一種瓷橫擔(dān)型串聯(lián)間隙避雷器的設(shè)計

溫灼文 王錦生 蘇海城

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

避雷器是電網(wǎng)運行過程中必不可少的系統(tǒng)過電壓保護裝置，特別是在廣東沿海等易受雷擊的地區(qū)，選擇合適的避雷器保護線路設(shè)備免受雷擊過電壓的沖擊顯得尤為重要。在廣東電網(wǎng)公司推行防雷標(biāo)準(zhǔn)的趨勢下，架空線路防雷裝備的選用逐步規(guī)范化，主要的防雷裝備是具有使用壽命長、無需維護、不用設(shè)置專用地網(wǎng)安裝等特點的固定外串聯(lián)間隙氧化物避雷器。但在實際運行過程中我們發(fā)現(xiàn)該避雷器存在以下不足：外串聯(lián)間隙由復(fù)合外套絕緣子支撐，因外串聯(lián)間隙在正常運行時承受10 kV電壓，在雷電流作用下承受雷電壓，在強雷電壓作用下存在發(fā)生雷擊擊穿的隱患，未能做到真正的免維護；且在安裝使用過程中因安裝工藝問題，外串聯(lián)間隙與10 kV線路之間的引線與其他帶電部位可能存在帶電距離不足引起相間短路的問題。因此需要重新對外串聯(lián)間隙的支撐絕緣子進行重新設(shè)計，消除絕緣子擊穿隱患，做到真正的免維護。

1 外串聯(lián)間隙避雷器原理及運行分析

1.1 固定外串聯(lián)間隙避雷器原理

固定外串聯(lián)間隙避雷器由避雷器本體和固定外串聯(lián)間隙組成，外串聯(lián)間隙一端接10 kV線路，一端接避雷器高壓端。該避雷器主要工作原理是當(dāng)導(dǎo)線上的雷電過電壓幅值超過串聯(lián)間隙放電電壓后，間隙擊穿，避雷器本體進入低阻抗導(dǎo)通狀態(tài)，起到限制避雷器殘壓的作用，雷電沖擊過后，系統(tǒng)工作電壓加在避雷器本體上，本體瞬間恢復(fù)到高阻抗阻斷狀態(tài)，工頻續(xù)流被抑制在很小的范圍內(nèi)無法建弧，串聯(lián)間隙絕緣性能迅速恢復(fù)，避雷器和線路恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 固定外串聯(lián)間隙避雷器工作原理圖

1.2 固定外串聯(lián)間隙避雷器運行隱患分析

外串聯(lián)間隙由復(fù)合外套絕緣子支撐，因外串聯(lián)間隙在正常運行時承受10 kV電壓，在雷電流作用下承受雷電壓，在強雷電壓作用下存在發(fā)生雷擊擊穿的隱患，未真正實現(xiàn)避雷器損壞免維護；因外串聯(lián)間隙與10 kV導(dǎo)線連接，當(dāng)絕緣子擊穿后會造成線路接地，且固定外串聯(lián)間隙避雷器安裝位置與導(dǎo)線同一高度，絕緣子擊穿不一定發(fā)生明顯的裂紋，運維人員故障巡視時較難發(fā)現(xiàn)故障點，不利于快速排查故障，快速復(fù)電（圖2）。

因施工安裝工藝問題，外串聯(lián)間隙與10 kV線路之間的引線與其他帶電部位或角鐵橫擔(dān)可能存在帶電距離不足引起相間短路的問題，固定外串聯(lián)間隙避雷器安裝示意圖如圖3所示。

圖2 固定外串聯(lián)間隙避雷器結(jié)構(gòu)圖

圖3 固定外串聯(lián)間隙避雷器安裝示意圖

2 一種瓷橫擔(dān)型串聯(lián)間隙避雷器的設(shè)計

本瓷橫擔(dān)型串聯(lián)間隙避雷器設(shè)計理念主要是在保持外串聯(lián)間隙避雷器優(yōu)秀防雷性能的基礎(chǔ)上，利用配網(wǎng)架空線路常用瓷橫擔(dān)絕緣子，通過對支撐絕緣子的改進，進一步優(yōu)化間隙避雷器的結(jié)構(gòu)，解決原間隙避雷器的運行安全隱患。

本設(shè)備主要由8部分組成，如圖4所示。

圖4 瓷橫擔(dān)型串聯(lián)間隙避雷器結(jié)構(gòu)圖

其中包括：（1）被保護的10 kV架空導(dǎo)線本體。（2）抱箍支架，用鍍鋅鋼鐵制成，兩側(cè)有開孔，用單頭螺栓固定在瓷橫擔(dān)上，用于支撐放電間隙與避雷器本體。（3）加強型瓷橫擔(dān)SQ-210，是10 kV架空線路常用的絕緣子，具有強度高、性能穩(wěn)定等特點，在本設(shè)備中除用于支撐導(dǎo)線外，還用于支撐放電間隙、避雷器本體。（4）引線線夾，用于連接導(dǎo)線與引流線。（5）引流線，連接導(dǎo)線與放電間隙，其作用是將導(dǎo)線上的雷電流引到放電間隙上。（6）放電間隙，用于對避雷器放電。（7）避雷器本體，頂端采用圓弧金屬面設(shè)計，增加雷電流作用面積，本體采用氧化鋅避雷器，具有優(yōu)秀的伏安特性。（8）接地引線，用于連接避雷器與接地體。在沒用地網(wǎng)的山地，可以將接地引線連接在角鐵橫擔(dān)，利用電桿或鋼塔對地放電。

將原外串聯(lián)間隙避雷器的支持絕緣子改進為成熟的、絕緣性能穩(wěn)定優(yōu)秀的瓷橫擔(dān)，避免了支撐絕緣子被擊穿的安全隱患。空氣間隙固定，免除施工工藝影響；改進后引流引線較短且位于瓷橫擔(dān)的頂端，帶電部位與其他角鐵橫擔(dān)距離充足，避免了因施工工藝問題導(dǎo)致帶電引線與其他部位安全距離不足的問題。氧化鋅與帶電部位非直接接觸，氧化鋅金屬特性失效也會不影響線路運行，真正實現(xiàn)避雷器損壞免維護。

3 結(jié)語

利用成熟的加強型瓷橫擔(dān)作為間隙避雷器的支撐絕緣子，通過瓷橫擔(dān)將帶電部位與避雷器本體有效隔離，既保障了放電間隙與避雷器之間的空氣間隙固定，又能保持原間隙避雷器的優(yōu)秀保護性能，一方面帶電部位與避雷器的隔離真正實現(xiàn)了避雷器擊穿免維護，另一方面杜絕了施工工藝導(dǎo)致帶電部位與其他設(shè)備安全距離不足的隱患，進一步增強了間隙避雷器的實用性與安裝便利性。