關于線路避雷器裝置的應用探討

容建昌

（廣東電網公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

關于線路避雷器裝置的應用探討

容建昌

（廣東電網公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

隨著經濟的快速發展，用戶對電能質量及可靠性的要求越來越高。而防雷能力是配電網的薄弱環節，雷擊故障多發是配電網穩定運行常面臨的一大困境。為了提高供電可靠性，我們根據多年來配網運行管理經驗和實踐，參考有關的電力技術規程，挑選了部分雷擊較多的線路進行防雷改造工作。經過運行情況對比，在減少雷擊故障方面有一定的成效。現將其總結如下，以供參考。

雷擊故障；線路避雷器；技術要求

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場巡視和分析，制定了防雷能力提升方案進行改造。經運行實踐，對配電線路的連續穩定運行、維護、供電可靠性等方面起著較明顯的作用。現就我們對10kV配網防雷改造中，防雷裝置選擇與安裝的技術原則等方面進行論述。

1 雷擊故障分析

（1）雷電過電壓閃絡時，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而形成短路，將引起數千安培工頻續流，電弧能量大幅驟增[1]。

（2）當雷擊電力線路時，產生巨大雷電過電壓，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，最后工頻電弧發展形成金屬性短路通道，造成絕緣子擊穿或燃燒熔斷導線，引發線路故障。

（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點。

（4）雷擊造成避雷器燒毀多發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要求

2.1 線路避雷器的選型

目前，線路避雷器按結構型式主要分為無間隙和有串聯間隙線路避雷器。其中有串聯間隙又分為外串絕緣間隙、外串空氣間隙和內串間隙。

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電壓，故自身穩定性要求較高。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。目前應用較廣的是氧化鋅避雷器，有較優異的非線性伏安特性和陡波響應特性，殘壓的變化特性較平穩，沒有間隙擊穿特性和滅弧問題，可以并聯使用，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，結構簡單，可靠性較好，放電能力強，通流量大，漏電流小，熱穩定性非常好。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 內串間隙線路避雷器

內串間隙線路避雷器間隙一般采用帶串聯電阻的單個長間隙，間隙放電不受環境條件的影響，性能較穩定。放電電流大，漏電流小、無續流，無電弧外瀉，熱穩定性好。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滿足使用地區的氣溫、海拔、污穢條件等環境條件，并且技術參數要滿足系統的額定電壓，持續運行電壓，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 線路避雷器的技術要求

2.2.1 無間隙金屬氧化物避雷器[2]

（1）10kV線路應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，它不等于系統的標稱電壓。額定電壓在滿足保護絕緣的配合系數的條件下可選高一些。10kV線路的線路避雷器額定電壓應選擇17kV。

（3）持續運行電壓一般相當于避雷器額定電壓的75％～80％。

（4）持續運行電流在持續運行電壓下應不超過規定值。交接試驗時，在系統運行電壓下測量的持續電流應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）應不大于46kV，雷電沖擊電流殘壓（峰值）應不大于40kV，直流1mA參考電壓（峰值）應不小于20kV。

（4）避雷器工頻耐受電壓（有效值）應不小于26kV；避雷器雷電沖擊正極性50％放電電壓（有效值）應不大于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）安裝前應進行外觀檢查，應無裂紋無破損，密封應完好，連接應緊密。

（3）避雷器應對支持物保持垂直，傾斜度不應大于15°，固定要牢靠。

（4）金屬接觸的表面應保持清潔，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備的距離不大于5m。

（7）防雷裝置接地電阻應不大于10歐。

4 線路避雷器的運維和改進

線路經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現故障點，極不利于雷擊故障后的快速復電。

（2）為防止避雷器雷擊發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。

（3）絕緣導線發生雷擊后常發生熔斷導線的故障，而導線的絕緣層沒有熔斷，故障點極難發現。絕緣導線的兩端應安裝線路避雷器，快速泄放雷擊時的雷電能量。居民區絕緣導線的電桿應進行接地，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）。

（6）山頂的高位桿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計雷擊數較多的地區，桿塔較多受到雷擊，應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）多雷區及易擊點或在山頂高位的桿塔，可在桿塔頂部裝設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。傳統的無間隙避雷器長時間的承受工頻電壓和工頻續流，容易老化，雷擊較易發生損毀。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致線路接地。

5 線路避雷器的應用效果

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，特別是在雷電數較多的一年里經受了雷擊考驗，雷擊引發的故障明顯減少，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 31540 25140 45715

6 結束語

隨著技術與設備的不斷更新與改進，未來配電網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，配電網的供電可靠性才能滿足電力需求的發展。

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

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

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