)間的關(guān)系(圖5)?？芍c負(fù)極性比，在正極性的情況下，會(huì)發(fā)生很大的電壓。
此外，正極性與負(fù)極性比，到達(dá)閃絡(luò)需要長(zhǎng)的時(shí)間(圖5)，可以推測(cè)與負(fù)極性比，正極性沿面放電不能順利地進(jìn)行。正極性沿面放電由于到達(dá)閃絡(luò)需要時(shí)間，故可以認(rèn)為所發(fā)生的電壓變大(圖4)，最高施加電壓變小(圖2)。
在考慮到實(shí)用化的情況下，由于不能忽視該正極性的影響，故發(fā)明了消除極性影響的2種手法，并用實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了其效果。可以認(rèn)為在正極性沿面放電的情況下，由于電線(xiàn)表面的電場(chǎng)的影響，空間的自由電子受到拘束，不能參與沿面放電的進(jìn)展，故采取了緩和電線(xiàn)表面的電場(chǎng)的方法。
<實(shí)施例1>
圖6是實(shí)施例1的構(gòu)成的剖面圖，在與大地之間與絕緣電線(xiàn)1貼緊地敷設(shè)電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)7。該電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)7的兩端導(dǎo)體部分8，在距絕緣子3的位置75cm的地方連接到絕緣電線(xiàn)1的導(dǎo)體上，并用絕緣罩9進(jìn)行絕緣。
<實(shí)施例2>
圖7是實(shí)施例2的構(gòu)成的剖面圖，在絕緣電線(xiàn)1的大地一側(cè)，敷設(shè)接地一側(cè)背后電極10，把導(dǎo)體的未絕緣的一端導(dǎo)體部分11連接到絕緣子3的接地端子上，用絕緣物12使導(dǎo)體被絕緣的另一端與絕緣電線(xiàn)1絕緣。絕緣子3和絕緣物12之間的距離定為75cm。
若采用使用電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)7的手法，則如圖8所示，可以改善得即便是在正極性沿面放電中，也呈現(xiàn)與負(fù)極性類(lèi)似的電壓·時(shí)間特性，沿面放電可以順利地進(jìn)行。若采用使用接地一側(cè)背后電極10的手法，則雖然在加上負(fù)極性時(shí)在絕緣電線(xiàn)(干線(xiàn))1表面閃絡(luò)，但在加上正極性時(shí)在接地一側(cè)背后電極10表面閃絡(luò)。借助于此，在加上正極性時(shí)，原來(lái)在854kV下就發(fā)生了貫通破壞的絕緣電線(xiàn)4mm，與負(fù)極性一樣，即便是加上6200kV也不發(fā)生貫通破壞。
<用實(shí)際規(guī)模模擬配電線(xiàn)進(jìn)行的直擊雷電實(shí)驗(yàn)>
1.實(shí)驗(yàn)概要對(duì)模擬配電線(xiàn)實(shí)施用本手法進(jìn)行的各種對(duì)策，施加用大型脈沖產(chǎn)生器(最大發(fā)生電壓12MV)發(fā)生的雷電脈沖大電流(最大電流17kA，1.5/11微秒)，確認(rèn)是否在必要距離(75cm)產(chǎn)生沿面放電。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果示于表1。
根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于雷電脈沖電流波峰值17kA左右(發(fā)生頻度約30％)的雷擊電流可以得出下列結(jié)論。
(1)在有架空地線(xiàn)的情況下，采用使電力電纜絕緣厚度4mm以上，在無(wú)架空地線(xiàn)的情況下，采用使電力電纜絕緣厚度6mm以上的辦法，可以發(fā)生沿面放電而不會(huì)發(fā)生貫通破壞。
(2)使用消除雷電的極性的手法，在有架空地線(xiàn)的情況下可以把必要厚度降低為絕緣電線(xiàn)覆蓋3mm以上，在無(wú)架空地線(xiàn)的情況下可以把必要厚度降低為電力電纜絕緣厚度4mm以上。
如上所述，倘采用本發(fā)明，在對(duì)絕緣電線(xiàn)的沿面放電特性進(jìn)行調(diào)查后得知，沿面放電的電壓抑制效果超過(guò)人們預(yù)料地大，故具有一定級(jí)別的絕緣性能的絕緣電線(xiàn)不發(fā)生貫通破壞的可能性增高。此外，雖然沿面放電特性受施加電壓的極性的影響很大，有時(shí)候不能發(fā)揮電壓抑制效果，但是本發(fā)明能夠消除該極性的影響。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可以在防止高壓架空配電線(xiàn)路中的因雷電沖擊產(chǎn)生的絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電的電力領(lǐng)域中利用。表1<

○非破壞(沿面放電)×貫通破壞*使用接地一側(cè)背后電極形成的非破壞☆使用電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)形成的非破壞
權(quán)利要求
1.一種防止絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電的方法，其特征是在由絕緣電線(xiàn)構(gòu)成的架空配電線(xiàn)路中，使距上述絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)的長(zhǎng)度為雖然會(huì)由于雷電沖擊產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，但不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流的規(guī)定的長(zhǎng)度的2倍的電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)與上述絕緣電線(xiàn)平行，用上述支撐絕緣子支持中央部分，并使上述電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)的兩端導(dǎo)體部分連接到上述絕緣電線(xiàn)導(dǎo)體上，而且，用絕緣罩覆蓋該連接部分。
2.一種防止絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電的方法，其特征是在由絕緣電線(xiàn)構(gòu)成的架空配電線(xiàn)路中，使距上述絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)的長(zhǎng)度為雖然會(huì)由于雷電沖擊產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，但不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流的規(guī)定長(zhǎng)度的接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)配置為與上述絕緣電線(xiàn)平行，同時(shí)，把上述接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體沒(méi)有絕緣的一端導(dǎo)體部分連接到上述支撐絕緣子的接地端子上，并把上述接地一側(cè)背后電極用絕緣電線(xiàn)的導(dǎo)體被絕緣的一端，用絕緣物與設(shè)置在上述絕緣電線(xiàn)上的放電電極進(jìn)行絕緣。
全文摘要
本發(fā)明調(diào)查絕緣電線(xiàn)的沿面放電特性,并提供可以確實(shí)地進(jìn)行沿面放電而不貫通破壞絕緣電線(xiàn)的方法。本發(fā)明是這樣一種防止絕緣電線(xiàn)的斷線(xiàn)和瞬時(shí)停電的方法:在由絕緣電線(xiàn)(1)構(gòu)成的架空配電線(xiàn)路中,用支撐絕緣子(3)支持中央部分,使距上述絕緣電線(xiàn)的支撐絕緣子的支持點(diǎn)的長(zhǎng)度為雖然會(huì)由于雷電沖擊產(chǎn)生沿面閃絡(luò),但不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳C續(xù)流的規(guī)定的長(zhǎng)度的2倍的電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)(7)與絕緣電線(xiàn)(1)平行,并使上述電場(chǎng)緩和用絕緣電線(xiàn)(7)的兩端導(dǎo)體部分(8)連接到上述絕緣電線(xiàn)(1)的導(dǎo)體上,而且,用絕緣罩(9)覆蓋該連接部分。
文檔編號(hào)H01B17/42GK1272234SQ99800733
公開(kāi)日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1999年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月12日
發(fā)明者諸岡泰成 申請(qǐng)人:九州電力株式會(huì)社