洪雪燕 / 福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

10kV架空線路避雷器的使用

洪雪燕 / 福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

分析了10kV線路的防雷特點(diǎn)，介紹了線路型氧化鋅避雷器保護(hù)原理、放電電壓的確定及10kV架空線路避雷器的選擇和使用。

10kV線路；氧化鋅避雷器

0.10kV架空線的防雷特點(diǎn)

在我國，10kV電網(wǎng)多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地，發(fā)生單相接地時(shí)，由于對三相用戶來說，線電壓的大小、相位不變，所以可以繼續(xù)供電2小時(shí)，絕大多數(shù)的單相接地都不會建立起穩(wěn)定電弧而引起線路跳閘。因此，10kV線路在防雷方面，主要是防止相間短路。

10kV架空線路在防雷方面，不架設(shè)避雷線，因?yàn)?0kV線路絕緣水平低，架設(shè)避雷線容易反擊，作用不大。10kV線路在架設(shè)時(shí)，常采用三角形排列，頂相絕緣較弱，下面兩邊相絕緣較強(qiáng)，例如頂相采用P-10型針式絕緣子，而兩邊相采用懸式X-4.5型絕緣子或采用瓷橫擔(dān)DC-230/250，這樣頂相相當(dāng)于避雷線，遭雷擊時(shí)，頂相接地，對兩邊相起耦合作用，降低了兩邊相導(dǎo)線的對地過電壓，防止兩邊相接地，形成相間短路。

配網(wǎng)的雷害80％是感應(yīng)雷，所以感應(yīng)雷是配網(wǎng)雷電過電壓的主要防護(hù)目標(biāo)。遭受感應(yīng)雷概率高的線路有：不處于山頂?shù)臈U塔、無大跨越的桿塔、周邊有較高建筑物或樹木的桿塔、有高電壓等級線路上方穿越或旁邊通過的桿塔等。對于個(gè)別處于山頂?shù)臈U塔、大跨越的桿塔、處于空曠地帶的桿塔，遭受直擊雷概率較高。

10kV電網(wǎng)的防雷，主要是在變電站出線側(cè)裝避雷器，變壓器的高低壓出線側(cè)裝避雷器，線路中間缺少避雷器保護(hù)而易遭雷擊，即使這些安裝的避雷器動作，也很難限制線路中間的過電壓而導(dǎo)致線路絕緣子閃絡(luò)，因此，10kV線路在個(gè)別絕緣薄弱的桿塔上裝設(shè)線路型氧化鋅避雷器或保護(hù)間隙是很有必要的，下面，就線路型氧化鋅避雷器在線路上的使用進(jìn)行闡述。

1.氧化鋅避雷器的保護(hù)原理

氧化鋅避雷器有串聯(lián)外間隙和無間隙兩種，無串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器在長期運(yùn)行中閥片受工作電壓的作用，會逐漸老化，如密封不嚴(yán)會使閥片受潮，加劇閥片的劣化。泄漏電流的阻性分量會使閥片溫度升高，產(chǎn)生有功損耗，導(dǎo)致熱崩潰，所以在線路上使用的氧化鋅避雷器大多是采用串聯(lián)間隙的。

帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器與線路絕緣子并聯(lián)，線路正常工作時(shí)，氧化鋅避雷器通過串聯(lián)間隙與線路電壓隔離，氧化鋅避雷器的存在對線路運(yùn)行不影響。當(dāng)雷擊桿塔或線路出現(xiàn)雷電波（線路遭雷直擊或線路出現(xiàn)感應(yīng)雷），這時(shí)線路絕緣子壓降增大，當(dāng)絕緣子壓降超過避雷器的u50％，則絕緣子間隙擊穿，雷電波經(jīng)過間隙閃絡(luò)通道和避雷器閥片接地，把絕緣子上的過電壓控制下來，防止絕緣子閃絡(luò)。避雷器動作后，氧化鋅避雷器的殘壓限制在低于絕緣子的閃絡(luò)電壓，而且避雷器閃絡(luò)后，在雷電波下降到低于避雷器動作電壓后，避雷器能迅速恢復(fù)絕緣，防止繼電器動作跳閘，造成供電中斷。

