關于10kV架空線路過電壓保護的研究

【摘要】本文首先闡述了10kV架空線路過電壓保護的重要意義，并在此基礎上提出BHQ—X12.7/36型過電壓保護器在10kV架空線路中的應用。期望通過本文的研究能夠對確保10kV架空線路的安全運行有所幫助。

【關鍵詞】架空線路;過電壓;防雷保護

一、10kV架空線路過電壓保護的重要意義

目前，國內絕大多數地區的10kV架空線路采用的都是絕緣導線，它的應用有效克服了裸導線的不足，進一步提高了線路本身的安全性。雖然絕緣導線具有前期投資成本低、建設速度快等優點，但是其雷擊斷線問題卻較為突出。就我局配網運行數據顯示，我局轄區內的10kV架空絕緣線路在一年當中共發生雷擊事故31次，這不但造成了維修成本增加，而且還影響了供電可靠性。從近幾年來各大城市的10kV架空線路雷擊斷線和絕緣子擊穿事故的統計情況來看，事故的發生率呈現出不斷上升的態勢，并且隨著架空線路長度的增加雷擊斷線事故越來越多，這已經成為威脅配網線路安全運行的主要因素之一。如何解決雷擊斷線問題，進而確保架空線路的安全、穩定運行，成為配網系統中亟待解決的首要問題之一。

一些經濟相對比較發達的國家采用架空絕緣導線輸配電的時間較長，在不斷的使用過程中，積累了十分豐富的運行經驗。為了有效降低雷擊斷線事故的發生率，相繼出現了諸多預防措施和方法，如架空避雷線、氧化鋅避雷器、鉗位絕緣子、防弧金具、絕緣橫擔以及線路過電壓保護器。在這些措施和方法當中，線路過電壓保護器的效果較好。鑒于此，本文提出一種BHQ—X12.7/36型過電壓保護器，并對其在10kV架空線路中的應用進行論述。

二、BHQ-X12.7/36型過電壓保護器在10kV架空線路中的應用

（一）設備的綜合特點

在雷電過電壓引發對地閃絡形成金屬性電弧放電短路的情況下，該過電壓保護器中的不銹鋼引流環能夠將工頻續流引向氧化鋅電阻非線性限流元件，同時在氧化鋅電阻的非線性特性作用下，將正弦波形的工頻續流轉變為尖頂波。由于尖頂波電流在過零前的一段時間內電流幅值較小，加之限流元件的殘壓對放電電壓產生了消減作用，從而促使電弧瞬間熄滅、迅速截斷工頻電流，這樣不僅能夠有效防止工頻續流熔斷架空導線，而且還能夠減少跳閘現象的發生。

該過電壓保護器通過了電力工業電氣設備質量檢驗測試中心型式試驗和論證，具備以下特點：一是優異的保護特性。該設備利用引流環與導線之間形成的串聯間隙和限流元件的協同作用，能夠快速將工頻續流切斷，限制雷電過電壓，有效避免導線發生雷擊斷線，減少雷擊跳閘次數。該設備無需斷路器跳閘滅弧就能夠起到保護作用，不會對供電持續性和供電質量造成影響。二是不受工頻電壓影響。該設備即使在保護器損壞的情況下，也不會對線路絕緣配合造成破壞，能夠確保電力系統安全可靠運行，延長設備使用壽命。三是設備本身的安全性、耐用性強。該設備采用一次成型工藝，密封可靠、安全防爆。外套采用硅橡膠，使其具備良好的憎水性，增強了設備外套耐氣候老化、耐電蝕損、耐污穢的性能，并且外套經過特殊力學結構設計，能夠承受較大的機械應力。四是設備安裝方便，無需更改原路線設計或更換絕緣子。五是保證導線絕緣層的完整性，無需解決絕緣層破開后的密封防水問題，使導線保持良好的機械拉伸性能。

（二）基本工作原理

在電網正常運行的情況下，因空氣間隔能夠隔離工頻電壓，所以該過電壓保護器不承受電壓。而在雷電沖擊作用下，空氣間隙被雷電過電壓擊穿放電，使得該設備處于低電阻狀態，形成放電通道，直接將雷電流引入地下，有效限制過電壓發展，起到保護架空線路、減少雷擊跳閘概率的作用。在雷電過電壓作用后，過電壓保護器上的工頻電壓會促使保護器的電阻瞬間增大，電弧電流的數值降低，空氣間隙弧壓降增大，進而引發電弧在短時間內熄滅，迅速恢復空氣間隙的絕緣性能，完全切斷工頻續流，避免絕緣子閃絡或擊穿，防止架空線路雷擊斷線。

（三）設備的技術參數與性能

該過電壓保護器的技術參數如表1所示。

（四）設備的安裝技術要點

該過電壓保護器的安裝布局如圖1所示。

圖1 過電壓保護器的安裝布局示意圖

1.安裝要求。該過電壓保護器的基本安裝要求如下：

①在雷電災害頻發的區域內，絕緣線每間隔1-2基桿安裝一組;裸導線每間隔2-3基桿安裝一組。

②接地電阻必須控制在30Ω以下，若是該電阻值超過30Ω則會對雷電流的泄放造成影響，無法達到預期的防雷效果。

③保護器應當與絕緣子采用并聯的方式連接，并且要確保周邊間隙均勻。

④在同一條線路上或是同一個桿塔上安裝時，應當保持同一電源方向。

⑤限流元件的接地引下線應當使用大于16mm2的銅芯線或是使用大于25mm2的鋁芯線;三相合并的接地線則應當使用大于50mm2的絕緣線、鋼絞線、鍍鋅鋼或是扁鋼;接地極可以使用角鋼，也可采用專用的接地極，同時，接地電阻必須控制在30Ω以下，若是在接地電阻相對較大的地區內應用，則應當構建專用的接地網。

2.安裝步驟。為了確保該過電壓保護器的作用能夠得以最大程度地發揮，必須確保其安裝質量，而合理的安裝步驟是保證質量的關鍵之所在。在實際工程中，可按照以下步驟進行安裝：

第一步：在停電安裝前做好接地工作。先打好接地極，并對其接地電阻進行測試，若是超過30Ω，則應當增加一條并繼續向下打，直至接地電阻≤30Ω。當接地極安裝完畢后，將接地線與之連接在一起;

第二步：在桿下降限流元件上端的螺栓擰下，并將引流環上的壓板定位釘按如定位孔當中，隨后擰緊螺栓，再將限流元件牢靠固定在連接件上;

第三步：登桿安裝。先將絕緣子根部的螺母擰下，然后將過電壓保護器連接件的圓孔套入絕緣子根部的螺栓上，并確保引流環與導線之間距離在100±5mm;

第四步：將接地引下線與接地線連接在一起。

三、結論

綜上所述，10kV架空線路的雷擊斷線事故是較為嚴重的問題之一，解決這一問題較為有效的措施是加裝過電壓保護器。本文提出了一種BHQ—X12.7/36型過電壓保護器，并對其特點、性能以及設備的安裝進行了論述。工程實踐表明，該過電壓保護器能夠對10kV架空線路起到有效的保護作用，可以進一步減少雷擊斷線事故，具有一定的推廣使用價值。

參考文獻

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