陳虹希

摘 要：隨著經濟的發(fā)展，人們對電能的需求在不斷增加，這給電能的運輸增加了負擔。輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要部分，承擔著為用戶輸送穩(wěn)定、安全電能的作用。如何讓輸電線路能夠安全穩(wěn)定的運行，這是非常重要的問題。對于輸電線路的絕緣，可以安裝避雷器和絕緣子串，能夠保證輸電線路的電壓在受到雷擊后依然得到有效控制，提升線路的絕緣性，避免因雷擊而跳閘，穩(wěn)定線路的供電性能。

關鍵詞：線路避雷器；絕緣子串；絕緣配合

一、前言

隨著社會對用電質量的不斷提高，人們對供電線路的建設也在不斷加大。但供電線路的可靠性沒有得到有效保障，經常發(fā)生因雷擊而導致輸電線路跳閘的事故，有50%以上的閃絡事故因雷擊所致，嚴重影響了電線網(wǎng)路的安全運行，使廣大客戶的用電收到了干擾 [1]。如何才能夠讓輸電線路的可靠性得到提升呢？此時，可以安裝線路避雷器和絕緣子串，只有這樣才能讓輸電線路的絕緣性得到增加，提升耐雷水平，進而降低雷電事故所導致的跳閘事故。安裝線路避雷器后，可以讓跳閘率、閃絡事故的發(fā)生概率大大降低，這比使用屏蔽導線、地接地電阻、不平衡絕緣等有更好的絕緣效果[2]。

二、線路問題概況

在5月11日凌晨2點左右，新圩地區(qū)110kV荔林變電站10kV新圩線接地出現(xiàn)告警，需要手動斷開解決。2點20分左右，變電站又收到了10kV新圩線虎地路坎支線斷線的報障電話。當值運行人員趕往現(xiàn)場，確認10kV新圩線虎地路坎支線#9桿A相瓷瓶炸裂斷線， 2時36分斷開10kV新圩線143T2開關隔離故障區(qū)域，非故障區(qū)線路恢復送電。9時45分搶修完畢， 9時48分故障區(qū)域恢復送電。導致故障的原因是：該線路5月11日前遭受過雷擊，瓷瓶絕緣下降，當下降到臨界值以下后導線通過瓷瓶對鐵橫擔放電，瓷瓶無法承受高溫炸裂并引起斷線，裸導線掉落地面引起線路單相接地。

三、避雷器的研發(fā)和安裝現(xiàn)狀

線路避雷器在我國已經能夠大量生產，技術性達到了國家先進水平。同國外的避雷器產品相比，國產的避雷器在技術水平、工藝水平、產品設計、外觀質量都有了很大提高，而防漏氣、防潮、液體硅橡膠自動成型等技術甚至更為先進。

雖然我國生產的線性避雷器性能較為優(yōu)越，但在實際的線路安裝中依然存在著一定的問題。特別是雷擊嚴重的區(qū)域，為了保證線路的安全運行，需要加強線路的防雷性能。加裝避雷器雖然可以提高線路的耐雷水平，但輸電線路多處于郊外，環(huán)境條件比較復雜，容易出現(xiàn)老化、雷擊等問題，導致線路避雷器出現(xiàn)故障。為了解決問題，應該在輸電線路上合理安裝線路避雷器，同時加裝絕緣子串以提升絕緣性能。

新圩線虎地路坎支線#9桿安裝的A相瓷瓶炸裂斷線，導致線路出現(xiàn)故障。經過巡檢排查，發(fā)現(xiàn)因雷擊造成瓷瓶炸裂，導線掉落地面形成單向接地而出現(xiàn)跳閘斷電。

四、輸電線路跳閘的概率

在輸電線路受到雷擊時，會因產生的電流超過額定電流而損壞避雷器，輸電線路為了保證供電安全行，會自動發(fā)生跳閘。如何計算輸電線路受雷擊后的跳閘次數(shù)呢？可以利用N=JP（IM）（1-PS）的計算公式，。[3]在公式中，J=0.6HL/100T，代表著輸電線路的耐雷水平系數(shù)，H是導線的等值高度，L為導線的長度，T是年雷電小時數(shù)，P（IM）為雷電流概率，PS為自跳閘率。由于輸電線路多架設在高空中，很容易受到雷電的打擊，為此，需要在輸電線路上按照避雷器或使用架空地線等。 [4]。當年雷電小時數(shù)為30h/a時，可以用下表表示輸電線路的跳閘率：

一般情況下，可以在輸電線路的塔桿上加裝一組避雷器，使雷擊后的跳閘率降低。根據(jù)加裝避雷器的距離不同，降低跳閘率的概率也不同。如果每2km加裝一組，會讓線路的跳閘概率降低到50%。但實際情況和理論情況不同，和實際雷電流的波頭有關。如果雷電的電流波長較短，就會只作用在一個桿塔上，并不需要線路避雷器起作用；但雷電的電流波長較長時，會作用到多個桿塔，此時就需要避雷器的保護了。為了讓線路的防雷效果達到最好，需要在線路最容易收到雷擊的桿塔上安裝避雷器。

