配電網架空線路跌落式避雷器絕緣防護屏罩的設計

陳倫陟 李勇 梁維堯

摘要：10 kV輸電塔架一般城市運用較多，但城市區域雜物跌落和小動物攀爬較多，易導致短路和停電，所以設計了一款可采取帶電作業方式安裝的跌落式避雷器絕緣防護罩，通過兩側設置的孔洞配合現行的耐壓10 kV絕緣操作桿進行作業，可不受線路停電計劃限制，既方便已投運的避雷器進行整改更新，又不需要線路停電，大大節省了停電時間，對于提高供電可靠性有著極大的幫助。該設計旨在從源頭解決小動物觸碰設備帶電部分的問題，防止線路短路、接地故障發生，從而減少線路故障次數。

關鍵詞：帶電操作;跌落式避雷器防護罩;全絕緣;防鼠

0 ? ?引言

跌落式避雷器是將配電型氧化鋅避雷器改裝后巧妙地安裝在跌落式熔斷器的跌落式機構上，達到在不斷電的情況下，借助絕緣操作桿方便地對避雷器進行檢測、維修與更換的目的，不但保證了線路的暢通，而且大大降低了電力維護人員的工作強度，縮短了工作時間。然而，目前實際應用中存在一定的安全隱患，避雷器頂部存在小面積外露可帶電部分，當有小動物（例如老鼠、蛇等）攀爬電氣設備時，可能導致避雷器短路或接地，造成10 kV電力線路跳閘。目前，10 kV架空線路在配電網中占主導地位，10 kV戶外跌落式避雷器導電部分全部敞露在空氣中，一旦老鼠爬上戶外塔架設備，極易造成接地或相間短路故障，存在嚴重的鼠害隱患。例如，白坭供電所2019年全年線路故障跳閘70次，其中由于老鼠爬到桿塔戶外設備上引起的線路故障跳閘31次，占比達44.3%。如果能夠減少鼠害隱患，防止小動物破壞故障，10 kV線路故障率將大大降低。

傳統的避雷器防護罩采用橡膠材料制成，其存在以下幾點問題：當跌落式避雷器發生過流引起高溫時，容易對防護罩造成損壞甚至燒損;目前橡膠防護罩外觀不透明，給運行維護單位日常維護作業帶來了不便;傳統橡膠防護罩壽命短、易老化;傳統防護罩需在停電狀態下人工裝于避雷器上，受停電計劃限制，成本高且工作效率低。

1 ? ?跌落式避雷器防護罩結構設計

一種電力桿塔跌落式避雷器防護罩，其上表面設置有向豎直方向延伸的不閉合的外表面，該外表面形成通孔，將電線包裹在通孔內，防護罩的上表面沿橫向方向設置有縫隙，通過縫隙可將防護罩的兩邊撥開，如圖1所示。

由于桿塔上的跌落式避雷器設置有70 mm外徑的電線并且向上實現電氣連接，且電線上附有金屬材質連接件，為保證此連接件不被小動物觸碰，本絕緣防護罩上表面設置一通孔，不僅可達到防止動物觸碰的目的，還可以實現將電線包裹在通孔內，達到防止本防護罩隨意拖動的目的。

本防護罩通過中間的T形縫隙，可以實現防護罩從兩邊撥開，在作業過程當中更加方便套進跌落式避雷器，同時在兩側設置4個直槽口配合三相標志卡扣，在本防護罩兩側上部分設置相對較大的直槽口，方便現有夾具進行配合，可采用手持式夾具對本防護罩進行帶電操作，或采用高壓絕緣棒進行手持式作業。

2 ? ?跌落式避雷器防護罩安裝方式

安裝過程中通過兩側設置的孔洞配合現行的耐壓10 kV絕緣操作桿進行作業，利用絕緣安裝桿，可不受線路停電計劃限制，既方便了已投運的避雷器進行整改更新，又不需要線路停電，大大節省了停電時間，對于提高供電可靠性有著極大的幫助。也可采取停電作業方式，施工單位只需將防護罩用手掰開，安裝在避雷器上，安裝方式靈活，新舊避雷器均可安裝，可大范圍推廣應用，旨在從源頭解決小動物觸碰設備帶電部分的問題，防止線路短路、接地故障發生，從而減少線路故障次數。三相標志卡扣通過設計成一字形配合防護罩，在不影響美觀的同時方便運行維護單位進行相序識別，采用直槽口拔模卡扣設計，可緊緊扣在防護罩上，安裝牢固。

