配电网架空线路跌落式避雷器绝缘防护屏罩的设计

陈伦陟 李勇 梁维尧

摘要：10 kV输电塔架一般城市运用较多，但城市区域杂物跌落和小动物攀爬较多，易导致短路和停电，所以设计了一款可采取带电作业方式安装的跌落式避雷器绝缘防护罩，通过两侧设置的孔洞配合现行的耐压10 kV绝缘操作杆进行作业，可不受线路停电计划限制，既方便已投运的避雷器进行整改更新，又不需要线路停电，大大节省了停电时间，对于提高供电可靠性有着极大的帮助。该设计旨在从源头解决小动物触碰设备带电部分的问题，防止线路短路、接地故障发生，从而减少线路故障次数。

关键词：带电操作;跌落式避雷器防护罩;全绝缘;防鼠

0    引言

跌落式避雷器是將配电型氧化锌避雷器改装后巧妙地安装在跌落式熔断器的跌落式机构上，达到在不断电的情况下，借助绝缘操作杆方便地对避雷器进行检测、维修与更换的目的，不但保证了线路的畅通，而且大大降低了电力维护人员的工作强度，缩短了工作时间。然而，目前实际应用中存在一定的安全隐患，避雷器顶部存在小面积外露可带电部分，当有小动物（例如老鼠、蛇等）攀爬电气设备时，可能导致避雷器短路或接地，造成10 kV电力线路跳闸。目前，10 kV架空线路在配电网中占主导地位，10 kV户外跌落式避雷器导电部分全部敞露在空气中，一旦老鼠爬上户外塔架设备，极易造成接地或相间短路故障，存在严重的鼠害隐患。例如，白坭供电所2019年全年线路故障跳闸70次，其中由于老鼠爬到杆塔户外设备上引起的线路故障跳闸31次，占比达44.3%。如果能够减少鼠害隐患，防止小动物破坏故障，10 kV线路故障率将大大降低。

传统的避雷器防护罩采用橡胶材料制成，其存在以下几点问题：当跌落式避雷器发生过流引起高温时，容易对防护罩造成损坏甚至烧损;目前橡胶防护罩外观不透明，给运行维护单位日常维护作业带来了不便;传统橡胶防护罩寿命短、易老化;传统防护罩需在停电状态下人工装于避雷器上，受停电计划限制，成本高且工作效率低。

1    跌落式避雷器防护罩结构设计

一种电力杆塔跌落式避雷器防护罩，其上表面设置有向竖直方向延伸的不闭合的外表面，该外表面形成通孔，将电线包裹在通孔内，防护罩的上表面沿横向方向设置有缝隙，通过缝隙可将防护罩的两边拨开，如图1所示。

由于杆塔上的跌落式避雷器设置有70 mm外径的电线并且向上实现电气连接，且电线上附有金属材质连接件，为保证此连接件不被小动物触碰，本绝缘防护罩上表面设置一通孔，不仅可达到防止动物触碰的目的，还可以实现将电线包裹在通孔内，达到防止本防护罩随意拖动的目的。

本防护罩通过中间的T形缝隙，可以实现防护罩从两边拨开，在作业过程当中更加方便套进跌落式避雷器，同时在两侧设置4个直槽口配合三相标志卡扣，在本防护罩两侧上部分设置相对较大的直槽口，方便现有夹具进行配合，可采用手持式夹具对本防护罩进行带电操作，或采用高压绝缘棒进行手持式作业。

2    跌落式避雷器防护罩安装方式

安装过程中通过两侧设置的孔洞配合现行的耐压10 kV绝缘操作杆进行作业，利用绝缘安装杆，可不受线路停电计划限制，既方便了已投运的避雷器进行整改更新，又不需要线路停电，大大节省了停电时间，对于提高供电可靠性有着极大的帮助。也可采取停电作业方式，施工单位只需将防护罩用手掰开，安装在避雷器上，安装方式灵活，新旧避雷器均可安装，可大范围推广应用，旨在从源头解决小动物触碰设备带电部分的问题，防止线路短路、接地故障发生，从而减少线路故障次数。三相标志卡扣通过设计成一字形配合防护罩，在不影响美观的同时方便运行维护单位进行相序识别，采用直槽口拔模卡扣设计，可紧紧扣在防护罩上，安装牢固。