為了提高輸電線路的利用率，需要使用架空線路。在線路上架設架空地線，能夠讓雷電擊在架空地線上，這樣就不會使輸電線路直接收到雷電的威脅。架空地線收到雷擊后，會直接將電流傳入大地，只有很少部分電流通過避雷器傳輸?shù)捷旊娋€路上，對線路造成的影響降低了。

五、線路避雷器防雷可靠性分析

對于輸電線路上所安裝的避雷器，一般可分為兩種，一種是帶串聯(lián)間隙的避雷器，一種是無間隙的避雷器。如果輸電線路使用帶串聯(lián)間隙的線路避雷器，此時避雷器上帶有的串聯(lián)間隙能夠形成隔離效果，讓避雷器不承受線路過高的電壓，本體故障也不會對線路運行造成隱患。需要對無間隙避雷器進行重點關注。如何提升避雷器的可靠性？可以讓絕緣子串的雷電沖擊閃絡電壓比避雷器的雷電沖擊放電電壓高。當前者50%的電壓比后者50%的電壓高時，就能相互間形成配合，可以起到有效的避雷作用。

輸電線路上出現(xiàn)的自恢復性絕緣的破壞性放電，其放電電壓服從正態(tài)分布。如果線路收到了雷擊后，形成的放電電壓為U～N（U50，σ2），σ=3%U50。

對于輸電線路上的絕緣子串，可以通過UI～N（UI50，，0.032UI502）計算其閃絡電壓，其中閃絡電壓為UI，50%閃絡電壓為UI50。通過絕緣子串的閃絡電壓來計算線路避雷器的放電電壓，根據(jù)相關公式UM～N（UM50，0.032UM502），最后可得到相應的電壓結果，其中避雷器放電電壓為UM，50%放電電壓為UM50。

如果線路受到雷電的打擊，UMUI，則保護作用失效。

六、如何解決線路避雷器和絕緣子串產生的問題

在輸電線路上安裝線路避雷器和絕緣子串，需要解決絕緣配合問題。由于長時間運行，經過外界因素的影響，會造成線路避雷器和絕緣子串的老化和損壞，甚至出現(xiàn)脫落、碎裂等情況。在新圩線虎地路坎支線#9桿A相瓷瓶由于老化，其絕緣性下降，當下降到臨界值以下后，導線通過瓷瓶對鐵橫擔放電，瓷瓶無法承受高溫炸裂并引起斷線，裸導線掉落地面引起線路單相接地。

在采用線路避雷器和絕緣子串時，為避免問題發(fā)生，需要及時發(fā)現(xiàn)問題的原因，并采取積極的解決措施。在這次新圩線虎地路坎支線斷線問題中，應該發(fā)現(xiàn)，線路建造時批次瓷瓶質量不符合標準，同時電力部門的運維不到位，沒有及時發(fā)現(xiàn)設備的缺陷并進行更換。為了避免后續(xù)問題的發(fā)生，應對該線路的線路避雷器和絕緣子串進行嚴格排查，發(fā)現(xiàn)質量不符合要求的設備應及時更換。需要在雷雨過后加強巡視線路，結合測溫及時發(fā)現(xiàn)故障苗頭，避免事故的發(fā)生。

七、結束語

輸電線路為國家的電能傳輸做出了巨大貢獻，在電力系統(tǒng)中占據(jù)著不可替代的作用。為了滿足社會對電能的需求，要保證輸電線路運行的可靠性和穩(wěn)定性。由于雷擊事件給輸電線路造成的故障較多，嚴重影響了輸電線路的正常運行，因此需要安裝線路避電器、絕緣子串等設備，提高線路的抗雷性，降低雷擊引起的跳閘次數(shù)。當做好線路避雷器和絕緣子串的絕緣配合工作時，就能夠保證輸電線路的避雷性能，讓輸電線路安全、穩(wěn)定地運行。

參考文獻：

[1]胡大明，彌璞.線路避雷器應用情況分析和新型線路避雷器的設想[J].高壓電器，2005，41（1）：59-61.

[2]Ishida K，Dokai K，Isozaki T，et al.Development of a 500 kV transmission line arrester and its characteristics[J].IEEE Trans on Power Delivery，1992，7（3）：1265-1268.

[3]解廣潤.電力系統(tǒng)過電壓[M].北京：水利電力出版社，1985.

[4]詹花茂，李成榕，陳秀娟，等.采用MOA的輸電線路雷電響應分析模型[J].高電壓技術，2004，30（8）：1-2.

[5]DL/T620-1997，交流電氣裝置過電壓特性及絕緣配合[S]，1997.

[6]JB/T10497-2005，交流輸電線路用有串聯(lián)間隙復合外套金屬氧化物避雷器[S]，2005.