10kV架空线路避雷器的使用

洪雪燕 / 福建电力职业技术学院

10kV架空线路避雷器的使用

洪雪燕 / 福建电力职业技术学院

分析了10kV线路的防雷特点，介绍了线路型氧化锌避雷器保护原理、放电电压的确定及10kV架空线路避雷器的选择和使用。

10kV线路；氧化锌避雷器

0.10kV架空线的防雷特点

在我国，10kV电网多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地，发生单相接地时，由于对三相用户来说，线电压的大小、相位不变，所以可以继续供电2小时，绝大多数的单相接地都不会建立起稳定电弧而引起线路跳闸。因此，10kV线路在防雷方面，主要是防止相间短路。

10kV架空线路在防雷方面，不架设避雷线，因为10kV线路绝缘水平低，架设避雷线容易反击，作用不大。10kV线路在架设时，常采用三角形排列，顶相绝缘较弱，下面两边相绝缘较强，例如顶相采用P-10型针式绝缘子，而两边相采用悬式X-4.5型绝缘子或采用瓷横担DC-230/250，这样顶相相当于避雷线，遭雷击时，顶相接地，对两边相起耦合作用，降低了两边相导线的对地过电压，防止两边相接地，形成相间短路。

配网的雷害80％是感应雷，所以感应雷是配网雷电过电压的主要防护目标。遭受感应雷概率高的线路有：不处于山顶的杆塔、无大跨越的杆塔、周边有较高建筑物或树木的杆塔、有高电压等级线路上方穿越或旁边通过的杆塔等。对于个别处于山顶的杆塔、大跨越的杆塔、处于空旷地带的杆塔，遭受直击雷概率较高。

10kV电网的防雷，主要是在变电站出线侧装避雷器，变压器的高低压出线侧装避雷器，线路中间缺少避雷器保护而易遭雷击，即使这些安装的避雷器动作，也很难限制线路中间的过电压而导致线路绝缘子闪络，因此，10kV线路在个别绝缘薄弱的杆塔上装设线路型氧化锌避雷器或保护间隙是很有必要的，下面，就线路型氧化锌避雷器在线路上的使用进行阐述。

1.氧化锌避雷器的保护原理

氧化锌避雷器有串联外间隙和无间隙两种，无串联间隙的氧化锌避雷器在长期运行中阀片受工作电压的作用，会逐渐老化，如密封不严会使阀片受潮，加剧阀片的劣化。泄漏电流的阻性分量会使阀片温度升高，产生有功损耗，导致热崩溃，所以在线路上使用的氧化锌避雷器大多是采用串联间隙的。

带串联间隙的氧化锌避雷器与线路绝缘子并联，线路正常工作时，氧化锌避雷器通过串联间隙与线路电压隔离，氧化锌避雷器的存在对线路运行不影响。当雷击杆塔或线路出现雷电波（线路遭雷直击或线路出现感应雷），这时线路绝缘子压降增大，当绝缘子压降超过避雷器的u50％，则绝缘子间隙击穿，雷电波经过间隙闪络通道和避雷器阀片接地，把绝缘子上的过电压控制下来，防止绝缘子闪络。避雷器动作后，氧化锌避雷器的残压限制在低于绝缘子的闪络电压，而且避雷器闪络后，在雷电波下降到低于避雷器动作电压后，避雷器能迅速恢复绝缘，防止继电器动作跳闸，造成供电中断。

2.氧化锌避雷器串联间隙u50％的确定

氧化锌避雷器的串联间隙，起到隔离线路电压和阀片的作用，线路正常工作时，线路工作电压由间隙承受，阀片处于“休息”状态，串联间隙u50％的确定，应满足以下三个条件：

（1）雷电过电压下，间隙应可靠击穿，把雷电过电压控制下来，保证间隙的u50％与绝缘子闪络电压的可靠配合。

（2）串联间隙应能承受暂时过电压和操作过电压，为此，串联间隙应足够大，以保证避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作，氧化锌避雷器故障时，间隙要可靠隔离。

（3）雷击使间隙放电后，在工频电压作用下，间隙应能保证在1～2个周波内恢复绝缘，以防止保护动作跳闸，使供电中断。

（4）线路型氧化锌避雷器整体的u50％是由间隙的u50％和氧化锌避雷器本体的U1mA共同决定。

3.10kV架空线路加装避雷器的基本原则

（1）对于雷击跳闸率高的10kV裸导线直线杆的防雷，可选用以架空导线为高压电极的外串联间隙避雷器（如图1，YH5CX1-17/50型等）。或选用带高压金具电极的外串联间隙避雷器（如图2，YH5CX6-13/40K型等）。

图1　YH5CX1-17/50避雷器安装示意图

图2　YH5CX6-13/40K避雷器安装图

（2）对于雷击跳闸率较高，易发生雷击断线的10kV绝缘导线直线杆的防雷，宜选用穿刺电极式外串联间隙避雷器（YH5CX2-13/40型等）。

（3）10kV裸导线或绝缘导线耐张杆的防雷，宜装设带支撑件（棒形复合绝缘子）外串联间隙避雷器（YH5CX7-13/40型等）。

（4）对于安装外串联间隙避雷器确有困难的个别位置，必要时，也可安装YH5WS-17/50型无间隙氧化物避雷器。但宜配带脱离器，以便在避雷器损坏时与系统自动脱离，以免影响电网正常运行。

（5）外串联间隙避雷器应安装在线路主要潮流方式下绝缘子的负荷侧。为达到较好防雷效果，应每基电杆而且整基电杆每回线路的每一相都要装。

（6）对于既有线路，除配电设备（变压器、电缆头、线路开关）前后两基电杆使用外串联间隙避雷器应另设人工接地体(接地电阻一般不大于30欧)外，其余电杆可不设置人工接地装置；对于新建线路，宜在每基电杆处设置接地，在钢筋混凝土电杆内部设置接地引下线，设置集中接地极，并在电杆水泥表面横担位置预留电气连接端子。

4.总结

10kV架空线路的防雷保护方法有多种，如：提高线路绝缘子绝缘水平，中性点经消弧线圈接地，线路采用三角形排列，自动重合闸等等，个别绝缘薄弱杆塔装避雷器是很有效的防雷措施。杆塔上装避雷器时，对避雷器型式的选择很重要，本文对杆塔避雷器的工作原理、避雷器放电电压的确定，以及杆塔避雷器的选择进行了具体的阐述。

[1]DL/T815-2002交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器[S]，2002.

[2]解广润主编，电力系统过电压M，水利电力出版社，1985.

[3]浙江大学赵智大主编高电压技术，中国电力出版社.

[4]JB/T10497-2005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].2002.

[5]张红主编高电压技术，中国电力出版社.