10 kV配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的改進(jìn)與應(yīng)用

徐建凱，蔡金明，張華

（國網(wǎng)浙江省電力公司德清縣供電公司，浙江德清313200）

經(jīng)驗交流

10 kV配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的改進(jìn)與應(yīng)用

徐建凱，蔡金明，張華

（國網(wǎng)浙江省電力公司德清縣供電公司，浙江德清313200）

通過對10 kV普通支柱型避雷器的不斷改進(jìn)，研制出集支柱絕緣子、穿刺線夾、接地環(huán)、避雷器四功能為一體的新式配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器，簡化了配變臺區(qū)裝置形式，提高了施工效率，方便了運行操作，減少了運行與檢修中的停電時間和范圍，在德清配電網(wǎng)配電臺區(qū)建設(shè)中已推廣應(yīng)用。

避雷器；支柱型；接地；配變臺區(qū)

配電變壓器（簡稱配變）臺區(qū)的避雷器、支柱絕緣子、接地環(huán)通常都獨立安裝，這樣不僅增加了施工時間、停電范圍，而且不利于設(shè)備的運維，增加了故障隱患點數(shù)量。

采用具有支柱功能的10 kV穿刺線夾氧化鋅避雷器，可將支柱絕緣子與避雷器功能合二為一，頭部采用穿刺線夾固定絕緣導(dǎo)線，并與避雷器形成電氣連接。與傳統(tǒng)裝置比較，簡化了裝置形式，加快了配變臺區(qū)的安裝速度，現(xiàn)已成為德清電網(wǎng)的配變臺區(qū)標(biāo)準(zhǔn)裝置，進(jìn)行全面推廣應(yīng)用。

1 配變支柱型避雷器的試用與改進(jìn)分析

1.1 穿刺線夾支柱型避雷器

HY5WB-17/50型穿刺線夾支柱型避雷器，具有體積小、重量輕、高強度、防受潮、不易破碎、易安裝、耐污閃、免維護(hù)等優(yōu)點，在配變臺區(qū)增容布點中試用（如圖1所示）。經(jīng)統(tǒng)計分析，使用支柱型避雷器后，施工安裝速度加快，停電時間縮短，供電可靠性得到一定提高。

配變停電檢修作業(yè)，需在高壓線路上掛接地線，但是在運維檢修過程中發(fā)現(xiàn)該裝置存在缺點：在配電臺區(qū)終端跌落式熔斷器停電情況下，無法掛接地線，這就需要擴大停電范圍，不利于供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平的提高。曾嘗試在高壓引下線上直接加裝接地環(huán)，但考慮到引下線較細(xì)，且絕緣導(dǎo)線的機械性能不強，多次拆裝接地線后會使跌落式熔斷器樁頭松動，造成安全隱患，因此也沒有采用這一方法。

1.2 帶接地支柱型避雷器

為了滿足配變檢修時停電接地的要求，又試用了HY5WDG-170/50型帶接地支柱型避雷器（如圖2所示）。安裝時將高壓引下線中間斷開，穿入帶接地的支柱型避雷器。解決了配變停電掛接地線的問題，但是需要制作6個壓接頭，不僅延長了施工時間和停電時間，還增加了接頭故障的幾率。

圖2 帶接地支柱型避雷器示意

1.3 改進(jìn)思路一：帶接地穿刺線夾支柱型避雷器

為了在滿足接地功能、支柱功能、避雷器功能的同時，使絕緣引下線不必斷開，達(dá)到簡化安裝、增加電氣安全性能的目的，對上述2種支柱型避雷器進(jìn)行改進(jìn)：在穿刺線夾支柱型避雷器的穿刺螺母上加長接地螺桿（如圖3所示），絕緣引下線可以直接從穿刺線夾中穿過，并通過穿刺線夾與避雷器形成電氣連接。

圖3 帶接地穿刺線夾支柱型避雷器示意

經(jīng)過現(xiàn)場試用，由于穿刺螺母螺桿強度不足，接地線較重，容易損壞支柱型避雷器，不能長期使用，因而被否定。

1.4 改進(jìn)思路二：配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器

綜合上述3種支柱型避雷器的優(yōu)缺點，嘗試將穿刺線夾和接地螺桿分別固定在連接鐵架的兩端，絕緣引下線可以直接穿過穿刺線夾，通過穿刺線夾與避雷器形成電氣連接。另外，由于接地螺桿單獨固定在連接鐵架上，能夠保證懸掛接地線所需的機械強度（如圖4所示）。

圖4 配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器示意

在配電臺區(qū)增容布點時進(jìn)行試點安裝（如圖5所示）。運行經(jīng)驗表明，該支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器能夠經(jīng)受雷電、高溫、暴雨、臺風(fēng)、大霧、低溫等多種惡劣天氣的考驗。在設(shè)備故障統(tǒng)計中，該支柱型避雷器的故障率低于普通氧化鋅避雷器，試用達(dá)到了滿意的效果。

圖5 配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器安裝示意

2 配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的特點

2.1 產(chǎn)品參數(shù)

