关于线路避雷器装置的应用探讨

容建昌

（广东电网公司江门台山供电局，广东 台山 529200）

关于线路避雷器装置的应用探讨

容建昌

（广东电网公司江门台山供电局，广东 台山 529200）

随着经济的快速发展，用户对电能质量及可靠性的要求越来越高。而防雷能力是配电网的薄弱环节，雷击故障多发是配电网稳定运行常面临的一大困境。为了提高供电可靠性，我们根据多年来配网运行管理经验和实践，参考有关的电力技术规程，挑选了部分雷击较多的线路进行防雷改造工作。经过运行情况对比，在减少雷击故障方面有一定的成效。现将其总结如下，以供参考。

雷击故障；线路避雷器；技术要求

0 引言

台山市位于珠江三角洲西南部，陆地总面积3286平方公里，配网线路239回，长度3234千米。台山市的年均有雷日约270日，近三年的年均落雷次数34130多次。雷击造成的故障较多，10kV那扶线和10kV那扶Ⅱ线是雷击故障较多的配电线路，雷击短线或击穿绝缘子的故障时有发生，给运维管理工作带来很大的压力，线路的供电可靠性也难以满足要求。为解决这一问题，我们重点对线路和雷击故障情况进行现场巡视和分析，制定了防雷能力提升方案进行改造。经运行实践，对配电线路的连续稳定运行、维护、供电可靠性等方面起着较明显的作用。现就我们对10kV配网防雷改造中，防雷装置选择与安装的技术原则等方面进行论述。

1 雷击故障分析

（1）雷电过电压闪络时，为电弧放电形式，瞬间电弧电流很大，特别是在两相或三相之间闪络而形成短路，将引起数千安培工频续流，电弧能量大幅骤增[1]。

（2）当雷击电力线路时，产生巨大雷电过电压，当它超过绝缘子的耐压水平时就会在导线电场最薄弱点将绝缘击穿，形成击穿点，然后在绝缘子沿面或向绝缘子根部的金属放电形成闪络，最后工频电弧发展形成金属性短路通道，造成绝缘子击穿或燃烧熔断导线，引发线路故障。

（3）雷击点多在山上较高段线路，处于河流、水库、鱼塘和空旷地带的线路也雷击的多发点。

（4）雷击造成避雷器烧毁多发生于接地装置接地电阻较大的防雷装置。

2 线路避雷器选型和技术要求

2.1 线路避雷器的选型

目前，线路避雷器按结构型式主要分为无间隙和有串联间隙线路避雷器。其中有串联间隙又分为外串绝缘间隙、外串空气间隙和内串间隙。

2.1.1 无间隙线路避雷器

无间隙线路避雷器的阀片长期承受系统电压，故自身稳定性要求较高。阀片的2ms方波通流要求不能降低，否则在操作过电压时会频繁动作。目前应用较广的是氧化锌避雷器，有较优异的非线性伏安特性和陡波响应特性，残压的变化特性较平稳，没有间隙击穿特性和灭弧问题，可以并联使用，安装也方便。

2.1.2 外串间隙线路避雷器

间隙避雷器本体部分基本不承担电压，结构简单，可靠性较好，放电能力强，通流量大，漏电流小，热稳定性非常好。只要间隙绝缘完好，就不影响线路正常供电，维护工作量很少。间隙避雷器的保护特性取决于间隙的冲击放电电压值，能避免操作过电压引起动作。

2.1.3 内串间隙线路避雷器

内串间隙线路避雷器间隙一般采用带串联电阻的单个长间隙，间隙放电不受环境条件的影响，性能较稳定。放电电流大，漏电流小、无续流，无电弧外泻，热稳定性好。阀片承受电压减少，抗操作过电压的性能也有所提升，残压、冲击放电等保护特性较好，工作可靠性高。

在线路防雷改造中可根据各类型线路避雷器的保护特性和使用条件选用适合的避雷器，也可组合使用。选用的线路避雷器应满足使用地区的气温、海拔、污秽条件等环境条件，并且技术参数要满足系统的额定电压，持续运行电压，中性点接地方式以及短路电流值等运行条件。选用无间隙金属氧化物避雷器时避雷器的压力释放等级还应满足额定雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压的绝缘配合要求。

2.2 线路避雷器的技术要求

2.2.1 无间隙金属氧化物避雷器[2]

（1）10kV线路应选择的标称放电电流为5kA的避雷器。

（2）额定电压是施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，它不等于系统的标称电压。额定电压在满足保护绝缘的配合系数的条件下可选高一些。10kV线路的线路避雷器额定电压应选择17kV。

（3）持续运行电压一般相当于避雷器额定电压的75％～80％。

（4）持续运行电流在持续运行电压下应不超过规定值。交接试验时，在系统运行电压下测量的持续电流应不大于出厂试验值的。

2.2.2 带间隙避雷器[3]

