關(guān)于線路避雷器裝置的應(yīng)用探討

容建昌

（廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

關(guān)于線路避雷器裝置的應(yīng)用探討

容建昌

（廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高。而防雷能力是配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，雷擊故障多發(fā)是配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行常面臨的一大困境。為了提高供電可靠性，我們根據(jù)多年來配網(wǎng)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，參考有關(guān)的電力技術(shù)規(guī)程，挑選了部分雷擊較多的線路進(jìn)行防雷改造工作。經(jīng)過運(yùn)行情況對比，在減少雷擊故障方面有一定的成效?，F(xiàn)將其總結(jié)如下，以供參考。

雷擊故障；線路避雷器；技術(shù)要求

0 引言

臺山市位于珠江三角洲西南部，陸地總面積3286平方公里，配網(wǎng)線路239回，長度3234千米。臺山市的年均有雷日約270日，近三年的年均落雷次數(shù)34130多次。雷擊造成的故障較多，10kV那扶線和10kV那扶Ⅱ線是雷擊故障較多的配電線路，雷擊短線或擊穿絕緣子的故障時有發(fā)生，給運(yùn)維管理工作帶來很大的壓力，線路的供電可靠性也難以滿足要求。為解決這一問題，我們重點(diǎn)對線路和雷擊故障情況進(jìn)行現(xiàn)場巡視和分析，制定了防雷能力提升方案進(jìn)行改造。經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐，對配電線路的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、維護(hù)、供電可靠性等方面起著較明顯的作用?，F(xiàn)就我們對10kV配網(wǎng)防雷改造中，防雷裝置選擇與安裝的技術(shù)原則等方面進(jìn)行論述。

1 雷擊故障分析

（1）雷電過電壓閃絡(luò)時，為電弧放電形式，瞬間電弧電流很大，特別是在兩相或三相之間閃絡(luò)而形成短路，將引起數(shù)千安培工頻續(xù)流，電弧能量大幅驟增[1]。

（2）當(dāng)雷擊電力線路時，產(chǎn)生巨大雷電過電壓，當(dāng)它超過絕緣子的耐壓水平時就會在導(dǎo)線電場最薄弱點(diǎn)將絕緣擊穿，形成擊穿點(diǎn)，然后在絕緣子沿面或向絕緣子根部的金屬放電形成閃絡(luò)，最后工頻電弧發(fā)展形成金屬性短路通道，造成絕緣子擊穿或燃燒熔斷導(dǎo)線，引發(fā)線路故障。

（3）雷擊點(diǎn)多在山上較高段線路，處于河流、水庫、魚塘和空曠地帶的線路也雷擊的多發(fā)點(diǎn)。

（4）雷擊造成避雷器燒毀多發(fā)生于接地裝置接地電阻較大的防雷裝置。

2 線路避雷器選型和技術(shù)要求

2.1 線路避雷器的選型

目前，線路避雷器按結(jié)構(gòu)型式主要分為無間隙和有串聯(lián)間隙線路避雷器。其中有串聯(lián)間隙又分為外串絕緣間隙、外串空氣間隙和內(nèi)串間隙。

2.1.1 無間隙線路避雷器

無間隙線路避雷器的閥片長期承受系統(tǒng)電壓，故自身穩(wěn)定性要求較高。閥片的2ms方波通流要求不能降低，否則在操作過電壓時會頻繁動作。目前應(yīng)用較廣的是氧化鋅避雷器，有較優(yōu)異的非線性伏安特性和陡波響應(yīng)特性，殘壓的變化特性較平穩(wěn)，沒有間隙擊穿特性和滅弧問題，可以并聯(lián)使用，安裝也方便。

2.1.2 外串間隙線路避雷器

間隙避雷器本體部分基本不承擔(dān)電壓，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較好，放電能力強(qiáng)，通流量大，漏電流小，熱穩(wěn)定性非常好。只要間隙絕緣完好，就不影響線路正常供電，維護(hù)工作量很少。間隙避雷器的保護(hù)特性取決于間隙的沖擊放電電壓值，能避免操作過電壓引起動作。

