試述10KV線路避雷器的發展趨勢

劉湘衡 王文聰 楊愛華

摘要：10KV線路是基層電網重要線路，雷電嚴重危害電網的安全。本文闡述10KV線路避雷器的發展路徑，通過分析線路避雷器三個重要的發展階段，結合國家建設智能電網，構建堅強電網的要求，探討10KV線路避雷器簡單型、智能型、精品型的發展趨勢。

關鍵詞：10KV線路避雷器；發展路徑；簡單型；智能型

10KV線路是基層電網重要線路，尤其是農村電網的骨干輸電線路。隨著配電線路逐步絕緣化，絕緣導線在解決了裸導線的安全問題的同時，其自身容易遭受雷擊，發生斷線事故、跳閘。安裝線路型避雷器，有效提高線路耐雷性能，避免雷電過電壓自進線段侵入變電站，從而保護輸變電設備。

一、10KV線路避雷器的發展路徑

1、氣體放電型避雷器時代

純空氣間隙是最原始的一種避雷器，早期的10kV線路避雷器是羊角形間隙。保護間隙由一對電極和電極之間的空氣間隙組成，10kV線路常采用角型間隙，主間隙值25mm，輔助間隙值10mm，外觀類似羊角，所以被稱作“羊角間隙”。間隙距離決定避雷器的擊穿電壓，擊穿電壓稍高于線路的工作電壓?？諝忾g隙閑時呈現開路狀態，過電壓來時擊穿空氣間隙，過電流通過空氣間隙到接地電極入地，泄放電流。

氣體放電型避雷器優點：結構簡單；缺點：放電時延較長（μs級），沖擊擊穿電壓高，殘壓波形陡峭（dV/dt較大），維護成本高。

2、碳化硅避雷器時代

20世紀50年代，碳化硅避雷器開始出現。碳化硅避雷器，采用火花間隙和碳化硅閥片疊裝于瓷套內?；鸹ㄩg隙平時將閥片電阻和工作母線隔離，以免由工作電壓在閥片電阻中產生的電流使閥片電阻燒壞。工作時火花間隙將被擊穿并引導雷電流通過閥片電阻泄入大地，在過電壓時放電和切斷電源供給的續流。碳化硅避雷器按結構分為普通閥式和磁吹閥式兩種。

碳化硅避雷器只有雷電幅值即最大幅值限壓保護功能，無雷電陡波保護功能，無連續雷電沖擊保護能力，動作特性穩定性差，動作負載重。

3、氧化鋅避雷器時代

1968年日本松下公司研制氧化鋅避雷器。經過不斷發展，氧化鋅避雷器逐漸取代了碳化硅避雷器，成為時下最好的避雷裝置，防雷設備步入了氧化鋅避雷器時代。

氧化鋅避雷器通常稱作金屬氧化物避雷器（MOA）。金屬氧化物避雷器的閥片材料以ZnO為基體，添加少量的Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非線性電阻體，氧化鋅閥片又叫壓敏電阻。氧化鋅避雷器用氧化鋅良好的非線性伏安特性起到泄流和開斷的作用，線路系統正常運行時，氧化鋅閥片呈現高阻狀態，類似于絕緣體，流過避雷器僅為微安或毫安級電流，避雷器相當于休息狀態，當金屬氧化鋅避雷器上的電壓超過壓敏電壓的電壓時，閥片“導通”將大電流通過閥片接地泄放過電壓的能量，動作后無續流，從而保護線路，高于壓敏電壓的電壓撤銷后，避雷器又恢復了高阻狀態。

氧化鋅避雷器的優點：結構簡單，通流能力大，保護性能優越，良好的機械性能，密封性好，耐污穢性能好。

二、10KV線路避雷器發展趨勢

國家在電網這一塊，大力發展智能電網，提高電網運行質量，實現“零停電”，構建堅強的電網。10KV線路逐步絕緣化后，安裝防雷設施是電網建設的重要工作。對于生產避雷器企業來說，市場需要安裝便捷、質量精良的線路避雷器，甚至是智能化的線路避雷器。

1、簡單型

理論上要消除10kV架空絕緣導線線路的雷擊跳閘和雷擊斷線，應該采取每基桿塔均安裝避雷器，因此安裝避雷器工作量大。安裝施工方便的防雷設施自然受到用戶的青睞，而對于新裝線路來說更是如此。防雷絕緣子應運而生，既用于架空線路的絕緣支撐，又可以防止架空絕緣導線雷擊斷線。

目前，市面上防雷絕緣子采用的多是內置間隙，由于間隙在防雷設施內部，內部間隙氣體遇到環境惡化，氣體膨脹容易爆炸，把復合外套炸開。南京紫峰電力設備有限公司生產的外置間隙的防雷絕緣子，有效地解決了內置間隙防雷絕緣子的缺陷，延長了產品的使用壽命。

2、智能型

國家大力發展智能電網，提高電網運行質量，實現“零停電”，構建堅強的電網。智能電網主要是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化，即“堅強的智能電網（Strong Smart Grid）”。

據不完全統計，縣域配電網雷擊跳閘次數占故障跳閘比率16%左右。雷害成為危害電網安全的巨大隱患。對于重要負荷的線路，安裝避雷器，最大限度降低雷擊斷線、跳閘率。配電自動化，線路避雷器的自動化無疑是其中的重要成員。線路避雷器的自動化可以為電網勾勒出線路雷擊的區域輕重的分布，更加有針對性地防護、消除雷擊對線路的危害。

南京紫峰電力設備有限公司運用先進的傳感技術、物聯網技術等，采用先進的設備和工藝，生產出遠程故障信息上傳的10KV線路避雷器，讓智能避雷器防雷進入大數據、云計算，標志著防雷設備進入自動化時代，成為避雷器發展劃時代的里程碑。

3、精品型

目前，電網采用的是次低價中標的方法，選擇供應商。國網抽檢發現，受價格影響，有些不良設備廠家降低設計標準，偷工減料，導致設備質量低下，影響配電網的安全運行。質量低下防雷設備進入線路上，線路斷線事故、跳閘概率大幅提高，一旦事故發生，有時多個施工隊同時巡查線路，花很長時間才找到事故源頭，大大增加了運維成本，影響地方社會生產、生活。

國家電網基層單位和國網有關部門都注意到質量低下產品的危害性，國家電網公司相關部門表示今后完善招標采購綜合評估機制，從源頭上加大技術的比權重，加強入網設備抽檢技術把關，加大對不良供應商的處罰。這對于廠家來講是機遇，廠家運用工匠精神，生產防雷精品、新品意味著有更好更廣的市場，生產企業少些浮躁，專心生產精品，為配網提供優良防雷設備，實現企業的可持續發展。

三、結束語

綜上所述，氧化鋅避雷器成為時下10KV線路避雷器最好的避雷裝置，設備廠家適應、跟上智能電網發展的步伐，開發、生產智能型避雷器、精品型避雷器，可以為配電網安全運行提供有力的支撐，也驅動企業實現可持續發展。

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