2.氧化鋅避雷器串聯(lián)間隙u50％的確定

氧化鋅避雷器的串聯(lián)間隙，起到隔離線路電壓和閥片的作用，線路正常工作時(shí)，線路工作電壓由間隙承受，閥片處于“休息”狀態(tài)，串聯(lián)間隙u50％的確定，應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：

（1）雷電過電壓下，間隙應(yīng)可靠擊穿，把雷電過電壓控制下來，保證間隙的u50％與絕緣子閃絡(luò)電壓的可靠配合。

（2）串聯(lián)間隙應(yīng)能承受暫時(shí)過電壓和操作過電壓，為此，串聯(lián)間隙應(yīng)足夠大，以保證避雷器在暫時(shí)過電壓和操作過電壓下不動作，氧化鋅避雷器故障時(shí)，間隙要可靠隔離。

（3）雷擊使間隙放電后，在工頻電壓作用下，間隙應(yīng)能保證在1～2個(gè)周波內(nèi)恢復(fù)絕緣，以防止保護(hù)動作跳閘，使供電中斷。

（4）線路型氧化鋅避雷器整體的u50％是由間隙的u50％和氧化鋅避雷器本體的U1mA共同決定。

3.10kV架空線路加裝避雷器的基本原則

（1）對于雷擊跳閘率高的10kV裸導(dǎo)線直線桿的防雷，可選用以架空導(dǎo)線為高壓電極的外串聯(lián)間隙避雷器（如圖1，YH5CX1-17/50型等）。或選用帶高壓金具電極的外串聯(lián)間隙避雷器（如圖2，YH5CX6-13/40K型等）。

圖1　YH5CX1-17/50避雷器安裝示意圖

圖2　YH5CX6-13/40K避雷器安裝圖

（2）對于雷擊跳閘率較高，易發(fā)生雷擊斷線的10kV絕緣導(dǎo)線直線桿的防雷，宜選用穿刺電極式外串聯(lián)間隙避雷器（YH5CX2-13/40型等）。

（3）10kV裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線耐張桿的防雷，宜裝設(shè)帶支撐件（棒形復(fù)合絕緣子）外串聯(lián)間隙避雷器（YH5CX7-13/40型等）。

（4）對于安裝外串聯(lián)間隙避雷器確有困難的個(gè)別位置，必要時(shí)，也可安裝YH5WS-17/50型無間隙氧化物避雷器。但宜配帶脫離器，以便在避雷器損壞時(shí)與系統(tǒng)自動脫離，以免影響電網(wǎng)正常運(yùn)行。

（5）外串聯(lián)間隙避雷器應(yīng)安裝在線路主要潮流方式下絕緣子的負(fù)荷側(cè)。為達(dá)到較好防雷效果，應(yīng)每基電桿而且整基電桿每回線路的每一相都要裝。

（6）對于既有線路，除配電設(shè)備（變壓器、電纜頭、線路開關(guān)）前后兩基電桿使用外串聯(lián)間隙避雷器應(yīng)另設(shè)人工接地體(接地電阻一般不大于30歐)外，其余電桿可不設(shè)置人工接地裝置；對于新建線路，宜在每基電桿處設(shè)置接地，在鋼筋混凝土電桿內(nèi)部設(shè)置接地引下線，設(shè)置集中接地極，并在電桿水泥表面橫擔(dān)位置預(yù)留電氣連接端子。

4.總結(jié)

10kV架空線路的防雷保護(hù)方法有多種，如：提高線路絕緣子絕緣水平，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，線路采用三角形排列，自動重合閘等等，個(gè)別絕緣薄弱桿塔裝避雷器是很有效的防雷措施。桿塔上裝避雷器時(shí)，對避雷器型式的選擇很重要，本文對桿塔避雷器的工作原理、避雷器放電電壓的確定，以及桿塔避雷器的選擇進(jìn)行了具體的闡述。

[1]DL/T815-2002交流輸電線路用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器[S]，2002.

[2]解廣潤主編，電力系統(tǒng)過電壓M，水利電力出版社，1985.

[3]浙江大學(xué)趙智大主編高電壓技術(shù)，中國電力出版社.

[4]JB/T10497-2005交流輸電線路用復(fù)合外套有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器[S].2002.

[5]張紅主編高電壓技術(shù)，中國電力出版社.