張　舒

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)電廠(chǎng)，山西　太原　030024）

引言

雷擊時(shí)產(chǎn)生雷電過(guò)電壓，線(xiàn)路絕緣子表面上會(huì)流過(guò)雷電流和雷電流之后的工頻續(xù)流，從而使線(xiàn)路絕緣子遭到損傷，而且因?yàn)榻^緣子表面污穢很厲害，電場(chǎng)也會(huì)受畸變的影響，導(dǎo)致雷電建弧率提升，嚴(yán)重程度過(guò)大的話(huà)就會(huì)完全破壞絕緣子。于是一種簡(jiǎn)單且可靠的實(shí)用防雷技術(shù)出現(xiàn)，把一對(duì)鍍銅可調(diào)球型間隙并聯(lián)在線(xiàn)路絕緣子串兩頭，讓這個(gè)間隙的沖擊放電電壓比絕緣子遭雷擊時(shí)的放電電壓略低，這樣，在發(fā)生雷擊線(xiàn)路時(shí)，并聯(lián)間隙引弧角把電弧引到間隙的位置，這樣電弧就沒(méi)有辦法灼傷絕緣子串了。而且在雷電擊穿時(shí)，間隙擊穿它屬于純空氣擊穿的一種，會(huì)受風(fēng)力、電動(dòng)力的因素影響，電弧被引弧角引來(lái)，并被拉長(zhǎng)，這樣便于電弧熄滅，降低雷擊建弧率。同時(shí)，由于純空氣間隙去游離強(qiáng)，線(xiàn)路在跳閘之后，間隙絕緣立刻復(fù)原，增加重合閘重合成功率，所以這一技術(shù)既能有效保護(hù)絕緣子，延長(zhǎng)其壽命，還能提高線(xiàn)路重合閘成功率。

1　裝置構(gòu)成

過(guò)電壓保護(hù)裝置就是由球型電極、和球型電極的并聯(lián)間隙組成的。過(guò)電壓保護(hù)裝置因?yàn)榻^緣子種類(lèi)的不同可以分為瓷和玻璃絕緣子用并聯(lián)間隙保護(hù)裝置和復(fù)合絕緣子用并聯(lián)間隙保護(hù)裝置兩種[1]。

裝置由上固定金具、下固定金具、接地球形電極、可調(diào)固定支架和導(dǎo)線(xiàn)球形電極等要素構(gòu)成。在導(dǎo)線(xiàn)上固定上固定金具，并支承接線(xiàn)球型電極，用固定線(xiàn)夾把接線(xiàn)球型電極和導(dǎo)線(xiàn)連接，再用可調(diào)固定支架把下接地球型電極支承在線(xiàn)路橫擔(dān)上，保持接地，通過(guò)下間隙的調(diào)整螺絲，對(duì)上間隙和下間隙中間的間隙調(diào)整大小，然后使它的間隙的放電電壓，低于絕緣子雷電擊穿電壓，使絕緣子和線(xiàn)路得到有效保護(hù)。

2　技術(shù)參數(shù)

2.1　采用標(biāo)準(zhǔn)

GB191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志、GB311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合、GB775.3絕緣子試驗(yàn)方法、GB/T2900.19電工名詞術(shù)語(yǔ)高電壓試驗(yàn)技術(shù)和絕緣配合、GB/T16927.1高電壓試驗(yàn)技術(shù)。

2.2　裝置性能滿(mǎn)足

100 kA雷電流流過(guò)球型間隙不燒熔；裝置使用壽命20年；在裝置的壽命期內(nèi)無(wú)明顯的銹蝕現(xiàn)象。

2.3　適用場(chǎng)所

海拔高度≤2 000m；履冰厚度≤30mm；抗震能力為7度以下地區(qū)；安裝位置為戶(hù)內(nèi)或戶(hù)外；環(huán)境溫度為-25～+45℃；日照強(qiáng)度為0.1W/cm2；最大風(fēng)速為35m/s。

