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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:59:39
四川电网应用线路避雷器的介绍夏 军1，吴建明1，曹永兴2(1.眉山电力公司四川眉山620010；
2.四川电力试验研究院，四川成都610072)
摘 要：介绍了四川省雷电活动的特点，指出雷击跳闸事故仍是输电线路故障跳闸的主要因素。介绍了线路型复合外套金属氧化物避雷器的特点，和近年来四川电网采用线路型避雷器防雷的情况，分析指出采用这种方法可以有效降低雷击跳闸事故，大幅度提高线路的耐雷水平，值得大力推广应用。
关键词：输电线路；线路避雷器；雷击跳闸率
据原国家电力公司安运部的统计资料表明，雷击各级输电线路而引发的跳闸事故占总事故的60左右，尤其在地形复杂、土壤电阻率高和多雷的山区，雷击输电线路而引发的事故率更高，由此而造成的经济损失是巨大的。
为了减少输电线路的雷击故障，传统的措施有：降低杆塔接地电阻、加装负角保护、加装耦合地线、增加绝缘子片数（提高线路绝缘水平等等）。但是，由于各种原因，即使采用了以上措施，有不少地区仍不能有效降低雷击跳闸事故率。
鉴于以上情况，从1997年起，四川电力试验研究院与西安电瓷研究所、西安交通大学等共同研制和开发了110kV线路避雷器，继而独立开发了10kV、35kV、220kV电压等级的线路避雷器，以及变压器中性点避雷器和站用避雷器。目前已成功地应用在四川省电力公司和地方电网的十几个电业局、发电厂，有效地降低了雷击跳闸事故，取得了明显的经济效益和社会效益，深受使用单位的好评，相继获得四川省科技进步奖和四川电力科技进步奖。1线路型复合外套金属氧化物避雷器的特点
随着制造水平的提高，中国从20世纪80年代起开始采用复合外套金属氧化物避雷器，与传统的瓷套避雷器相比，这种避雷器由于体积小，重量轻，从90年代起逐步试用到输电线路防雷。这种避雷器具有以下特点：
(1)采用一次模压成型（即真空浇注工艺），排除了内部气隙，局部放电量小（国家标准要求小于50PC，该产品小于5PC），内部不易受潮，提高了避雷器使用的可靠性。
(2)重量轻，体积小，既可悬挂在变电站进线门型构架上，节省占地；也可悬挂在线路杆塔上，安装方便、简单，安装成本较低。
(3)避雷器本体上设计有防爆孔，即使避雷器因内部故障发生爆炸，由于避雷器裙套材料是硅橡胶，爆炸后只是裙套裂开，不会出现瓷套避雷器爆炸后，瓷片飞出打坏绝缘子串和导线等周围设备的情况。
(4)110kV、220kV等级的线路避雷器由于外串联了空气间隙，避雷器本体平时不带电（仅在雷电过电压时动作），这就在很大程度上延长了阀片和硅橡胶外套的使用寿命，抗老化能力大幅提高；而10kV、35kV线路避雷器则采用了串联热爆式脱离器的方式，即使避雷器本体故障，脱离器会立即炸开，保证了系统的安全正常运行。
(5)由于输电线路多在野外，线路避雷器的预防性试验较为困难。一是缺乏试验电源，二是在杆塔上做试验极不方便。而由于四川电力试验研究院避雷器所具有的特点，这种避雷器可以不必进行每年一次的预防性试验，因而减少了运行和维护成本和工作量，这也是和近年来大力推广的“输电线路状态检修”的要求相吻合的。2线路避雷器在四川电网的应用及防雷效果
四川地处西南，除成都平原外大多以山区、丘陵为主，雷电活动频繁程度列全国前茅。就雷暴日而言，四川平均雷暴日为40d/a左右，等于全国平均水平。雷暴日的统计是某一天听到一次雷声则计入，在反映雷电活动的频繁程度是不科学的。以四川乐山、宜宾等地为例，每年的雷暴日在40个左右。而部分雷暴日的雷电活动强度非常剧烈，在夏季打雷可以从傍晚一直打到第二天凌晨。因此，从科学的角度来说，分析雷电活动的频繁程度指标应该用雷电小时数来统计。四川某些地区的雷电小时数可高达250个/a。如以雷电小时数统计四川地区的雷电活动，则可充分反映其严重程度。正是由于这种严重的程度，每年四川输电线路遭受雷击而引发跳闸事故给系统造成的损失是严重的，影响了系统安全、正常的运行。
