10kV架空線路避雷器的使用

洪雪燕 / 福建電力職業技術學院

10kV架空線路避雷器的使用

洪雪燕 / 福建電力職業技術學院

分析了10kV線路的防雷特點，介紹了線路型氧化鋅避雷器保護原理、放電電壓的確定及10kV架空線路避雷器的選擇和使用。

10kV線路；氧化鋅避雷器

0.10kV架空線的防雷特點

在我國，10kV電網多數采用中性點不接地或經消弧線圈接地，發生單相接地時，由于對三相用戶來說，線電壓的大小、相位不變，所以可以繼續供電2小時，絕大多數的單相接地都不會建立起穩定電弧而引起線路跳閘。因此，10kV線路在防雷方面，主要是防止相間短路。

10kV架空線路在防雷方面，不架設避雷線，因為10kV線路絕緣水平低，架設避雷線容易反擊，作用不大。10kV線路在架設時，常采用三角形排列，頂相絕緣較弱，下面兩邊相絕緣較強，例如頂相采用P-10型針式絕緣子，而兩邊相采用懸式X-4.5型絕緣子或采用瓷橫擔DC-230/250，這樣頂相相當于避雷線，遭雷擊時，頂相接地，對兩邊相起耦合作用，降低了兩邊相導線的對地過電壓，防止兩邊相接地，形成相間短路。

配網的雷害80％是感應雷，所以感應雷是配網雷電過電壓的主要防護目標。遭受感應雷概率高的線路有：不處于山頂的桿塔、無大跨越的桿塔、周邊有較高建筑物或樹木的桿塔、有高電壓等級線路上方穿越或旁邊通過的桿塔等。對于個別處于山頂的桿塔、大跨越的桿塔、處于空曠地帶的桿塔，遭受直擊雷概率較高。

10kV電網的防雷，主要是在變電站出線側裝避雷器，變壓器的高低壓出線側裝避雷器，線路中間缺少避雷器保護而易遭雷擊，即使這些安裝的避雷器動作，也很難限制線路中間的過電壓而導致線路絕緣子閃絡，因此，10kV線路在個別絕緣薄弱的桿塔上裝設線路型氧化鋅避雷器或保護間隙是很有必要的，下面，就線路型氧化鋅避雷器在線路上的使用進行闡述。

1.氧化鋅避雷器的保護原理

氧化鋅避雷器有串聯外間隙和無間隙兩種，無串聯間隙的氧化鋅避雷器在長期運行中閥片受工作電壓的作用，會逐漸老化，如密封不嚴會使閥片受潮，加劇閥片的劣化。泄漏電流的阻性分量會使閥片溫度升高，產生有功損耗，導致熱崩潰，所以在線路上使用的氧化鋅避雷器大多是采用串聯間隙的。

帶串聯間隙的氧化鋅避雷器與線路絕緣子并聯，線路正常工作時，氧化鋅避雷器通過串聯間隙與線路電壓隔離，氧化鋅避雷器的存在對線路運行不影響。當雷擊桿塔或線路出現雷電波（線路遭雷直擊或線路出現感應雷），這時線路絕緣子壓降增大，當絕緣子壓降超過避雷器的u50％，則絕緣子間隙擊穿，雷電波經過間隙閃絡通道和避雷器閥片接地，把絕緣子上的過電壓控制下來，防止絕緣子閃絡。避雷器動作后，氧化鋅避雷器的殘壓限制在低于絕緣子的閃絡電壓，而且避雷器閃絡后，在雷電波下降到低于避雷器動作電壓后，避雷器能迅速恢復絕緣，防止繼電器動作跳閘，造成供電中斷。

2.氧化鋅避雷器串聯間隙u50％的確定

氧化鋅避雷器的串聯間隙，起到隔離線路電壓和閥片的作用，線路正常工作時，線路工作電壓由間隙承受，閥片處于“休息”狀態，串聯間隙u50％的確定，應滿足以下三個條件：

（1）雷電過電壓下，間隙應可靠擊穿，把雷電過電壓控制下來，保證間隙的u50％與絕緣子閃絡電壓的可靠配合。

（2）串聯間隙應能承受暫時過電壓和操作過電壓，為此，串聯間隙應足夠大，以保證避雷器在暫時過電壓和操作過電壓下不動作，氧化鋅避雷器故障時，間隙要可靠隔離。

（3）雷擊使間隙放電后，在工頻電壓作用下，間隙應能保證在1～2個周波內恢復絕緣，以防止保護動作跳閘，使供電中斷。

（4）線路型氧化鋅避雷器整體的u50％是由間隙的u50％和氧化鋅避雷器本體的U1mA共同決定。

3.10kV架空線路加裝避雷器的基本原則

（1）對于雷擊跳閘率高的10kV裸導線直線桿的防雷，可選用以架空導線為高壓電極的外串聯間隙避雷器（如圖1，YH5CX1-17/50型等）。或選用帶高壓金具電極的外串聯間隙避雷器（如圖2，YH5CX6-13/40K型等）。

圖1　YH5CX1-17/50避雷器安裝示意圖

圖2　YH5CX6-13/40K避雷器安裝圖

（2）對于雷擊跳閘率較高，易發生雷擊斷線的10kV絕緣導線直線桿的防雷，宜選用穿刺電極式外串聯間隙避雷器（YH5CX2-13/40型等）。

（3）10kV裸導線或絕緣導線耐張桿的防雷，宜裝設帶支撐件（棒形復合絕緣子）外串聯間隙避雷器（YH5CX7-13/40型等）。

（4）對于安裝外串聯間隙避雷器確有困難的個別位置，必要時，也可安裝YH5WS-17/50型無間隙氧化物避雷器。但宜配帶脫離器，以便在避雷器損壞時與系統自動脫離，以免影響電網正常運行。

（5）外串聯間隙避雷器應安裝在線路主要潮流方式下絕緣子的負荷側。為達到較好防雷效果，應每基電桿而且整基電桿每回線路的每一相都要裝。

（6）對于既有線路，除配電設備（變壓器、電纜頭、線路開關）前后兩基電桿使用外串聯間隙避雷器應另設人工接地體(接地電阻一般不大于30歐)外，其余電桿可不設置人工接地裝置；對于新建線路，宜在每基電桿處設置接地，在鋼筋混凝土電桿內部設置接地引下線，設置集中接地極，并在電桿水泥表面橫擔位置預留電氣連接端子。

4.總結

10kV架空線路的防雷保護方法有多種，如：提高線路絕緣子絕緣水平，中性點經消弧線圈接地，線路采用三角形排列，自動重合閘等等，個別絕緣薄弱桿塔裝避雷器是很有效的防雷措施。桿塔上裝避雷器時，對避雷器型式的選擇很重要，本文對桿塔避雷器的工作原理、避雷器放電電壓的確定，以及桿塔避雷器的選擇進行了具體的闡述。

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[2]解廣潤主編，電力系統過電壓M，水利電力出版社，1985.

[3]浙江大學趙智大主編高電壓技術，中國電力出版社.

[4]JB/T10497-2005交流輸電線路用復合外套有串聯間隙金屬氧化物避雷器[S].2002.

[5]張紅主編高電壓技術，中國電力出版社.