PSL-12/4防雷支柱絕緣子在濟(jì)南地區(qū)的使用

馬明輝，杜景遠(yuǎn)，尹崇華，劉景林，張 輝，趙 旭

（濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250012）

1 PSL-12/4防雷支柱絕緣子的技術(shù)參數(shù)和特性

PSL-12/4防雷支柱絕緣子的優(yōu)點(diǎn)很明顯，可以同時起到絕緣子和防雷的作用，而且工程安裝省事、省工。該產(chǎn)品主要優(yōu)點(diǎn)是可以防止10 kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線。使用環(huán)境條件：海拔不超過1 000 m，周圍空氣溫度-40～40℃，風(fēng)壓力不超過700 Pa，無嚴(yán)重污染、化學(xué)腐蝕、易燃、易爆及經(jīng)常性劇烈振動的場所。從使用條件來看，濟(jì)南地區(qū)屬于亞溫帶氣候環(huán)境完全滿足其使用條件。產(chǎn)品外形見圖1，安裝方式見圖2。

PSL-12/4防雷支柱絕緣子結(jié)構(gòu)簡單可靠，適用于架空全絕緣導(dǎo)線，安裝同PS-15支柱絕緣子安裝方式及尺寸相同，技術(shù)參數(shù)見表1、2、3。

2 事故統(tǒng)計

2006年起，濟(jì)南供電公司槐蔭區(qū)開始安裝PSL-12/4防雷支柱絕緣子，選擇了幾條10 kV配電線路作為試點(diǎn)，2009年下半年在槐蔭區(qū)開始普及安裝。記錄其運(yùn)行情況，到2009年5月，一共收集到5次該設(shè)備的運(yùn)行事故缺陷報告，見表4。

在2010年8月10日發(fā)生極端雷雨天氣，大雨持續(xù)5 h以上，雷電集中在濟(jì)南西北方向，一共發(fā)生16條線路故障，見表5。

圖1 產(chǎn)品外形

圖2 安裝圖

表3 PSL-12/4防雷支柱絕緣子的耐受電流特性

表4 事故情況匯總

表5 極端雷雨天氣故障情況

3 支柱式避雷器的運(yùn)行分析

現(xiàn)在考察一條運(yùn)行線路，分析線路在雷電條件下的工作情況，假設(shè)線路有n顆電線桿，每顆電線桿都安裝了該型號避雷器，如圖3。

圖3 支柱式避雷器等效電路

式中：Li為第i桿塔的電感系數(shù)；Ri為第i桿塔的電阻；ii為第i桿塔的導(dǎo)通電流；uci為第i桿塔上支柱式避雷器上的殘壓；ui為第i桿塔的電壓。

同理有，雷電流在沿導(dǎo)線傳遞，當(dāng)電壓超過動作電壓時，支柱式避雷器泄流

式中：I為雷電沿導(dǎo)線傳遞的總電流；ii為第i桿塔的泄漏雷電電流；Ii為第i桿塔沿導(dǎo)線傳遞的雷電電流。

當(dāng)桿塔處于干燥或半干燥狀態(tài)時，水泥電桿的電阻很大，泄漏電流很小，導(dǎo)致 uci殘壓（式 1）過高。過高的殘壓，引發(fā)表4中第2、3次故障，放電環(huán)與絕緣子頂端有燒結(jié)現(xiàn)象，放電環(huán)與引弧板間放電不明顯。原因如下，放電環(huán)在殘壓下，其內(nèi)環(huán)間隙放電（電暈），產(chǎn)生高溫并融化與絕緣子頂端燒結(jié)，局部高溫導(dǎo)致絕緣子第一片瓷片在熱漲冷縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力作用下碎裂?？梢酝普?，其內(nèi)環(huán)間隙放電電壓低于外環(huán)對引弧板間放電電壓，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)間隙先放電。第4、5次事故引起線路過流保護(hù)動作，引弧板放電痕跡不顯著，過電壓擊穿絕緣子，導(dǎo)致橫擔(dān)抱箍對電桿放電，電桿被擊穿。

當(dāng)水泥桿塔處于完全潮濕狀態(tài)時，水泥電桿的電阻很小，泄漏電流很大，這時 殘壓（式1）很低，也是表5中，大多數(shù)故障線路重合閘成功的原因，雷電能量（式2）通過泄漏電流得到釋放。

對于表4與表5中記錄到的3次直擊雷，認(rèn)為是系統(tǒng)概率必然，不能奢望對直擊雷的防護(hù)。對雷擊產(chǎn)生的線路故障數(shù)量來看，直擊雷引發(fā)事故約占雷擊事故總數(shù)的10%，感應(yīng)雷引發(fā)事故占雷擊事故總數(shù)的90%。

4 結(jié)語

PSL-12/4防雷支柱絕緣子的推薦安裝方式?jīng)]有接地線，其接地電阻值實際上就是電線桿的電阻值，因此電線桿的干濕程度對防雷效果產(chǎn)生了顯著影響。也就是式（1）中的電阻值的大小，它與雷電能量的泄漏構(gòu)成直接聯(lián)系。

在考察我國長江流域地區(qū)氣候特征往往是長時間的雷雨天氣較多，雨量大使得電桿濕透其接地電阻很小，所以PSL-12/4防雷支柱絕緣子的接地電阻很小；而濟(jì)南地區(qū)乃至黃河以北地區(qū)，雷雨短時天氣比較多，雨量少，導(dǎo)致電桿處于半干濕其接地電阻很大，因此PSL-12/4防雷支柱絕緣子的接地電阻也就很大。

所以，在濟(jì)南地區(qū)使用PSL-12/4防雷支柱絕緣子在安裝時應(yīng)加裝接地線，考慮成本因素，可以每隔二三顆電桿加裝接地線。2009年后半期，采取了上述措施以后，在雷雨天氣時重合閘成功率明顯提高，同時雷擊斷線事故也明顯減少。