线路氧化锌避雷器应用中注意的几个问题

浙江电力　１２　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　２０１２年第７期　线路氧化锌避雷器应用中注意的几个问题　陈希明，马永增，丁一蜚　（金华电业局，浙江金华３２１００１）　摘　要：雷击是造成线路跳闸停电事故的主要原因之一，线路避雷器已被证明是有效的防雷措施之　一。介绍了线路避雷器应满足的技术性能要求，并提出了线路避雷器安装选点的一般原则及安装中应　注意的几个问题。　关键词：输电线路；避雷器；空气间隙；安装地点　中图分类号：ＴＭ８６２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—１８８１（２０１２）０７—００１２—０３　Ｃａｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ　Ａｒｒｅｓｔｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｌｉｎｅｓ　ＣＨＥＮ　Ｘｉ—ｍｉｎｇ，ＭＡ　Ｙｏｎｇ－ｚｅｎｇ，ＤＩＮＧ　Ｙｉ　（Ｊｉｎｈｕａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉｎｈｕａ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３２１００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｓｔｒｏｋｅ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｆｏｒ　ｌｉｎｅ　ｔｒｉｐ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ａｒｒｅｓｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｌｉｎｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅ—　ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ａｒｒｅｓｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｆｏｒ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｓｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｃａｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ａｒｒｅｓｔｅｒｓ；ａｉｒ　ｇａｐ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｓｉｔｅ　实际运行经验表明，架空线路故障的一半以　上是由雷击引起，在各种防雷措施中应用避雷器　防雷已被证明是有效措施之一。自２００２年开始　在２２０　ｋＶ新杭２２３１线试装线路避雷器以来，金　华电网１１０～５００　ｋＶ线路已有１　０００多个线路避雷　器投入运行，取得了很好的防雷效果，大大降低　点就是在避雷器发生故障时，将影响线路的正常　供电且故障点查找困难。　由于外串间隙型线路避雷器的保护水平、陡　波特性与变电所设备的绝缘水平不能相匹配，故　可选用无间隙型线路避雷器直接挂在线路终端杆　上，以保护热备用线路以及电缆出线线路，为故　了线路的雷击跳闸率。通过对线路避雷器安装、　运行情况的分析，得出在应用线路避雷器中应注　意的几个问题　障点查找的方便，可以选用带脱离装置的避雷器，　如图１所示　１避雷器的结构选择　线路避雷器分无间隙型和带外串间隙型．无　间隙型有带脱离器和不带脱离器之分，外串间隙　型又分绝缘子间隙和纯空气间隙两种。　