10kV可帶電裝拆避雷器護套的研發與應用

梁文波 郭曉鵬

(廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

1 前言

目前，造成10 kV配網造故障停電，較為常見的是小動物及自然災害等異物搭接導致的。

近年來，蓮洲地區由于小動物觸碰臺架避雷器裸露部位，造成故障跳閘問題時有發生，現統計2016年至2018年因小動物造成故障跳閘次數：2016年8次，2017年6次，2018年5次。根據近三年的故障月份分布情況，得出蓮洲地區下半年因小動物造成故障比較多,根據地理環境及季節特性，需要重點關注小動物工作。針對上述小動物引起的故障次數,為做好防小動物工作，對不同小動物進行分類，引起故障的小動物種類占比為鳥類27%,老鼠47%。

水產養殖戶為提高經濟效益，逐步轉向高密度優質養殖，對增氧設備的依賴程度不斷加深。由于斗門地區水產養殖戶眾多且因自身地理條件小動物眾多，供電所轄區內小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障情況時有發生，且若需新裝或更換避雷器護套也將增加停電時間，若長時間停電，魚塘增氧機無法運作，會造成魚塘內魚蝦大面積死亡。近年來，斗門局由于故障停電收到的水產養殖用戶投訴工單，嚴重影響了供電企業的客戶滿意度和社會形象，降低水產養殖戶用電風險的必要性正逐步顯現。

實際案例：2017年7月13日，蓮洲所接報10kV某線路過流跳閘，重合成功。運維人員立即對該線路進行故障巡視，發現10kV某線路某配變高壓側跌落式熔斷器兩相引下線短路燒斷故障，造成某配變低壓水產用戶停電。因該配變高壓側避雷器在戶外,避雷器相間距離只有30cm多，且避雷器沒有裝設絕緣護套，容易遭到小動物，樹木，飄浮物件觸碰到兩相，引起相間短路，造成設備故障。該配變下方發現有兩只小鳥尸體,并有電弧燒傷特征，推斷由于兩只鳥分別站在避雷器接線柱上的兩相，隨后兩只鳥在觸碰過程中導致兩相相間短路,并造成該配變高壓側引下線燒斷,跌落式熔斷器燒毀，配變變壓器燒毀。另外，由于線路長期裸露在室外環境中，容易受到大風及暴雨等惡劣天氣的影響。大風和大雨可能會造成斷桿和倒桿，并且降低電氣設備的絕緣，最終導致線路短路事故，造成重大經濟損失。

2 研制與分析

2.1 問題關鍵點

針對以上因素，避雷器護套可有效杜絕小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障，主要問題有:1)傳統避雷器護套的安裝需要配合臺變或線路進行停電，加上安裝護套過程較為繁瑣，工作效率低且存在安全隱患。2)安裝傳統避雷器護套,遮擋巡視人員巡視視野，進行故障巡視時，不易于查找故障點，造成供電所轄區內安裝避雷器護套工程進度緩慢。綜上所述，小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障問題一直未得到解決。

2.2 研究思路

針對以上存在的問題，決定研究一種10kV新型避雷器護套，實現不停電拆裝避雷器護套,同時實現在巡視工作時有利于發現故障點，同時在新裝或更換避雷器護套時也能實現不停電作業,提高供電可靠性。具體措施如下。

(1)體積小 針對巡視人員反應的安裝護套造成視野的遮蔽，在保障絕緣效的基礎上，新型避雷器護套相比于傳統避雷器護套體積減少約30%，減少造成避雷器本體視野的遮蔽，巡視時有利于發現故障點。

(2)技術原理 在原有10kV避雷器護套上加工成可采用改裝絕緣操作棒操作的結構，同時在避雷器護套的開口部分設計成容易套入避雷器的結構，并且其柔韌度適用于各種環境下的避雷器，包括考慮引下線與避雷器角度大于90°的情況，使其在便于操作的同時，也確保了其安裝的牢固性，這樣可以實現帶電裝拆避雷器護套，提高供電可靠性和工作效率。

2.3 配方設計

避雷器安全護罩采用耐高壓硅橡膠絕緣材料制成，利用特制絕緣防護桿，適用于各種配電避雷器的安全防護，防止小動物，自然災害等異物搭接導致10 kV配網造故障停電危害，能有效的防止各類裸露接頭由于種種原因(濕閃、污閃、鹽霧化學氣體腐蝕、人為接觸、小動物或雜物搭線、偷電等)引起的相間短路或接地所造成的停電，損壞電力設備及觸電等事故發生，從而確保了電力設備安全運行。避雷器安全護罩采用抗老化性強的高分子材料和硅橡膠制成，產品具有韌性好，疏水性強，抗紫外線，適用于避雷器接線端頭絕緣安全護具，能有效地防止裸露在外的接線端頭，以及各種原因造成損壞電力設施和觸電傷亡事故的發生。

硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠，普通的硅橡膠主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節組成，苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作，硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長期工作，稍高于200℃也能承受數周或更長時間仍有彈性，瞬時可耐300℃以上的高溫。此外，硅橡膠還具有憎水性及憎水性遷移性能。

2.4 主要的生產流程

硅橡膠合金共混→交聯成型→修邊→檢測→包裝→產品。產品圖見圖1。

圖1 產品圖

2.5 避雷器

避雷器是用于保護電氣設備免受雷擊時高瞬態過電壓危害，并限制續流時間，也常限制續流賦值的一種電器。避雷器有時也稱為過電壓保護器，過電壓限制器。避雷器用于保護交流輸變電設備的絕緣，免受雷電過電壓和操作過電壓損害。適用于變壓器、輸電線路、配電屏、開關柜、電力計量箱、真空開關、并聯補償電容器、旋轉電機及半導體器件等過電壓保護(見產品圖2)。

圖2 避雷器

2.6 絕緣桿

絕緣桿是一種專用于電力系統內的絕緣工具組成的統一稱呼，可以被用于帶電作業，帶電檢修以及帶電維護作業器具；一般采用玻璃鋼環氧樹脂桿手工卷制成型桿和機械拉擠成型桿2種，手工卷制桿的優點是張性大，但是縱向強度相對機制拉擠成型桿??；驗電器機制拉擠成型桿的優點是強度大，但是橫向張性相對手工卷制桿要小些(見產品圖3)。

圖3 絕緣桿

2.7 技術關鍵點和創新點

新型避雷器護套加工成能使用改裝絕緣操作棒進行固定,同時實現方便快捷更換的功能，其技術關鍵點在于：(1)新型避雷器護套上有倆個可供操作棒固定的孔，可供改裝絕緣操作棒插入并固定。(2)在開口部分采用V字型的結構，使其在采用操作桿進行安裝時能夠快速貼合，固定到避雷器上，并達到安裝牢固的效果。

該避雷器護套通過采用加工后的絕緣操作桿進行操作，可實現不停電更換避雷器護套，既提高了工作效率，又提高了供電可靠性，同時在故障巡視時還可以實現不停電對避雷器進行故障排查，可廣泛應用于各供電所及班組中。

3 結論與效果

3.1 應用效果

為檢測安裝新型避雷器護套是否可以有效杜絕小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障問題，對比同期內2018年1-6月未安裝發生7次，2019年1-6月安裝后因小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障0次數。

通過對比同期內2018年1-6月與2019年1-6月因小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障次數，安裝新型避雷器護套后可有效杜絕由于小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障問題(見圖4，圖5)。

圖4 新型避雷器護套及安裝圖

圖5

3.2 應用成效及前景

(1)經濟性 該護套由供電所配合區局自主研發,安裝一組護套僅需材料費。未安裝避雷器護套時,若發生小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘，應對故障臺區隔離,委托有資質的施工單位勘察現場,辦理許可手續,需更換跌落式熔斷器，甚至更換變壓器，到開始送電,這個過程一般需要2h。若為夜間，長時間工作，施工人員容易疲憊，且夜間視線較差，安全隱患更多，搶修風險大。安裝新型避雷器護套操作過程僅需2min，大大節省人工操作時間，按供電所平均臺架數量需要安裝避雷器護套500個，可節約時間500×2=1000h，按40元/h人工費，可節省40×1000=40000元。

(2)普遍適用性 該護套適用于廣東地區戶外臺區及柱上開關，為保證新型避雷器護套在絕緣性等方面的性能，針對體積電阻率、擊穿電壓、相對介電常數、介質損耗因數等四個方面按照國家標準分別進行試驗以證明其可靠絕緣性能。

(3)抗風性能測試 針對珠三角地區臺風自然災害頻繁等情況，為做好抗風工作，保證電網安全運行，對避雷器護套安裝后進行抗風性能試驗。通過運用氣槍配合風速計，從多角度風向進行試驗，新型避雷器護套不脫落和變形。

4 結 語

新型避雷器護套的研制是為減少客戶停電時間，特別是保障區內水產養殖戶的利益，全面推進配網故障快速復電工作機制采取的一項創新型舉措。本文針對小動物觸碰臺架避雷器裸露部位造成跳閘故障問題，自主研發新型避雷器護套，減少了故障跳閘率并實現帶電更換避雷器護套，進而減少水產養殖用戶與供電部門由于故障停電帶來的矛盾糾紛，進一步提升用戶滿意度和企業的社會形象。