一種瓷橫擔型串聯間隙避雷器的設計

溫灼文 王錦生 蘇海城

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

避雷器是電網運行過程中必不可少的系統過電壓保護裝置，特別是在廣東沿海等易受雷擊的地區，選擇合適的避雷器保護線路設備免受雷擊過電壓的沖擊顯得尤為重要。在廣東電網公司推行防雷標準的趨勢下，架空線路防雷裝備的選用逐步規范化，主要的防雷裝備是具有使用壽命長、無需維護、不用設置專用地網安裝等特點的固定外串聯間隙氧化物避雷器。但在實際運行過程中我們發現該避雷器存在以下不足：外串聯間隙由復合外套絕緣子支撐，因外串聯間隙在正常運行時承受10 kV電壓，在雷電流作用下承受雷電壓，在強雷電壓作用下存在發生雷擊擊穿的隱患，未能做到真正的免維護；且在安裝使用過程中因安裝工藝問題，外串聯間隙與10 kV線路之間的引線與其他帶電部位可能存在帶電距離不足引起相間短路的問題。因此需要重新對外串聯間隙的支撐絕緣子進行重新設計，消除絕緣子擊穿隱患，做到真正的免維護。

1 外串聯間隙避雷器原理及運行分析

1.1 固定外串聯間隙避雷器原理

固定外串聯間隙避雷器由避雷器本體和固定外串聯間隙組成，外串聯間隙一端接10 kV線路，一端接避雷器高壓端。該避雷器主要工作原理是當導線上的雷電過電壓幅值超過串聯間隙放電電壓后，間隙擊穿，避雷器本體進入低阻抗導通狀態，起到限制避雷器殘壓的作用，雷電沖擊過后，系統工作電壓加在避雷器本體上，本體瞬間恢復到高阻抗阻斷狀態，工頻續流被抑制在很小的范圍內無法建弧，串聯間隙絕緣性能迅速恢復，避雷器和線路恢復到正常運行狀態，如圖1所示。

圖1 固定外串聯間隙避雷器工作原理圖

1.2 固定外串聯間隙避雷器運行隱患分析

外串聯間隙由復合外套絕緣子支撐，因外串聯間隙在正常運行時承受10 kV電壓，在雷電流作用下承受雷電壓，在強雷電壓作用下存在發生雷擊擊穿的隱患，未真正實現避雷器損壞免維護；因外串聯間隙與10 kV導線連接，當絕緣子擊穿后會造成線路接地，且固定外串聯間隙避雷器安裝位置與導線同一高度，絕緣子擊穿不一定發生明顯的裂紋，運維人員故障巡視時較難發現故障點，不利于快速排查故障，快速復電（圖2）。

因施工安裝工藝問題，外串聯間隙與10 kV線路之間的引線與其他帶電部位或角鐵橫擔可能存在帶電距離不足引起相間短路的問題，固定外串聯間隙避雷器安裝示意圖如圖3所示。

圖2 固定外串聯間隙避雷器結構圖

圖3 固定外串聯間隙避雷器安裝示意圖

2 一種瓷橫擔型串聯間隙避雷器的設計

本瓷橫擔型串聯間隙避雷器設計理念主要是在保持外串聯間隙避雷器優秀防雷性能的基礎上，利用配網架空線路常用瓷橫擔絕緣子，通過對支撐絕緣子的改進，進一步優化間隙避雷器的結構，解決原間隙避雷器的運行安全隱患。

本設備主要由8部分組成，如圖4所示。

圖4 瓷橫擔型串聯間隙避雷器結構圖

其中包括：（1）被保護的10 kV架空導線本體。（2）抱箍支架，用鍍鋅鋼鐵制成，兩側有開孔，用單頭螺栓固定在瓷橫擔上，用于支撐放電間隙與避雷器本體。（3）加強型瓷橫擔SQ-210，是10 kV架空線路常用的絕緣子，具有強度高、性能穩定等特點，在本設備中除用于支撐導線外，還用于支撐放電間隙、避雷器本體。（4）引線線夾，用于連接導線與引流線。（5）引流線，連接導線與放電間隙，其作用是將導線上的雷電流引到放電間隙上。（6）放電間隙，用于對避雷器放電。（7）避雷器本體，頂端采用圓弧金屬面設計，增加雷電流作用面積，本體采用氧化鋅避雷器，具有優秀的伏安特性。（8）接地引線，用于連接避雷器與接地體。在沒用地網的山地，可以將接地引線連接在角鐵橫擔，利用電桿或鋼塔對地放電。

將原外串聯間隙避雷器的支持絕緣子改進為成熟的、絕緣性能穩定優秀的瓷橫擔，避免了支撐絕緣子被擊穿的安全隱患。空氣間隙固定，免除施工工藝影響；改進后引流引線較短且位于瓷橫擔的頂端，帶電部位與其他角鐵橫擔距離充足，避免了因施工工藝問題導致帶電引線與其他部位安全距離不足的問題。氧化鋅與帶電部位非直接接觸，氧化鋅金屬特性失效也會不影響線路運行，真正實現避雷器損壞免維護。

3 結語

利用成熟的加強型瓷橫擔作為間隙避雷器的支撐絕緣子，通過瓷橫擔將帶電部位與避雷器本體有效隔離，既保障了放電間隙與避雷器之間的空氣間隙固定，又能保持原間隙避雷器的優秀保護性能，一方面帶電部位與避雷器的隔離真正實現了避雷器擊穿免維護，另一方面杜絕了施工工藝導致帶電部位與其他設備安全距離不足的隱患，進一步增強了間隙避雷器的實用性與安裝便利性。