１．１无间隙型线路避雷器　无间隙型线路避雷器的阀片长期承受系统电　压，如工艺不良或荷电率较高时避雷器存在老化　的趋势，尽管可以适当提高额定电压（要提高制造　成本）．但在操作过电压下仍会频繁动作，因此　在线路上采用无间隙型线路避雷器无论自身稳定　１带脱离装置的避雷器　脱离装置是避雷器本体所附带的一种自我保　护装置。当避雷器承受系统的雷电过电压和操作　性，还是制造成本都不占优势：存在的另一个缺　过电压而释放能量时。脱离装置不会动作；当避　２０１２年第７期　浙江电力　１３　雷器承受外力及周边环境温度变化等综合作用　时，脱离装置也不会动作，即在正常运行时．脱　离装置不影响避雷器的工作，而当避雷器损坏　时，脱离装置迅速动作，使避雷器退出运行．而　不影响系统正常供电。　１．２外串间隙型线路避雷器　外串间隙型线路避雷器在结构上分为本体和　外串间隙两部分，本体基本上不承受电压．不必　担心其老化问题，只要间隙之间绝缘完好，即使　本体损坏，也不影响线路正常供电，故维护工作　量很小。　外串绝缘支撑的避雷器间隙距离已由绝缘子　固定，安装较容易，放电电压较稳定。但由于绝　缘子承担着较高的系统电压（９０％左右），与普通　的合成绝缘子一样，有一定的故障率，曾经有支　撑间隙发生击穿的情况。且表面积污后，泄漏电　流较大，加上问隙距离出厂时已确定，安装时不　能再作调整，难以适应现场杆塔情况的变化，只　适用于耐张杆塔及一些杆塔参数不确定的杆塔。　纯空气间隙的避雷器优点是在污秽和淋雨状　态下，间隙的放电电压改变不大，不必担忧空气　间隙发生故障，且不必监测避雷器泄漏电流．安　装后基本上没有什么维护工作量，一般也不需要　进行年度检修。避雷器本体的故障表现在其复合　外套有爆破和烧黑的痕迹，这可以通过巡线来发　现。避雷器本体由于平时不带电，不存在老化问　题，只有在间隙导通的瞬间才工作，因此损坏的　几率很小。即使在避雷器本体发生故障时，也不　影响线路运行。纯空气间隙避雷器不足之处是安　装时需在杆塔上调整间隙距离。金华电业局除少　数耐张塔选用绝缘子问隙结构外，其他都用纯空　气间隙结构，如图２所示。　２线路避雷器额定电压的选择　避雷器额定电压是施加在避雷器上的最大允　许工频电压有效值，是表明避雷器运行特性的一　个重要参数，但不等于系统标称电压。对同一系　统电压，其额定电压有多种，见表１１¨。　避雷器额定电压的选择通常按线路单相接地　并按甩负荷条件下健全相的最高暂态过电压选　择　对１１０～２２０　ｋＶ系统，其额定电压一般可按　１．４倍最大相电压选取，如为了取得绝缘更大的　图２纯空气间隙的避雷器　表１带串联间隙的避雷器额定电压（有效值）　ｋＶ　保护裕度，选择较低一级额定电压的避雷器时，　宜对工频电压耐受特性校核。避雷器的额定电压　选择较高时，　也较高，有利于切断工频续流。　同时在操作过电压作用时，流过避雷器的电流将　大大减少，有利于延长使用寿命，可以提高运行　的可靠性。但避雷器的额定电压增高，残压也相　应增高。在同样的绝缘水平下，保护裕度会降低。　避雷器额定电压选择的一般原则是在满足保　护绝缘的配合系数条件下，避雷器的额定电压可　选得高一些。具体选择时，如果线路绝缘子串的　外绝缘按正常配置，考虑到零值绝缘子的因素，　避雷器的额定电压可按中问值配置，如果调爬后　绝缘子串的外绝缘得到加强。避雷器的额定电压　可相应取得高一些。　３线路避雷器的空气间隙大小　串联间隙的主要目的就是使避雷器本体与系　统电压隔离，间隙距离的确定需满足３个条件：　（１）雷电冲击下间隙应可靠动作，保证被保　护绝缘子串免于雷击闪络，为此，需把间隙距离　选择小一些。使串联间隙和绝缘子串在雷电冲击　下有较大的配合裕度。　（２）能够可靠耐受工频过电压和部分操作过　电压。　（３）对于纯空气间隙，要求导线风偏不改变　或不明显改变间隙的放电特性。　１４　陈希明，等：线路氧化锌避雷器应用中注意的几个问题　２０１２年第７期　根据以上要求，各避雷器生产厂家在线路按　照正常绝缘配置（１１０　ｋＶ　７片Ｘ一４．