林清

摘 要：與輸電線路相比較，配電線路的電壓低，所以，配電網(wǎng)一般會使用安裝避雷器或加強絕緣的方法進行防雷，而并非是用耦合地線、架設避雷線的方式。其采用的這兩種方法都有著局限性，如果配電網(wǎng)架空線路受到雷擊，就可能會導致短線、絕緣子損壞而使裸導線落在橫擔上，從而引起事故的發(fā)生。本篇論文對配電網(wǎng)架空線路的并聯(lián)可調間隙保護裝置作了研究。

關鍵詞：配電網(wǎng)；架空線路；并聯(lián)；可調間隙；保護裝置

目前的配電網(wǎng)架空線路，絕緣水平較低，不僅受到雷擊時會發(fā)生事故，感應雷的過電壓也會發(fā)生雷害事故，安裝避雷器或加強絕緣的方法并不能起到有效的保護作用。而并聯(lián)可調間隙保護裝置是一種簡單、實用的輸電線路防雷技術。

1 可調間隙保護裝置對線路的影響

沒有安裝可調間隙保護裝置的配電架空線路，在桿塔受到雷擊時，如果其承受的過電壓值超過了絕緣子50%沖擊擊穿電壓，就會發(fā)生閃絡現(xiàn)象。相對，安裝了可調間隙保護裝置的配電架空線路，在發(fā)生同樣的情況時，只要過電壓值小于保護間隙的一半，就不會發(fā)生閃絡現(xiàn)象。

安裝了可調間隙保護裝置后，由于部分爬距被短接了，使建弧率提升、線路擊穿電壓下降，因此跳閘率得到了提高，線路耐雷水平下降，但是仍在可以接受的范圍之內。通過增添絕緣子的片數(shù)等方法，提高絕緣子串的絕緣水平，既可以減小裝置對跳閘率和線路防雷水平的影響，又可以保證裝置保護的效果。

2 可調間隙保護裝置的構成

絕緣子串、導線側電極和接地側電極構成了并聯(lián)可調間隙保護系統(tǒng)。其具體的組成是：在絕緣子串的兩端連接上導線側電極和接地側電極，在導線側電極和接地側電極之間構成以空氣為絕緣介質并與絕緣子串并聯(lián)的保護間隙，并使保護間隙的長度小于絕緣子串的串長，在配電網(wǎng)架空線路在受到雷擊時，并聯(lián)間隙中會形成放電通道。

裝置是由可調固定支架、接地球形電極、導線球形電極和固定金具構成的。導線固定住上下固定金具并連接導線球形電極，導線與固定線夾連接了接線球形電極，通過可調固定支架，接地球形電極支撐于線路橫擔上，并保持接地?？梢酝ㄟ^調整螺絲調整間隙的大小，從而使放電電壓保持低于雷擊擊穿電壓的狀態(tài)。

3 可調間隙保護裝置的原理

在絕緣子串旁邊講一對金屬電極并聯(lián)，構成保護間隙，依據(jù)絕緣子50%雷擊擊穿電壓的實驗值，通過調整螺絲調整間隙的大小，使該裝置的間隙放電電壓保持低于絕緣子串的放電電壓，根據(jù)實際情況，對上下間隙的大小進行調整，從而有效地保護了絕緣子串和輸電線路。

4 可調間隙保護裝置的實驗

4.1 伏秒特性實驗

因為間隙擊穿存在延時現(xiàn)象，而雷電沖擊電壓持續(xù)的時間比較短，所以只靠沖擊擊穿電壓來表現(xiàn)擊穿電壓的特征是不夠的。

實驗步驟：保持沖擊電壓的波形不變、放電間隙的距離不變，逐漸提升電壓，使空氣間隙發(fā)生擊穿現(xiàn)象。在實驗過程中，記錄下?lián)舸r間、擊穿電壓峰值與電壓的波形。下面列出的是以P15型絕緣子為對象的伏秒特性實驗的數(shù)據(jù)。

安裝可調間隙保護裝置的絕緣子：

放電路徑：間歇性放電；擊穿電壓峰值（kV）：122.1、129.2、141.2、179.9、201.1、226.7；對應擊穿時間（s）：8.90、4.60、2.93、1.76、1.32、1.13s。

未安裝可調間隙保護裝置的絕緣子：

放電路徑：沿絕緣子表面而閃絡；擊穿電壓峰值（kV）：122.5、129.7、136.9、179.9、198.8、227.1；對應擊穿時間（s）：11.20、7.40、3.75、2.07、1.53、1.35。

由以上的數(shù)據(jù)可以看出，安裝可調間隙保護裝置后，線路有50%電壓下降了大約10%，放電路徑在球形電極之內，絕緣子與可調間隙保護裝置構成了很好的配合，擁有良好的引雷效果，有效地避免了絕緣子的炸裂、損壞，從而降低了由于雷擊事故造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

4.2 放電實驗

現(xiàn)實發(fā)生的雷擊事故中，有80%以上的負極性雷電，所以，在這個實驗之中，采用的是負極性雷電波。

本次試驗采用的是內插法，在每一個電壓等級下對絕緣子重復做十二次的沖擊電壓實驗，從而得到絕緣子的50%雷電放電電壓。在進行實驗的過程中，保持雷電的沖擊電壓不變，只調整間隙的大小，利用內插法找出雷電沖擊電壓峰值的大小是該裝置放電概率是50%的間隙寬度。

實驗數(shù)據(jù)如下：

對象：未安裝可調間隙保護裝置；放電路徑：絕緣子表面；沖擊電壓發(fā)生每級電壓（kV.級）：14.0、15.0、16.0、17.0、18.0、18.5、19.0、20.0、21.0；沖擊電壓峰值：106.4、114.3、122.6、129.2、136.9、141.7、145.7、152.2、160.3；絕緣子閃絡概率（%）：0.0、0.0、8.3、8.3、25.0、33.3、41.6、75.0、100.0。

通過對實驗的數(shù)據(jù)進行分析，可以得出P15型絕緣子的50%雷電沖擊電壓為15.2乘以50%-41.6%加上145.4乘以75%-50%的和，再除以75%-41.6%，等于147.1kV。由87.5乘以50%-33.3%加上85乘以83.3%-50%的和，再除以83.3%-33.3%，可以得出間隙距離為85.8mm。

將間隙距離調整為85.8mm后，通過對其施加不同的電壓，可以發(fā)現(xiàn)，安裝了可調間隙保護裝置之后，電弧放電的路徑在保護了球形電極之后，會自動的熄滅。由此，可以明確安裝可調間隙保護裝置可以引導雷電流入地面，從而起到保護配電線路的作用。

5 結語

綜上所述，本文對可調間隙保護裝置對配電網(wǎng)架空線路的影響、構成及工作原理進行分析，并通過伏秒特性實驗和放電實驗，得出了如下結果：安裝可調間隙保護裝置能夠保護配電網(wǎng)的架空線路，減少裝置對線路的跳閘率和耐雷水平的影響，也可以降低雷擊斷線事故發(fā)生的概率，從而可以減少因此類事故帶來的人員傷亡和經(jīng)濟損失。希望本文能對深受雷擊斷線事故困擾的地方和人員有所幫助。

參考文獻：

[1]劉源，彭利強，王偉平，李景祿.配電網(wǎng)架空線路并聯(lián)可調間隙保護裝置研究[J].高壓電器，2011（04）：47-51.

[2]滿超楠，楊帥崢，周琳，李既明，鄭暉，于丹紅.基于保護間隙的配電網(wǎng)差異性綜合防雷保護[J].電瓷避雷器，2013（01）：64-67+73.