HY5WBG-17/50型復(fù)合外套帶穿刺線夾、配變支柱型及接地桿的氧化鋅避雷器，使用條件：

（1）環(huán)境溫度：不高于+40℃，不低于-40℃；

（2）海拔：不超過1 000 m；

（3）風(fēng)速：不超過35 m/s；

（4）污穢等級：Ⅲ級；

（5）地點：無易燃易爆及劇烈震動的場所。

主要技術(shù)參數(shù)見表1。

2.2 產(chǎn)品特點

（1）芯體和外套通過模壓成型，成為無空腔的密實整體，消除了由于呼吸作用引起的吸潮，從根本上杜絕了避雷器芯片受潮導(dǎo)致的事故；

（2）內(nèi)部采用特殊的加強結(jié)構(gòu)，具有良好的機械性能，可以兼作絕緣子；

（3）合成外套用硅橡膠材料制成，抗污閃性能強并具有良好的防爆性能，另外，重量輕，使用壽命長；

（4）按耐受Ⅲ級重污穢設(shè)計，絕緣外套的最小爬電比距為25 mm/kV，爬電距離為320 mm；

（5）體積小，重量輕，抗彎曲、破壞能力強，集支柱絕緣子、穿刺線夾、接地環(huán)、避雷器四者功能為一體，有利于簡化桿塔裝置形式。

3 配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的使用效果分析

3.1 配變防雷保護(hù)效果分析

根據(jù)表2計算可知：

2003—2007年配變每年平均雷擊損壞率：（0.30%+0.28%+0.31%+0.25%+0.29%）/5=0.286%.

2008—2012年配變每年平均雷擊損壞率：（0.24%+0.26%+0.22%+0.15%+0.15%）/5=0.204%.

在2008年開始推廣使用配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器后，配變雷擊損壞率呈逐年下降趨勢，說明配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器不僅實現(xiàn)了支柱絕緣功能、接地功能，而且有效保護(hù)了變壓器，減少配變受雷擊損壞的次數(shù)。

3.2 縮短安裝時間

全縣每年按300個臺區(qū)增容布點計算，相比獨立安裝支柱絕緣子、避雷器、接地環(huán)，每個臺區(qū)至少節(jié)約半小時工時，假設(shè)每個臺區(qū)施工需要安排6個技工，4個小工，每年可以節(jié)約工時：300×0.5×（6+4）=1 500個工時。

3.3 提高供電可靠率

（1）全縣仍按每年300個臺區(qū)增容布點計算，每個臺區(qū)至少節(jié)約0.5 h，假設(shè)每個臺區(qū)施工平均停供5個用戶，每年可節(jié)約時戶：300×0.5×5= 750個時戶數(shù)。

（2）目前全縣有3 455個配電臺區(qū)，已經(jīng)采用該支柱型避雷器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化改造的臺區(qū)占60%。假設(shè)配電臺區(qū)平均2年停電檢修1次，每次停電2 h。如果未安裝該支柱型避雷器，配變檢修需要對高壓分支線停電、接地，平均需要停供5個用戶，采用支柱型避雷器進(jìn)行臺區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化改造后，每次配變檢修只需拉開配變終端跌落式熔斷器，停電用戶數(shù)為1個。每年可節(jié)約時戶數(shù)：3 455×60%×2×（5-1）=16 584個時戶數(shù)，有效提高了供電可靠性。

表1 配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的主要技術(shù)參數(shù)

表2 2003—2012年德清縣供電公司配變故障統(tǒng)計

4 結(jié)語

10 kV帶穿刺線夾和接地桿的配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器作為一種防潮、防污閃性能優(yōu)良的新型避雷裝置，經(jīng)過多次改良及多年的安裝運行實踐，已經(jīng)被廣泛接受。配變支柱型復(fù)合氧化鋅避雷器的應(yīng)用，有效減少了配電臺區(qū)維護(hù)、檢修的停電時間，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和推廣應(yīng)用價值。

[1]彭發(fā)東，彭向陽，熊易，等.廣東電網(wǎng)10 kV配網(wǎng)避雷器運行狀態(tài)分析與評估[J].高壓電器，2011（12）∶56-61.

[2]張怡，張錦秀，金擔(dān)，等.支柱式合成絕緣避雷器改進(jìn)電纜登桿裝置[J].高電壓技術(shù)，1997（2）∶78-81.

[3]李凡，施圍.線路避雷器的設(shè)計及試驗[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004（4）∶38-42.

[4]劉燕，張志誠.金屬氧化物避雷器制造中的幾個質(zhì)量問題[J].農(nóng)村電氣化，2002（3）∶31.

（本文編輯：楊勇）

Improvement and Application of Composite Zinc Oxide Pillar Arrester of 10 kV Distribution Transformer

XU Jiankai，CAI Jinming，ZHANG Hua
（State Grid Deqing Power Supply Company，Deqing Zhejiang 313200，China）

By continuous improvement of the 10 kV ordinary pillar arrester，a new composite zinc oxide pillar arrester for distribution transformer is developed，which integrates the supporting insulator，piercing connector，grounding ring and lightning arrester.The new lightning arrester reduces equipment in distribution transformer area，improves construction efficiency，facilitates the operation and reduces power outage time and coverage in operation and maintenance.The new lightning arrester has been extensively applied in the construction of Deqing distribution transformer area.

lightning arrester；pillar type；grounding；distribution transformer area

TM862

：B

：1007-1881（2014）05-0065-04

2013-09-27

徐建凱（1961-），男，浙江海寧人，工程師，從事電力系統(tǒng)防雷、接地技術(shù)研究。