10kV防雷絕緣子改進(jìn)及效果分析

陳建勝 黃天猛 高 兵 林 江

（1.國網(wǎng)浙江永嘉縣供電公司 2.南京德軟信息科技發(fā)展有限公司）

10kV防雷絕緣子改進(jìn)及效果分析

陳建勝1黃天猛1高 兵1林 江2

（1.國網(wǎng)浙江永嘉縣供電公司 2.南京德軟信息科技發(fā)展有限公司）

配電線路基本都采用絕緣導(dǎo)線，在運行中易發(fā)生雷擊斷線事故。為解決此問題, 永嘉供電公司先后采取了包括防雷絕緣子等在內(nèi)的多種方法和措施，取得了一定的效果，但仍然存在提高和改進(jìn)的空間。本文結(jié)合國家電網(wǎng)防雷解決方案及應(yīng)用效果，提出改進(jìn)方案和效果分享，經(jīng)過實踐結(jié)果研制，證明了其有效性和實用性。

10kV 防雷絕緣子；改進(jìn)；實踐

0 引言

電力架空型輸、配電線路分別架設(shè)于不同的區(qū)域。架空型輸、配電線路在運行過程中，受到直接或感應(yīng)雷電時、潮濕或雨水時等情況，絕緣性能下降，會引起過電壓，其過電壓值很高，會形成絕緣擊穿性的放電故障：一是在絕緣受到破壞的同時，線路首端的斷路器跳閘；二是在絕緣出現(xiàn)擊穿性的放電，導(dǎo)體的局部也會出現(xiàn)熱熔式熔化故障，其絕緣子和被擊穿的金具出相繼損毀的故障，給供電企業(yè)和社會造成相當(dāng)大的損失。因此，開展10kV線路防雷絕緣子改進(jìn)應(yīng)用具有非常實際的效用和意義。

1 現(xiàn)有解決方案及應(yīng)用效果

國家電網(wǎng)推薦的防雷技術(shù)，其中有一項是采用穿刺型放電箝位絕緣子，它可以被用來較好地解決絕緣導(dǎo)線因受雷擊而導(dǎo)致斷線的問題。

10kV穿刺型放電箝位絕緣子工作原理是：絕緣導(dǎo)線不需要剝離其絕緣層，而采取直接緊固在支柱絕緣子端部的高壓電極上，另外在離開高壓電極一小段距離的絕緣導(dǎo)線上，安裝高壓穿刺電極，引出導(dǎo)線芯線電位，再利用絕緣引線將該電位引至高壓電極。高壓電極外表面安裝有絕緣罩，常規(guī)做法為避免高壓穿刺電極導(dǎo)致導(dǎo)線局部絕緣薄弱，通常將高壓穿刺電極金屬部件包覆在耐候性絕緣材料制成的保護(hù)殼內(nèi)部，并且設(shè)計成兩半扣合結(jié)構(gòu)以方便安裝，安裝好后保護(hù)套與導(dǎo)線絕緣層壓合在一起，實現(xiàn)對外密封。當(dāng)雷電沖擊時，確保放電發(fā)生在高壓電極與支柱絕緣子鋼腳或低壓電極之間，工頻續(xù)流電弧在高壓電極與低壓電極之間燃燒，相間電弧被箝制在高壓電極之間，使工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移或固定在特定的金具上，從而保護(hù)絕緣導(dǎo)線避免發(fā)生熔融的情況。

10kV穿刺型放電箝位絕緣子目前應(yīng)用較為廣泛，目前普遍采用的PSL型防雷直線絕緣子在防止絕緣導(dǎo)線斷線上有一定的效果，但就目前投運線路的受損數(shù)據(jù)統(tǒng)計，存在以下不足：雷擊閃絡(luò)后，工頻續(xù)流不能在較短時間內(nèi)自行切斷，高溫對絕緣子及線路附件造成局部損壞，而且工頻電流容易把嵌位的絕緣子燒毀，致使線路帶缺陷運行。