５，２２０　ｋＶ　１３片　Ｘ一４．５）情况下，经过试验确定的１１Ｏ　ｋＶ避雷器问　隙距离为４５～５０＋５　ｃｍ；２２０　ｋＶ避雷器间隙距离　为８５～９０＋５　ｃｍ。　某２２０　ｋＶ线路绝缘配置了ｌ３片玻璃钢绝缘　子，避雷器空气间隙距离为９７　ｃｍ和１０４　ｃｍ时，　曾发生绝缘子雷击闪络事件。因此，考虑到可能　存在的零值绝缘子，在线路绝缘正常配置时，为　确保雷电冲击下间隙可靠动作，建议１１０　ｋＶ避雷　器的间隙距离为４５＋５　ｅｍ；２２０　ｋＶ避雷器的间隙　距离为８５＋５　ｃｍ。此时，在较严重的操作过电压　下，避雷器可能会动作，但流过避雷器的电流一　般不超过２００　Ａ，大大小于避雷器的２　ｍｓ方波耐　受能力６００　Ａ，且采用重燃次数较少的空气开关　时，超过２．６倍的过电压出现概率为０．７３％。加上　两侧变电所内都装有避雷器。而线路上装设的多　只避雷器一般只有１只避雷器会动作，因此，操　作过电压对线路避雷器的寿命影响不大。如果线　路绝缘已经加强（如１１０　ｋＶ　８片Ｘ一４．５，２２０　ｋＶ　１４　片Ｘ一４．５），避雷器间隙距离可适当偏大，这样，　在操作过电压下线路避雷器可能不动作或动作次　数大大减少。　４线路避雷器的安装地点选择　对雷害严重的线路采取一般的治理措施，如　降低杆塔接地电阻，减小避雷线屏蔽角，提高线　路绝缘水平，双回输电线路采用不平衡绝缘等。　防雷效果不理想；或有些情况一般避雷措施无法　实施。如土壤电阻率比较大、地形地貌比较复　杂：或经过技术经济比较后使用线路避雷器性价　比高的，建议在输电线路上加装线路避雷器。线　路避雷器的安装选点一般应遵循以下原则：　（１）通过对历年来雷击跳闸记录的统计分析，　结合运用雷击定位系统，确定线路的多雷区及易　击点　（２）对多雷区及易击点杆塔的地形地貌、绝　缘配置、接地电阻等进行综合分析，确定易击杆　塔受雷击的原因是反击还是绕击。　（３）如属绕击，可仅在易绕击相或两边相安　装避雷器，杆塔接地电阻高时还应进行降阻：如　闳反击引起，则应三相均安装线路避雷器，并应　提高相邻杆塔的耐雷水平。　５线路避雷器安装及运行中注意事项　５．１安装注意事项　（１）安装前应对避雷器本体进行直流１　ｍＡ参　考电压试验、直流泄漏电流试验、绝缘电阻的测　试，检查复合外套外观没有缺胶及破损现象。　（２）线路避雷器的复合外套和记数器的玻璃　屏蔽罩均为易破易碎品，在运输和安装过程中要　做好保护措施以免损坏。　（３）线路型避雷器不能作为悬式绝缘子承受　导线张力．应注意只让避雷器承受自身的重力。　（４）线路避雷器和计数器之间的连接导线不　能绕在塔身上，连接导线长度一般不能超过１５　ｍ，　以免产生感应电流使计数器误动作。　（５）动作计数器安装时应注意刻度表面朝下　４５。，并转到适合的方向以便于地面人员用望远　镜观察读数。　（６）避雷器安装时应注意避雷器的问隙及本　体与杆塔或绝缘子串之间的最小空气间隔距离．　尤其是脱离器动作后的安全距离应满足以下要　求：１１０　ｋＶ，２２０　ｋＶ，５００　ｋＶ架空线路最小空气　间隔距离分别为１００　ｃｍ，１９０　ｃｍ，３７０　ＣｌＴＩ。　５．２运行中的注意事项　（１）避雷器运行维护应结合线路检修进行，运　行维护工作包括：避雷器本体外观目测：串联间　隙、上下电极测量和检查：高压电极和接地端连　线检查：记录计数器动作次数：检查在线或离线　监测装置　（２）在Ｅｔ常巡视中要注意观察避雷器复合外　套有无爆破和烧黑的痕迹、脱离器有没有掉落，　如有这类情况出现，避雷器有可能已经损坏。　参考文献：　『１】　ＪＢｆＦ　１０４９７—２００５交流输电线路用复合外套有串联间　隙金属氧化物避雷器【Ｓ】．北京：巾罔电力｝｛Ｊ版社，２００５．　［２］　解广阔．电力系统过电压［Ｓ　Ｊ．北京：　ｔ　水利　版｝ｆ　，　１９９７．　收稿日期：２ｏ１２—０３—１６　作者简介：陈希明（１９６６一），男，浙江东阳人，高级工程师，　从事输电线路过电压研究工作　（本文编辑：陆　莹）