3　裝置功能及應(yīng)用

1）應(yīng)用到雷擊多發(fā)線(xiàn)路防止雷電打壞線(xiàn)路絕緣子，降低電線(xiàn)路雷害事故。配電線(xiàn)路在遭受雷擊時(shí)，為了讓絕緣子的沿面免受閃絡(luò)且不會(huì)被打壞，可將絕緣子的兩頭并聯(lián)上FLJ保護(hù)間隙，通過(guò)調(diào)整間隙的雷電全波沖擊動(dòng)作值，讓其沖擊動(dòng)作值比絕緣子的雷電沖擊閃絡(luò)電壓低5%左右，雷擊時(shí)，間隙把雷電電流泄入大地，從而保護(hù)了絕緣子。所以，用球型間隙保護(hù)線(xiàn)路，便于接地電弧熄滅，恢復(fù)線(xiàn)路正常，因?yàn)殚g隙擊穿屬于純空氣間隙擊穿，受電動(dòng)力、風(fēng)力和空氣的去游離影響，它的熄弧能力比絕緣子的沿面熄弧能力強(qiáng)，再配合合理的中性點(diǎn)接地方式和其他防雷措施，能大大提高可靠性。

2）對(duì)線(xiàn)路特殊進(jìn)線(xiàn)段設(shè)置保護(hù)，用來(lái)預(yù)防雷電侵入波對(duì)設(shè)備的危害。在雷電多發(fā)區(qū)，因?yàn)槔讚粼斐勺冸娝镏饕姎庠O(shè)備損壞，而且這樣的事故頻繁發(fā)生所造成的影響很大。變電所電氣設(shè)備和線(xiàn)路在絕緣的配合上有著問(wèn)題，現(xiàn)在絕大多數(shù)的線(xiàn)路為了降低雷擊閃絡(luò)率，采取的方法是把配電線(xiàn)路上的絕緣水平提高，比如在10 kV的線(xiàn)路上多數(shù)選擇P-20或者SC210支柱式的絕緣子，P-20和SC210絕緣子的雷擊放電電壓的50%分別為182.58 kV和255.73 kV，但變壓器在10 kV雷擊耐壓值是75 kV，如若近區(qū)線(xiàn)路受到雷擊，而避雷器的承受能力低于雷電波的陡度與幅值，盡管避雷器會(huì)發(fā)生動(dòng)作，但是雷電過(guò)電壓得不到明顯的衰減和泄放，變壓器本身承受的雷電沖擊電壓會(huì)超出其雷電沖擊耐受值，從而打壞變壓器。通過(guò)采用配電型可調(diào)過(guò)電壓保護(hù)間隙去解決問(wèn)題。先要對(duì)配電線(xiàn)路進(jìn)變電所的前10級(jí)桿塔安裝特殊的進(jìn)線(xiàn)段保護(hù)，在讓可調(diào)式保護(hù)間隙的保護(hù)和絕緣子雷電沖擊動(dòng)作值相互配合在6～10級(jí)的桿塔上，使間隙雷擊動(dòng)作值比絕緣子的雷電沖擊值低5%左右，從而使絕緣子在雷擊時(shí)不被打壞，而從第5級(jí)桿塔開(kāi)始，一級(jí)一級(jí)地降低可調(diào)式保護(hù)間隙的雷電沖擊動(dòng)作值到終端桿，再配合變電所主設(shè)備的防雷措施，從而使變電所主設(shè)備免受線(xiàn)路侵入的雷電波危害。

