10kV架空配電線路帶脫離裝置的跌落式避雷器應(yīng)用探討

潘杰　吳國森　王首堅

摘要：文章從10kV配電線路運(yùn)行維護(hù)角度出發(fā)，分析了配電線路避雷器缺陷以及故障對架空配電線路運(yùn)行造成的影響，通過帶脫離裝置的跌落式避雷器原理和問題分析提出了10kV免停電防雷設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢，解決了避雷器隱患消缺以及故障后免停電更換等問題。

關(guān)鍵詞：10kV架空配電線路；跌落式避雷器；脫離裝置；免停電防雷設(shè)備；電力系統(tǒng)；電氣設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM862 文章編號：1009-2374（2016）09-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.019

避雷器是用來保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一種電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。但由傳統(tǒng)型的避雷器故障引發(fā)的線路跳閘或避雷器本身存在著隱患導(dǎo)致線路存在跳閘隱患的情況屢見不鮮。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對電能質(zhì)量的要求越來越高，一旦發(fā)生突然停電事件可能對人們的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的影響，因此傳統(tǒng)避雷器故障時引發(fā)停電事故以及需要停電檢修檢測的缺點已成為電力系統(tǒng)急需解決的問題。

1 防雷設(shè)備研究背景及運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 防雷設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

深圳市年雷暴日為73.9，屬于多雷區(qū)，線路經(jīng)常受到雷害侵襲造成跳閘事故或由于避雷設(shè)備本身故障導(dǎo)致線路故障跳閘。以深圳大鵬供電局近3年故障為例：（1）2013年據(jù)可查數(shù)據(jù)，大鵬供電局線路跳閘總次數(shù)為38次，其中由于雷害造成線路跳閘次數(shù)為13次，由避雷器老化導(dǎo)致線路跳閘1次，雷害以及避雷設(shè)備導(dǎo)致故障次數(shù)占總次數(shù)的36.84%；（2）2014年據(jù)可查數(shù)據(jù)，大鵬供電局線路跳閘總次數(shù)為35次，其中由于雷害造成線路跳閘次數(shù)為5次，由避雷器老化導(dǎo)致線路跳閘5次，雷害以及避雷設(shè)備導(dǎo)致故障次數(shù)占總次數(shù)的28.57%；（3）2014年據(jù)可查數(shù)據(jù)，大鵬供電局線路跳閘總次數(shù)為29次，其中由于雷害造成線路跳閘次數(shù)為4次，由避雷器老化、產(chǎn)品質(zhì)量不良和施工安裝導(dǎo)致線路跳閘5次，雷害以及避雷設(shè)備導(dǎo)致故障次數(shù)占總次數(shù)的31.03%；（4）每年平均受雷擊故障或由避雷器故障導(dǎo)致線路跳閘次數(shù)占整體線路跳閘總數(shù)的32.15%。大鵬轄區(qū)內(nèi)的避雷器接地線被盜的缺陷也時常出現(xiàn)，接地線修復(fù)需要停電配合完成，據(jù)統(tǒng)計，2015年完成的60組接地線修復(fù)工作全部由停電配合完成，接地線修復(fù)消缺受停電申請制約，如線路不停電，則避雷器接地線很難修復(fù)，避雷器處于無效狀態(tài)，不能對線路完成保護(hù)，且對于該條線路，是一個極大的隱患。

