10kV可带电装拆避雷器护套的研发与应用

梁文波 郭晓鹏

(广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519000)

1 前言

目前，造成10 kV配网造故障停电，较为常见的是小动物及自然灾害等异物搭接导致的。

近年来，莲洲地区由于小动物触碰台架避雷器裸露部位，造成故障跳闸问题时有发生，现统计2016年至2018年因小动物造成故障跳闸次数：2016年8次，2017年6次，2018年5次。根据近三年的故障月份分布情况，得出莲洲地区下半年因小动物造成故障比较多,根据地理环境及季节特性，需要重点关注小动物工作。针对上述小动物引起的故障次数,为做好防小动物工作，对不同小动物进行分类，引起故障的小动物种类占比为鸟类27%,老鼠47%。

水产养殖户为提高经济效益，逐步转向高密度优质养殖，对增氧设备的依赖程度不断加深。由于斗门地区水产养殖户众多且因自身地理条件小动物众多，供电所辖区内小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障情况时有发生，且若需新装或更换避雷器护套也将增加停电时间，若长时间停电，鱼塘增氧机无法运作，会造成鱼塘内鱼虾大面积死亡。近年来，斗门局由于故障停电收到的水产养殖用户投诉工单，严重影响了供电企业的客户满意度和社会形象，降低水产养殖户用电风险的必要性正逐步显现。

实际案例：2017年7月13日，莲洲所接报10kV某线路过流跳闸，重合成功。运维人员立即对该线路进行故障巡视，发现10kV某线路某配变高压侧跌落式熔断器两相引下线短路烧断故障，造成某配变低压水产用户停电。因该配变高压侧避雷器在户外,避雷器相间距离只有30cm多，且避雷器没有装设绝缘护套，容易遭到小动物，树木，飘浮物件触碰到两相，引起相间短路，造成设备故障。该配变下方发现有两只小鸟尸体,并有电弧烧伤特征，推断由于两只鸟分别站在避雷器接线柱上的两相，随后两只鸟在触碰过程中导致两相相间短路,并造成该配变高压侧引下线烧断,跌落式熔断器烧毁，配变变压器烧毁。另外，由于线路长期裸露在室外环境中，容易受到大风及暴雨等恶劣天气的影响。大风和大雨可能会造成断杆和倒杆，并且降低电气设备的绝缘，最终导致线路短路事故，造成重大经济损失。

2 研制与分析

2.1 问题关键点

针对以上因素，避雷器护套可有效杜绝小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障，主要问题有:1)传统避雷器护套的安装需要配合台变或线路进行停电，加上安装护套过程较为繁琐，工作效率低且存在安全隐患。2)安装传统避雷器护套,遮挡巡视人员巡视视野，进行故障巡视时，不易于查找故障点，造成供电所辖区内安装避雷器护套工程进度缓慢。综上所述，小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障问题一直未得到解决。

2.2 研究思路

针对以上存在的问题，决定研究一种10kV新型避雷器护套，实现不停电拆装避雷器护套,同时实现在巡视工作时有利于发现故障点，同时在新装或更换避雷器护套时也能实现不停电作业,提高供电可靠性。具体措施如下。

(1)体积小 针对巡视人员反应的安装护套造成视野的遮蔽，在保障绝缘效的基础上，新型避雷器护套相比于传统避雷器护套体积减少约30%，减少造成避雷器本体视野的遮蔽，巡视时有利于发现故障点。

(2)技术原理 在原有10kV避雷器护套上加工成可采用改装绝缘操作棒操作的结构，同时在避雷器护套的开口部分设计成容易套入避雷器的结构，并且其柔韧度适用于各种环境下的避雷器，包括考虑引下线与避雷器角度大于90°的情况，使其在便于操作的同时，也确保了其安装的牢固性，这样可以实现带电装拆避雷器护套，提高供电可靠性和工作效率。

2.3 配方设计

避雷器安全护罩采用耐高压硅橡胶绝缘材料制成，利用特制绝缘防护杆，适用于各种配电避雷器的安全防护，防止小动物，自然灾害等异物搭接导致10 kV配网造故障停电危害，能有效的防止各类裸露接头由于种种原因(湿闪、污闪、盐雾化学气体腐蚀、人为接触、小动物或杂物搭线、偷电等)引起的相间短路或接地所造成的停电，损坏电力设备及触电等事故发生，从而确保了电力设备安全运行。避雷器安全护罩采用抗老化性强的高分子材料和硅橡胶制成，产品具有韧性好，疏水性强，抗紫外线，适用于避雷器接线端头绝缘安全护具，能有效地防止裸露在外的接线端头，以及各种原因造成损坏电力设施和触电伤亡事故的发生。

硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成，苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作，硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。此外，硅橡胶还具有憎水性及憎水性迁移性能。

2.4 主要的生产流程

硅橡胶合金共混→交联成型→修边→检测→包装→产品。产品图见图1。

图1 产品图

2.5 避雷器

避雷器是用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，也常限制续流赋值的一种电器。避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器。避雷器用于保护交流输变电设备的绝缘，免受雷电过电压和操作过电压损害。适用于变压器、输电线路、配电屏、开关柜、电力计量箱、真空开关、并联补偿电容器、旋转电机及半导体器件等过电压保护(见产品图2)。

图2 避雷器

2.6 绝缘杆

绝缘杆是一种专用于电力系统内的绝缘工具组成的统一称呼，可以被用于带电作业，带电检修以及带电维护作业器具；一般采用玻璃钢环氧树脂杆手工卷制成型杆和机械拉挤成型杆2种，手工卷制杆的优点是张性大，但是纵向强度相对机制拉挤成型杆小；验电器机制拉挤成型杆的优点是强度大，但是横向张性相对手工卷制杆要小些(见产品图3)。

图3 绝缘杆

2.7 技术关键点和创新点

新型避雷器护套加工成能使用改装绝缘操作棒进行固定,同时实现方便快捷更换的功能，其技术关键点在于：(1)新型避雷器护套上有俩个可供操作棒固定的孔，可供改装绝缘操作棒插入并固定。(2)在开口部分采用V字型的结构，使其在采用操作杆进行安装时能够快速贴合，固定到避雷器上，并达到安装牢固的效果。

该避雷器护套通过采用加工后的绝缘操作杆进行操作，可实现不停电更换避雷器护套，既提高了工作效率，又提高了供电可靠性，同时在故障巡视时还可以实现不停电对避雷器进行故障排查，可广泛应用于各供电所及班组中。

3 结论与效果

3.1 应用效果

为检测安装新型避雷器护套是否可以有效杜绝小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障问题，对比同期内2018年1-6月未安装发生7次，2019年1-6月安装后因小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障0次数。

通过对比同期内2018年1-6月与2019年1-6月因小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障次數，安装新型避雷器护套后可有效杜绝由于小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障问题(见图4，图5)。

图4 新型避雷器护套及安装图

图5

3.2 应用成效及前景

(1)经济性 该护套由供电所配合区局自主研发,安装一组护套仅需材料费。未安装避雷器护套时,若发生小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸，应对故障台区隔离,委托有资质的施工单位勘察现场,办理许可手续,需更换跌落式熔断器，甚至更换变压器，到开始送电,这个过程一般需要2h。若为夜间，长时间工作，施工人员容易疲惫，且夜间视线较差，安全隐患更多，抢修风险大。安装新型避雷器护套操作过程仅需2min，大大节省人工操作时间，按供电所平均台架数量需要安装避雷器护套500个，可节约时间500×2=1000h，按40元/h人工费，可节省40×1000=40000元。

(2)普遍适用性 该护套适用于广东地区户外台区及柱上开关，为保证新型避雷器护套在绝缘性等方面的性能，针对体积电阻率、击穿电压、相对介电常数、介质损耗因数等四个方面按照国家标准分别进行试验以证明其可靠绝缘性能。

(3)抗风性能测试 针对珠三角地区台风自然灾害频繁等情况，为做好抗风工作，保证电网安全运行，对避雷器护套安装后进行抗风性能试验。通过运用气枪配合风速计，从多角度风向进行试验，新型避雷器护套不脱落和变形。

4 结 语

新型避雷器护套的研制是为减少客户停电时间，特别是保障区内水产养殖户的利益，全面推进配网故障快速复电工作机制采取的一项创新型举措。本文针对小动物触碰台架避雷器裸露部位造成跳闸故障问题，自主研发新型避雷器护套，减少了故障跳闸率并实现带电更换避雷器护套，进而减少水产养殖用户与供电部门由于故障停电带来的矛盾纠纷，进一步提升用户满意度和企业的社会形象。