2.1.3 內(nèi)串間隙線路避雷器

內(nèi)串間隙線路避雷器間隙一般采用帶串聯(lián)電阻的單個長間隙，間隙放電不受環(huán)境條件的影響，性能較穩(wěn)定。放電電流大，漏電流小、無續(xù)流，無電弧外瀉，熱穩(wěn)定性好。閥片承受電壓減少，抗操作過電壓的性能也有所提升，殘壓、沖擊放電等保護(hù)特性較好，工作可靠性高。

在線路防雷改造中可根據(jù)各類型線路避雷器的保護(hù)特性和使用條件選用適合的避雷器，也可組合使用。選用的線路避雷器應(yīng)滿足使用地區(qū)的氣溫、海拔、污穢條件等環(huán)境條件，并且技術(shù)參數(shù)要滿足系統(tǒng)的額定電壓，持續(xù)運(yùn)行電壓，中性點(diǎn)接地方式以及短路電流值等運(yùn)行條件。選用無間隙金屬氧化物避雷器時避雷器的壓力釋放等級還應(yīng)滿足額定雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓的絕緣配合要求。

2.2 線路避雷器的技術(shù)要求

2.2.1 無間隙金屬氧化物避雷器[2]

（1）10kV線路應(yīng)選擇的標(biāo)稱放電電流為5kA的避雷器。

（2）額定電壓是施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值，它不等于系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓。額定電壓在滿足保護(hù)絕緣的配合系數(shù)的條件下可選高一些。10kV線路的線路避雷器額定電壓應(yīng)選擇17kV。

（3）持續(xù)運(yùn)行電壓一般相當(dāng)于避雷器額定電壓的75％～80％。

（4）持續(xù)運(yùn)行電流在持續(xù)運(yùn)行電壓下應(yīng)不超過規(guī)定值。交接試驗(yàn)時，在系統(tǒng)運(yùn)行電壓下測量的持續(xù)電流應(yīng)不大于出廠試驗(yàn)值的。

2.2.2 帶間隙避雷器[3]

（1）避雷器額定電壓（有效值）為17kV，標(biāo)準(zhǔn)級差為1kV。

（2）10kV避雷器的標(biāo)準(zhǔn)8/20μs標(biāo)稱放電電流為5kA。

（3）陡波沖擊電流殘壓（峰值）應(yīng)不大于46kV，雷電沖擊電流殘壓（峰值）應(yīng)不大于40kV，直流1mA參考電壓（峰值）應(yīng)不小于20kV。

（4）避雷器工頻耐受電壓（有效值）應(yīng)不小于26kV；避雷器雷電沖擊正極性50％放電電壓（有效值）應(yīng)不大于100kV。

3 線路避雷器的安裝要求

（1）安裝前必須進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)和直流泄露試驗(yàn)及絕緣電阻的測定，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求才能使用。

（2）安裝前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，應(yīng)無裂紋無破損，密封應(yīng)完好，連接應(yīng)緊密。

（3）避雷器應(yīng)對支持物保持垂直，傾斜度不應(yīng)大于15°，固定要牢靠。

（4）金屬接觸的表面應(yīng)保持清潔，氧化層、污垢及異物要清除干凈。

（5）避雷器的引線連接應(yīng)牢固可靠，宜采用銅線，截面不小于16mm2。

（6）避雷器的安裝位置與被保護(hù)設(shè)備的距離不大于5m。

（7）防雷裝置接地電阻應(yīng)不大于10歐。

4 線路避雷器的運(yùn)維和改進(jìn)

線路經(jīng)防雷改造后已運(yùn)行接近一年，在日常的運(yùn)行和維護(hù)工作中，我們得出了一些經(jīng)驗(yàn)，在對線路避雷器的運(yùn)行情況進(jìn)行分析后也提出了不少的改進(jìn)措施。

（1）復(fù)合外套的氧化鋅避雷器被擊穿后，膨脹后會收縮，外觀無明顯破損痕跡，雷擊故障后巡視很難發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，極不利于雷擊故障后的快速復(fù)電。