若施工現場需要停電作業或進行新建桿塔作業，施工人員可在無電狀態下的桿塔上安裝本文所述絕緣防護罩。將7字形三相標志卡扣扣進此防護罩兩側，并檢查其自身是否存在缺陷，保證三相標志卡扣和防護罩緊緊扣住并無缺陷，利用表面T字形縫隙將避雷器防護罩掰開，穿過避雷器上的70電線，隨后將防護罩套進避雷器即可，如圖2所示。

若施工現場為帶電作業，需攜帶耐壓10 kV以上的絕緣棒或耐壓10 kV以上的其他手持夾具，將夾扣扣住該防護罩兩側配備的直槽口，將7字形三相標志卡扣扣進此防護罩兩側，并檢查其自身是否存在缺陷，保證三相標志卡扣和防護罩緊緊扣住并無缺陷。穿上絕緣靴，站立在地面上，手戴絕緣手套并利用絕緣棒將防護罩送上桿塔上的跌落式避雷器，同理穿過70電線后將防護罩套在避雷器上并包裹住，完成帶電操作作業。該防護罩極大程度上為施工單位帶來了便捷性，提高了工作效率，同時降低了停電計劃的成本。

需要補充的是，若施工現場為帶電作業，需要配備帶電作業的常規操作工具以及包括絕緣手套和絕緣靴在內的其他安全工具，從而多重保護現場施工人員的人身安全。

跌落式避雷器防護罩典型應用場景如圖3所示。

3 ? ?跌落式避雷器防護罩帶來的經濟效益

戶外架空線路可以在發生特殊情況引起的故障時自動響應合閘，保障供電可靠性。然而，實際應用中由于一些障礙物以及小動物觸碰塔架上金屬部分，仍會引起線路短路甚至爆火花等現象，從而導致整條線路全線停電。巡檢人員無法在第一時間確定為幾號塔架出現故障，需沿著線路進行巡檢運維搶修，不僅對普通用戶的生活造成了一定困擾，對于無應急電源的企業而言更是會造成直接經濟損失。目前，該原因導致某供電區域電氣設備損耗率不斷增加，供電可靠性得不到保障，同時區域內企業因每次意外故障造成的經濟損失高達56萬元甚至更多（該數據根據線路區域內企業實際規模數量有所調整）。

為應對該特殊情況造成的不必要損失，建議安裝可帶電型絕緣防護罩，使用材料為進口透明PC材料，其抗電壓能力達38.9 kV，同時達到V0防火等級（優）;而傳統的防護罩為橡膠類護套，其材料壽命短、易氧化、不透明，同時易形成發熱部位，對運維巡檢人員造成遮擋障礙，更是無法進行帶電安裝。

因此，建議安裝可帶電型絕緣防護罩，一次安裝，可持續防范企業工廠專用臺架因鼠患引起的意外停電7～8年，同時無需客戶塔架停電安裝，通過專業施工單位在線路正常運行時進行帶電作業即可，提高了當前作業環境的便捷性、可視性以及穩定性，相比之下成本也大幅度降低。綜上所述，安裝該可帶電型絕緣防護罩每年可節約直接成本69萬元，經濟效益顯著。

4 ? ?結語

可帶電型跌落式避雷器防護罩可以在10 kV戶外跌落式避雷器導電部分與桿塔構件之間增加一層絕緣保護，防止老鼠直接接觸導電部分，從而減少10 kV線路故障跳閘。該透明絕緣防護罩可以采用帶電作業方式安裝，無需停電即可對現有的10 kV戶外塔架設備進行改造，從而消除10 kV戶外塔架鼠患防范不足的薄弱點。

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收稿日期：2020-07-14

作者簡介：陳倫陟（1973—），男，廣東韶關人，工程師，長期從事配網規劃、配網自動化、配網運維、配網工程等相關工作。