（1）避雷器额定电压（有效值）为17kV，标准级差为1kV。

（2）10kV避雷器的标准8/20μs标称放电电流为5kA。

（3）陡波冲击电流残压（峰值）应不大于46kV，雷电冲击电流残压（峰值）应不大于40kV，直流1mA参考电压（峰值）应不小于20kV。

（4）避雷器工频耐受电压（有效值）应不小于26kV；避雷器雷电冲击正极性50％放电电压（有效值）应不大于100kV。

3 线路避雷器的安装要求

（1）安装前必须进行工频交流耐压试验和直流泄露试验及绝缘电阻的测定，达到标准要求才能使用。

（2）安装前应进行外观检查，应无裂纹无破损，密封应完好，连接应紧密。

（3）避雷器应对支持物保持垂直，倾斜度不应大于15°，固定要牢靠。

（4）金属接触的表面应保持清洁，氧化层、污垢及异物要清除干净。

（5）避雷器的引线连接应牢固可靠，宜采用铜线，截面不小于16mm2。

（6）避雷器的安装位置与被保护设备的距离不大于5m。

（7）防雷装置接地电阻应不大于10欧。

4 线路避雷器的运维和改进

线路经防雷改造后已运行接近一年，在日常的运行和维护工作中，我们得出了一些经验，在对线路避雷器的运行情况进行分析后也提出了不少的改进措施。

（1）复合外套的氧化锌避雷器被击穿后，膨胀后会收缩，外观无明显破损痕迹，雷击故障后巡视很难发现故障点，极不利于雷击故障后的快速复电。

（2）为防止避雷器雷击发生故障后影响线路的正常运行，避雷器安装位置宜处于跌落式熔断器保护范围之内。

（3）绝缘导线发生雷击后常发生熔断导线的故障，而导线的绝缘层没有熔断，故障点极难发现。绝缘导线的两端应安装线路避雷器，快速泄放雷击时的雷电能量。居民区绝缘导线的电杆应进行接地，避免绝缘击穿后电杆带电伤人。

（4）线路避雷器的接地引下线应尽量多使用圆钢或扁钢，减少铜芯线的长度，避免铜芯线被盗而造成接地点开路。并可靠连接，防止连接处锈蚀和地下部分锈蚀开路。

（5）定期对接地装置进行检查工作，确保无腐蚀断裂而造成与地网接触不良，水田和沼泽地需要刨开接地引线地面20cm以上土层检查（地面下10cm左右通常腐蚀最严重）。

（6）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔，山谷迎风口的杆塔，水域地段的杆塔，土壤电阻率较低地段或者是统计雷击数较多的地区，杆塔较多受到雷击，应安装性能良好的脱挂式氧化锌线路避雷器，安装间隔不宜超过400m。

（7）多雷区及易击点或在山顶高位的杆塔，可在杆塔顶部装设避雷针或安装线路过电压保护器。线路过电压保护器，仅防护雷电过电压，在运行中不承受运行电压，使用寿命较长，需维护也较少。

（8）多采用外间隙避雷器。传统的无间隙避雷器长时间的承受工频电压和工频续流，容易老化，雷击较易发生损毁。外间隙避雷器主要是采用氧化锌避雷器与外间隙组合方式。日常运行时，串联起外间隙可以起到有效的隔离作用，避雷器不用承受工频电压。雷击损毁阀片后也不会导致线路接地。

5 线路避雷器的应用效果

江门台山供电局2013年对10kV那扶线和10kV那扶Ⅱ线进行了防雷改造工作，装设了18组的线路避雷器和5组线路过压保护保护器，对13个接地电阻较高的接地装置进行了改造。通过接近一年来运行，特别是在雷电数较多的一年里经受了雷击考验，雷击引发的故障明显减少，取得了良好的效果。这两条线路的雷击故障情况如下表：

序号 线路 线路长度（kM）雷击故障数2012年 2013年 2014年1 10kV那扶线 72.59 9 4 3 2 10kV那扶Ⅱ线 47.18 11 8 4雷电数 31540 25140 45715

6 结束语

随着技术与设备的不断更新与改进，未来配电网的防雷能力必定会随之不断提升，我们要不断学习，实践，总结，配电网的供电可靠性才能满足电力需求的发展。

[1]邵学俭，周浩.10kV架空绝缘导线防雷击技术研究[J].浙江电力，2006（04）：22-25.

[2]李谦，姚森敬，欧阳旭东.广东电网公司金属氧化物避雷器技术规范S.00.00.05/Q100-0002-0909-6482，广东电网公司，2009（11）.

[3]周华敏，雷炳晖.广东电网公司线路避雷器技术规范S.00.00.05/Q101-0004-0909-6294，广东电网公司，2009（11）.