（2）為防止避雷器雷擊發(fā)生故障后影響線路的正常運(yùn)行，避雷器安裝位置宜處于跌落式熔斷器保護(hù)范圍之內(nèi)。

（3）絕緣導(dǎo)線發(fā)生雷擊后常發(fā)生熔斷導(dǎo)線的故障，而導(dǎo)線的絕緣層沒有熔斷，故障點(diǎn)極難發(fā)現(xiàn)。絕緣導(dǎo)線的兩端應(yīng)安裝線路避雷器，快速泄放雷擊時的雷電能量。居民區(qū)絕緣導(dǎo)線的電桿應(yīng)進(jìn)行接地，避免絕緣擊穿后電桿帶電傷人。

（4）線路避雷器的接地引下線應(yīng)盡量多使用圓鋼或扁鋼，減少銅芯線的長度，避免銅芯線被盜而造成接地點(diǎn)開路。并可靠連接，防止連接處銹蝕和地下部分銹蝕開路。

（5）定期對接地裝置進(jìn)行檢查工作，確保無腐蝕斷裂而造成與地網(wǎng)接觸不良，水田和沼澤地需要刨開接地引線地面20cm以上土層檢查（地面下10cm左右通常腐蝕最嚴(yán)重）。

（6）山頂?shù)母呶粭U塔或向陽半坡的高位桿塔，山谷迎風(fēng)口的桿塔，水域地段的桿塔，土壤電阻率較低地段或者是統(tǒng)計雷擊數(shù)較多的地區(qū)，桿塔較多受到雷擊，應(yīng)安裝性能良好的脫掛式氧化鋅線路避雷器，安裝間隔不宜超過400m。

（7）多雷區(qū)及易擊點(diǎn)或在山頂高位的桿塔，可在桿塔頂部裝設(shè)避雷針或安裝線路過電壓保護(hù)器。線路過電壓保護(hù)器，僅防護(hù)雷電過電壓，在運(yùn)行中不承受運(yùn)行電壓，使用壽命較長，需維護(hù)也較少。

（8）多采用外間隙避雷器。傳統(tǒng)的無間隙避雷器長時間的承受工頻電壓和工頻續(xù)流，容易老化，雷擊較易發(fā)生損毀。外間隙避雷器主要是采用氧化鋅避雷器與外間隙組合方式。日常運(yùn)行時，串聯(lián)起外間隙可以起到有效的隔離作用，避雷器不用承受工頻電壓。雷擊損毀閥片后也不會導(dǎo)致線路接地。

5 線路避雷器的應(yīng)用效果

江門臺山供電局2013年對10kV那扶線和10kV那扶Ⅱ線進(jìn)行了防雷改造工作，裝設(shè)了18組的線路避雷器和5組線路過壓保護(hù)保護(hù)器，對13個接地電阻較高的接地裝置進(jìn)行了改造。通過接近一年來運(yùn)行，特別是在雷電數(shù)較多的一年里經(jīng)受了雷擊考驗(yàn)，雷擊引發(fā)的故障明顯減少，取得了良好的效果。這兩條線路的雷擊故障情況如下表：

序號 線路 線路長度（kM）雷擊故障數(shù)2012年 2013年 2014年1 10kV那扶線 72.59 9 4 3 2 10kV那扶Ⅱ線 47.18 11 8 4雷電數(shù) 31540 25140 45715

6 結(jié)束語

隨著技術(shù)與設(shè)備的不斷更新與改進(jìn)，未來配電網(wǎng)的防雷能力必定會隨之不斷提升，我們要不斷學(xué)習(xí)，實(shí)踐，總結(jié)，配電網(wǎng)的供電可靠性才能滿足電力需求的發(fā)展。

[1]邵學(xué)儉，周浩.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷擊技術(shù)研究[J].浙江電力，2006（04）：22-25.

[2]李謙，姚森敬，歐陽旭東.廣東電網(wǎng)公司金屬氧化物避雷器技術(shù)規(guī)范S.00.00.05/Q100-0002-0909-6482，廣東電網(wǎng)公司，2009（11）.

[3]周華敏，雷炳暉.廣東電網(wǎng)公司線路避雷器技術(shù)規(guī)范S.00.00.05/Q101-0004-0909-6294，廣東電網(wǎng)公司，2009（11）.