1.2 研究背景

大鵬供電局轄區(qū)線路以架空線為主，受地理位置影響，大鵬轄區(qū)雷害比較嚴(yán)重，避雷器對線路和設(shè)備的保護(hù)作用極為重要。大鵬轄區(qū)線路靠近海邊，空氣中鹽分多，造成避雷器和過電壓保護(hù)器腐蝕嚴(yán)重且老化較快，易發(fā)生故障或產(chǎn)生缺陷。解決辦法為：（1）缺陷避雷器暫時不影響線路運(yùn)行，就等到所在線路申請停電時進(jìn)行消缺更換，但很被動，線路中缺陷避雷器不能起到保護(hù)線路和設(shè)備的作用；（2）線路長期未有停電申請時，缺陷避雷器可能造成故障接地導(dǎo)致線路被迫停運(yùn)，停電后更換避雷器，這種等到故障才更換更加被動；（3）避雷器需要批量更換，也要停電配合，且停電時間長、影響范圍廣；（4）避雷器預(yù)試定檢工作，由于停電困難不能及時進(jìn)行，不能確保運(yùn)行中的避雷器狀態(tài)是否良好；（5）帶電更換避雷器，大鵬轄區(qū)線路多跨山，部分安裝點不能帶電更換，且?guī)щ姼鼡Q避雷器的費(fèi)用較高。

以上的解決辦法都極為被動，因此選擇一種能帶電安裝、更換、免維護(hù)的避雷器是配網(wǎng)運(yùn)行人員急切需要的。

2 深圳大鵬供電局現(xiàn)用避雷器存在的問題

目前深圳大鵬供電局轄區(qū)內(nèi)線路上避雷器樣式繁多，但主流品種分為兩種：一種為普通式免維護(hù)型避雷器，內(nèi)部采用氧化鋅非線性電阻片為主要元件。避雷器的主體元件是密封的，一般動作穩(wěn)定，內(nèi)部無間隙，可用于高海拔地區(qū)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠。但是，當(dāng)避雷器本身性能下降時，從外表無法判斷，只有通過儀器測試，才能發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，在夏季雷雨中，如果發(fā)生故障，由于安裝位置和視角原因，故障巡視人員很難發(fā)現(xiàn)故障點；另一種為帶脫離裝置型的免維護(hù)避雷器，當(dāng)避雷器本身性能下降時，脫離裝置熔爆，避雷器與接地裝置斷開，巡視人員不通過儀器測試便可發(fā)現(xiàn)避雷器性能下降，已不能繼續(xù)使用，需要更換。這種避雷器在日常運(yùn)行維護(hù)中減少了周期性測試工作。

實踐中帶脫離裝置的避雷器存在一定弊端：一種情況為脫離裝置與避雷器配合不好，脫離裝置在避雷器本身性能未下降時便已脫離。由于避雷器是通過脫離裝置接地，脫離裝置脫離后導(dǎo)致避雷器與大地失去聯(lián)系無法完成雷擊泄流，避雷器失去作用。避雷器消缺更換需要停電配合，這樣就會影響線路可靠運(yùn)行，如果不處理，線路上所掛該種避雷器就會成為威脅線路正常運(yùn)行的隱患點；另一種情況為避雷器內(nèi)部故障后脫離器不脫離，脫離器失去作用，避雷器故障接地后不明顯，經(jīng)絕緣搖測后試送電也能成功送電，成為更隱蔽的故障點。2014年，大鵬供電局新百變電站F01新源一線在5月31日至6月14日期間共發(fā)生5次站內(nèi)跳閘故障，每次故障后經(jīng)絕緣搖測后恢復(fù)正常，試送電成功。最后故障設(shè)備鎖定為一個帶脫離器的避雷器，型號為YSWS-17/50，經(jīng)核查該批避雷器由于制作工藝缺陷導(dǎo)致本體易受潮，但脫離器在避雷器發(fā)生故障時未脫離，電流經(jīng)受潮部分與大地形成通路，導(dǎo)致線路跳閘。

