關(guān)于線路避雷器裝置的應(yīng)用探討

容建昌

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(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)運行管理經(jīng)驗和實踐，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行防雷改造工作。經(jīng)過運行情況對比，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。

關(guān)鍵詞：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，我們重點對線路和雷擊故障情況進行現(xiàn)場巡視和分析，制定了防雷能力提升方案進行改造。經(jīng)運行實踐，對配電線路的連續(xù)穩(wěn)定運行、維護、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）當雷擊電力線路時，產(chǎn)生巨大雷電過電壓，當它超過絕緣子的耐壓水平時就會在導(dǎo)線電場最薄弱點將絕緣擊穿，形成擊穿點，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。

（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電壓，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較好，放電能力強，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，維護工作量很少。間隙避雷器的保護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)運行電壓，中性點接地方式以及短路電流值等運行條件。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)的標稱電壓。額定電壓在滿足保護絕緣的配合系數(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)運行電壓一般相當于避雷器額定電壓的75%～80%。

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

2.2.2 帶間隙避雷器[3]

（1）避雷器額定電壓（有效值）為17kV，標準級差為1kV。

（2）10kV避雷器的標準8/20μs標稱放電電流為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）安裝前必須進行工頻交流耐壓試驗和直流泄露試驗及絕緣電阻的測定，達到標準要求才能使用。

（2）安裝前應(yīng)進行外觀檢查，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 線路避雷器的運維和改進

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

（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，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行，避雷器安裝位置宜處于跌落式熔斷器保護范圍之內(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左右通常腐蝕最嚴重）。 （下轉(zhuǎn)第126頁）

（上接第101頁）

（6）山頂?shù)母呶粭U塔或向陽半坡的高位桿塔，山谷迎風口的桿塔，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器。線路過電壓保護器，僅防護雷電過電壓，在運行中不承受運行電壓，使用壽命較長，需維護也較少。

（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組線路過壓保護保護器，對13個接地電阻較高的接地裝置進行了改造。通過接近一年來運行，特別是在雷電數(shù)較多的一年里經(jīng)受了雷擊考驗，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，未來配電網(wǎng)的防雷能力必定會隨之不斷提升，我們要不斷學習，實踐，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。

參考文獻：

[1]邵學儉，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）.