2 改進(jìn)方案

針對現(xiàn)有10kV防雷絕緣子的改進(jìn)目標(biāo)主要是提高金具的耐雷擊燒灼能力，絕緣子能承受多次雷擊沖擊能力，以及間隙在雷擊過電壓的作用下先于絕緣子擊穿閃絡(luò)并沿絕緣閃絡(luò)路徑發(fā)展。結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，需要使工頻電弧位于間隙上，縮短工頻電弧的時間。另外考慮絕緣子本體或金具結(jié)構(gòu)提供一些明顯的特征，受過雷擊沖擊后能比較容易查找到受沖擊的位置。

基于以上目標(biāo)，筆者提出一種帶有均壓和放電間隙功能的防雷保護(hù)線路絕緣子，其結(jié)構(gòu)包括：非線性電阻限流元件（金屬氧氣鋅MOV閥片）、放電間隙、絕緣罩（帽）帶有金屬均壓環(huán)（圈）、帶有壓緊壓緊塊的導(dǎo)線槽、絕緣套管式防雷式絕緣子（帶有引弧棒）、基座（帶有金屬弧形球）等組成，引弧棒與下法蘭一體式連接。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

圖 新型10kV線路防雷絕緣子結(jié)構(gòu)圖

這種帶有放電間隙防雷保護(hù)式的10kV防雷絕緣子執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括GB311.7—1988《高壓輸電設(shè)備的絕緣配合使用導(dǎo)則》、DL/T804—2002《交流電力系統(tǒng)金屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則》、DL/T620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》。

新型帶有放電間隙防雷保護(hù)式的10kV防雷絕緣子設(shè)計分為不同級別，其中第Ⅰ級為普通系列，第Ⅱ級為加強系列（適用于中等污穢的地區(qū)，爬電比距達(dá)到20mm/kV），第Ⅲ級為增強系列（適用于重污穢的地區(qū)，爬電比距達(dá)到25mm/kV），最后一種第Ⅳ級為至強系列（適用于特重污穢的地區(qū)，爬電比距達(dá)到31mm/kV）。

3 效果分析

新型帶有放電間隙防雷保護(hù)式的10kV防雷絕緣子具有吸收各種雷電過電壓、工頻暫態(tài)過電壓、操作過電壓的能力。使用此新型10kV防雷絕緣子，當(dāng)配電線路遭遇雷擊等情況出現(xiàn)過電壓時，首先是絕緣罩（帽）帶有金屬均壓環(huán)（圈）將過電壓進(jìn)行均勻分布延長閃絡(luò)路徑后，再由下法蘭經(jīng)引弧棒向下金屬弧形球（接地端）之間的間隙放電，接續(xù)的工頻電弧向接地端釋放過電壓能量，從而有效避免絕緣子和導(dǎo)線受到閃絡(luò)和斷線（破股）的事故。

4 結(jié)束語

10kV防雷絕緣子實踐應(yīng)用研究及其關(guān)鍵部件放電間隙的研究，首先要有系統(tǒng)和準(zhǔn)確的絕緣架空配電線路結(jié)構(gòu)及其絕緣配合、雷擊斷線原理、雷電流形成及其釋放等方面理論知識的研究。在研究方法上必須有一定的創(chuàng)新才能很好地利用現(xiàn)有的各種基礎(chǔ)條件和有限的投入實現(xiàn)預(yù)定的研究目標(biāo)。

當(dāng)前及未來城市電網(wǎng)更多使用地下電纜，架空絕緣導(dǎo)線仍將在較多的場所以及較長時間周期內(nèi)占據(jù)較高比例，發(fā)揮重要作用。筆者結(jié)合所在單位與協(xié)作單位針對10kV防雷絕緣子的改進(jìn)應(yīng)用情況完成本文，拋磚引玉，歡迎各位同行及行業(yè)專家指正。

[1]汪海濤.采用穿刺型防弧金具防止10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線[J].廣東電力,2007, 20(3).

[2]陳維江,孫昭英,綦海昌,等.防止10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線用放電箝位柱式復(fù)合絕緣子的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005,29(16).

[3]張宜運,李明,韓冬.淺析10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)措施[J].科技信息，2011(25).

2016-10-12）