3 帶脫離裝置的跌落式避雷器的原理及針對存在問題的解決方法

為方便避雷器故障和隱患消缺工作，一種帶脫離裝置的跌落式避雷器帶來一種新的理念，這種避雷器經(jīng)過一次停電安裝該設(shè)備，在日后的避雷器運(yùn)維和消缺過程中不必再受停電限制，確保線路可靠性的同時也保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。帶脫離裝置的跌落式避雷器在結(jié)構(gòu)上與跌落式熔斷器很相近，將避雷器本體安裝于絕緣底座上，通過絕緣操作桿能安裝、拆除避雷器本體。為了實現(xiàn)免維護(hù)功能，在絕緣底座下端安裝有一個脫離裝置，當(dāng)避雷器性能下降時，脫離裝置自動熔爆，讓避雷器與接地裝置斷開，運(yùn)行人員在巡視過程中能輕易發(fā)現(xiàn)避雷器存在的缺陷，該類避雷器結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1

帶脫離裝置的跌落式避雷器能帶電安裝、更換，還實現(xiàn)了免維護(hù)，大大減少了停電時間，提高了供電可靠性，保證了系統(tǒng)持續(xù)供電。

4 其他類型帶脫離裝置的跌落式避雷器的改造和應(yīng)用

帶脫離裝置的跌落式避雷器市場上早已出現(xiàn)，非新產(chǎn)品。避雷器結(jié)構(gòu)設(shè)計采用了類似戶外高壓跌落式熔斷器的型式，可以在無需停電的情況下對避雷器進(jìn)行更換預(yù)試。市場上的該種避雷器表面采用了硅橡膠材料，具有優(yōu)異的耐臭氧、耐電弧性能；表面呈憎水性，使避雷器在露天環(huán)境下有良好的耐污性能，可適用于多種污穢地區(qū)；柔軟而有彈性的硅橡膠外套，能使避雷器避免發(fā)生因故障引發(fā)的粉碎性爆炸，防止擴(kuò)大事故。但考慮大鵬新區(qū)靠近海邊的特點，當(dāng)?shù)氐目諝庵宣}污嚴(yán)重，復(fù)合絕緣材料會因為長時間處于惡劣環(huán)境下壽命大大縮短。導(dǎo)致支架以及避雷器本體出現(xiàn)故障的幾率大大增加，為解決這一難題，深圳大鵬供電局提出對避雷器及支架進(jìn)行改造的想法。帶脫離裝置的跌落式避雷器能帶電安裝、更換的前提是避雷器的支架必須能夠在線路長時間運(yùn)行過程中保持不被損壞。為保證支架的質(zhì)量，決定將支架的金屬部分改為不銹鋼材料，將支架的絕緣外套改為瓷外套。避雷器本體的絕緣外套若改為瓷外套會大大增加避雷器整體的重量，不方便帶電更換或安裝，經(jīng)反復(fù)論證后決定保留避雷器本體絕緣外套結(jié)構(gòu)。改造后實物圖如圖2所示：

圖2

帶脫離裝置的跌落式避雷器在應(yīng)用時還遇到一個問題，就是如何與普通避雷器在防雷效果方面開展優(yōu)勢和劣勢比較。為解決這一問題，深圳大鵬供電局在安裝避雷器的同時加裝計數(shù)器，統(tǒng)計雷擊線路以及避雷器動作的次數(shù)。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活質(zhì)量水平的提高，供電人已經(jīng)在社會進(jìn)步發(fā)展的同時，越發(fā)意識到避雷器對10kV架空配網(wǎng)線路運(yùn)行的重要性，中壓配電網(wǎng)中為了保護(hù)線路及設(shè)備免大氣過電壓和操作過電壓的損害，使用了大量的避雷器。為了減少避雷器故障造成的線路跳閘的次數(shù)，減少避雷器消缺工作帶來的停電時間，有效提高供電可靠性，避雷器結(jié)構(gòu)在不斷改良。這種帶脫離裝置的跌落式避雷器的出現(xiàn)改變了過去對避雷器繁重運(yùn)維工作的局面，大大降低了運(yùn)維成本，同時還提高了供電可靠性，保證了系統(tǒng)持續(xù)供電，值得在配網(wǎng)中應(yīng)用。

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作者簡介：潘杰（1988-），男，廣東深圳人，供職于深圳供電局有限公司，研究方向：配電運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）