若施工现场需要停电作业或进行新建杆塔作业，施工人员可在无电状态下的杆塔上安装本文所述绝缘防护罩。将7字形三相标志卡扣扣进此防护罩两侧，并检查其自身是否存在缺陷，保证三相标志卡扣和防护罩紧紧扣住并无缺陷，利用表面T字形缝隙将避雷器防护罩掰开，穿过避雷器上的70电线，随后将防护罩套进避雷器即可，如图2所示。

若施工现场为带电作业，需携带耐压10 kV以上的绝缘棒或耐压10 kV以上的其他手持夹具，将夹扣扣住该防护罩两侧配备的直槽口，将7字形三相标志卡扣扣进此防护罩两侧，并检查其自身是否存在缺陷，保证三相标志卡扣和防护罩紧紧扣住并无缺陷。穿上绝缘靴，站立在地面上，手戴绝缘手套并利用绝缘棒将防护罩送上杆塔上的跌落式避雷器，同理穿过70电线后将防护罩套在避雷器上并包裹住，完成带电操作作业。该防护罩极大程度上为施工单位带来了便捷性，提高了工作效率，同时降低了停电计划的成本。

需要补充的是，若施工现场为带电作业，需要配备带电作业的常规操作工具以及包括绝缘手套和绝缘靴在内的其他安全工具，从而多重保护现场施工人员的人身安全。

跌落式避雷器防护罩典型应用场景如图3所示。

3    跌落式避雷器防护罩带来的经济效益

户外架空线路可以在发生特殊情况引起的故障时自动响应合闸，保障供电可靠性。然而，实际应用中由于一些障碍物以及小动物触碰塔架上金属部分，仍会引起线路短路甚至爆火花等现象，从而导致整条线路全线停电。巡检人员无法在第一时间确定为几号塔架出现故障，需沿着线路进行巡检运维抢修，不仅对普通用户的生活造成了一定困扰，对于无应急电源的企业而言更是会造成直接经济损失。目前，该原因导致某供电区域电气设备损耗率不断增加，供电可靠性得不到保障，同时区域内企业因每次意外故障造成的经济损失高达56万元甚至更多（该数据根据线路区域内企业实际规模数量有所调整）。

为应对该特殊情况造成的不必要损失，建议安装可带电型绝缘防护罩，使用材料为进口透明PC材料，其抗电压能力达38.9 kV，同时达到V0防火等级（优）;而传统的防护罩为橡胶类护套，其材料寿命短、易氧化、不透明，同时易形成发热部位，对运维巡检人员造成遮挡障碍，更是无法进行带电安装。

因此，建议安装可带电型绝缘防护罩，一次安装，可持续防范企业工厂专用台架因鼠患引起的意外停电7～8年，同时无需客户塔架停电安装，通过专业施工单位在线路正常运行时进行带电作业即可，提高了当前作业环境的便捷性、可视性以及稳定性，相比之下成本也大幅度降低。综上所述，安装该可带电型绝缘防护罩每年可节约直接成本69万元，经济效益显著。

4    结语

可带电型跌落式避雷器防护罩可以在10 kV户外跌落式避雷器导电部分与杆塔构件之间增加一层绝缘保护，防止老鼠直接接触导电部分，从而减少10 kV线路故障跳闸。该透明绝缘防护罩可以采用带电作业方式安装，无需停电即可对现有的10 kV户外塔架设备进行改造，从而消除10 kV户外塔架鼠患防范不足的薄弱点。

[参考文献]

[1] 窦小晶，薛钊，叶日新，等.10 kV分布式电源并网对配电网继电保护的影响分析[J].智慧电力，2019，47（12）：117-122.

[2] 杨鑫，祝欢欢，钟淼龙，等.并联间隙在10 kV配电线路的单相安装方式[J].电网技术，2020（8）：3164-3171.

[3] 杨鑫，刘真，仇炜，等.10 kV架空绝缘导线防雷击断线用非穿刺式带间隙金属氧化物避雷器[J].电网技术，2018，42（9）：3086-3092.

收稿日期：2020-07-14

作者简介：陈伦陟（1973—），男，广东韶关人，工程师，长期从事配网规划、配网自动化、配网运维、配网工程等相关工作。