鉴于以上原因，四川电力试验研究院和乐山电业局有关人员从1997年起，开始在输电线路上采用线路避雷器防雷。如乐山电业局110kV五沙线105号铁塔，是一基过江大跨度高塔，年年遭受雷击，绝缘子常被打坏，采用羊角保护、降低接地电阻等方法仍不能解决问题。后来安装了一组110kV线路避雷器（带串联间隙），至今未发生过雷击该塔造成线路跳闸和损坏绝缘子的事故，取得了很好的效果。在试用取得明显效果的情况下，该局逐步稳妥地应用了35kV、110kV、220kV线路避雷器，全局线路跳闸率明显下降，从整体上提高了电网的安全运行水平，减少了由于雷害引发的事故损失。 10次6次9次安装后在一个雷雨季节后，三相计数器共动作25次，未发生一次跳闸；装设的雷电流记录装置反映雷电流在1000A以下。
又如西昌电业局，地处大小凉山，属高海拔、重冰区、风沙大、雷电活动频繁地区。2000年该局所辖220kV西越线（系成昆电气化铁路直馈电源）遭受雷击跳闸，造成成昆铁路停运3h，造成了极大的社会影响和经济损失。2001年该线路安装了4组线路避雷器后，在一个雷雨季节该线路无一次跳闸，取得了明显的防雷效果。
线路型避雷器在保护热备用开关的应用，根据过电压保护规程DL/T620-1997的要求，为保证热备用开关在雷雨季节的安全运行，在线路侧应装设避雷器进行保护。对于因运行方式变化需加装热备用开关保护用MOA的变电站，由于站内已没有安装位置，可在进线门型构架上或第一基杆塔上安装无间隙带热爆式脱离器的MOA，既解决了热备用开关的保护问题，又解决了MOA安装的问题。
四川电力试验研究院研制开发的10～220kV线路避雷器，目前已有数百相（只）使用在四川电力系统及地方电力系统中，取得明显的防雷效果，受到用户单位的好评。2002年6月，四川省电力公司根据这个情况，作出了“关于推广应用线路避雷器的意见”，建议下属单位积极推广应用，以提高电网安全运行的水平，为系统多供电作贡献。3关于应用线路避雷器的几个问题
3.1关于串联间隙的选择
110、220kV线路避雷器采用了串联间隙的方式。串联间隙的结构目前主要有两种形式。一种是采用合成绝缘子与避雷器串联而成，另一种是半羊角间隙（纯空气间隙）的方式。四川电力试验研究院的产品采用第二种方式。前一种方式由于线路风摆，易使合成绝缘子受损，曾发生过脆断、炸裂的事故，目前已属淘汰的结构。而后一种方式的间隙使避雷器本体平时不带电，独特的羊角电极充分考虑了风摆的影响，同时在重冰区不利于结冰，因而是目前最好的间隙结构，日本66kV线路所用的间隙结构形式也是这种。
3.2关于脱离器的应用
在10、35kV的线路中，线路避雷器采用了脱离器的结构。由于10、35kV属于中性点不接地系统（又称小电流接地系统），如果发生单相接地故障，接地电流将不会很大，一般在几安培至几十安培之间，故障发生后线路不跳闸。由于10、35kV线路避雷器是不带串联间隙的（绝缘配合很难保证），万一线路避雷器本体出现故障，造成相对地短路，如果线路上挂有多组避雷器，将不易判别故障点，并对系统的安全运行造成影响。采用串联脱离器就可解决这一难题。
热爆式脱离器采用了热爆原理，当避雷器的故障电流通过脱离器并达到一定值时，内部产生热能，迅速引爆特制炸药，实现避雷器与接地点的脱离，从而避免发生接地短路的事故。IEEE－C62《配电避雷器脱离器要求》作了具体的规定。目前国外电网已大量使用，国内电网的使用也日趋成熟。
3.3关于线路避雷器安装选点的建议
为了充分利用有限的资金获得较好的效果，根据线路遭受雷击的特点，建议线路避雷器安装在以下位置：①山区线路易击段易击杆塔，或线路杆塔接地电阻大而降低困难的杆塔；②大跨越杆塔，如过江杆塔等；③未全线架设架空地线的线路，如35kV线路及其T接点；④变电站热备用开关需保护开关断口地方。
3.4关于线路避雷器的维护
由于这种线路避雷器的生产工艺和结构形式，投运的维护工作可以采用以下方法：①结合线路巡线工作，由线路巡线工人观察并记录线路避雷器的计数器的动作情况（计数器安装朝下），巡线工人可以用望远镜看到计数器动作次数。②观察避雷器是否因风力等因素造成脱落、松动等情况；③安装后5年可以分批拆回，进行预防性试验。4结束语
近年来利用线路避雷器的方法，有效地降低了四川地区雷击事故跳闸率，取得了明显的经济效益和社会效益，值得大力推广；用户单位可结合自己的实际情况，选用这种方法进行防雷，以达到提高输供电可靠性，减少线路维护工作量，降低生产成本的目的。四川电力技术
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