3）防止絕緣導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)。絕緣導(dǎo)線(xiàn)之所以會(huì)雷擊斷線(xiàn)，其主要原因是在雷擊的時(shí)候，雷擊把絕緣子附近的絕緣層擊穿出一個(gè)孔，雷電流和工頻續(xù)流通過(guò)這個(gè)空對(duì)地流過(guò)，因?yàn)殡娀』「潭ǎ懵兜膶?dǎo)線(xiàn)在風(fēng)力和電動(dòng)力的作用下移動(dòng)，在被擊穿的點(diǎn)燃燒，弧根溫度能達(dá)到幾千度，由于有絕緣層，導(dǎo)致散熱滿(mǎn)，故高溫使導(dǎo)線(xiàn)燒熔，而且該處又在剪切疲勞處，從而導(dǎo)致雷擊斷線(xiàn)事故發(fā)生。為了防止事故發(fā)生，在絕緣導(dǎo)線(xiàn)的絕緣子旁邊并聯(lián)上過(guò)電壓保護(hù)間隙，并把間隙動(dòng)作電圧降低到絕緣子雷電沖擊放電電壓的10%，這時(shí)候雷電的沖擊電弧與工頻電弧在間隙的電極間作用，能使絕緣導(dǎo)線(xiàn)避免擊穿，不會(huì)有著弧點(diǎn)出現(xiàn)，也不會(huì)燒斷固定的電弧弧根，能有效防止雷擊斷線(xiàn)事故的發(fā)生。

4）提高線(xiàn)路重合閘重合成功率。配電線(xiàn)路發(fā)生雷擊時(shí)，雷電電流和之后的工頻續(xù)流會(huì)把絕緣子沿面損傷或打炸，造成重合閘失敗。但是如果雷擊使兩相球間隙擊穿，因?yàn)榭諝獾娜ビ坞x強(qiáng)，相間短路、線(xiàn)路跳閘后間隙間的絕緣強(qiáng)度能迅速恢復(fù)，便于重合閘重合成果，所以采用間隙保護(hù)對(duì)提高配電線(xiàn)路重合閘成功率幫助很大。

5）保護(hù)合成絕緣子。因?yàn)殡娢环植疾痪柘鹉z合成絕緣子易遭雷擊閃絡(luò)，鋁制金具由于受到雷電流、工頻續(xù)流的作用，出現(xiàn)燒熔和噴鋁的現(xiàn)象，使得絕緣子在表面形成一層鋁膜，使它永久被破壞。在合成絕緣子并聯(lián)FLJ保護(hù)間隙后，正常運(yùn)行時(shí)裝置具有均勻工頻電場(chǎng)的作用，線(xiàn)路發(fā)生雷擊時(shí)，在絕緣子串的兩端有雷電的過(guò)電壓，而保護(hù)間隙的雷電沖擊放電電壓低于絕緣子串的放電電壓，所以首先放電的是保護(hù)間隙，它形成的放電通道把沖擊電弧與持續(xù)的工頻電弧引走，使得合成絕緣子不被電弧灼燒而受到損壞。

4　裝置的應(yīng)用注意事項(xiàng)

1）先明確裝置所用場(chǎng)所，尤其是線(xiàn)路絕緣子的型號(hào)，拿三組絕緣子在試驗(yàn)室試驗(yàn)，在雷電全波沖擊的情況下，明確它的50%雷電沖擊放電電壓。

2）若是絕緣導(dǎo)線(xiàn)，用一段絕緣導(dǎo)線(xiàn)與絕緣子組合，然后再做雷電全波沖擊試驗(yàn)，明確該組合后的50%雷電沖擊放電電壓。

3）把過(guò)電壓保護(hù)裝置并上后，做雷電全波沖擊試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整間隙的大小，使它的50%雷電沖擊放電電壓達(dá)到安裝使用要求。

4）在線(xiàn)路上安裝裝置時(shí)，要對(duì)桿塔接地，且其電阻要低于30Ω。如果桿塔本身的接地滿(mǎn)足要去，也可以不另外再接地，但是裝置的接地要和桿塔的內(nèi)筋相互連接。

5　同類(lèi)技術(shù)對(duì)比

1）在發(fā)生雷電時(shí)，間隙動(dòng)作能把雷電過(guò)電壓泄入大地，所以這個(gè)裝置能非常有效地對(duì)配電線(xiàn)路上的絕緣子與設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，不被雷電損壞，也能把裝置用在變電所的出線(xiàn)側(cè)，來(lái)阻止雷電侵入波線(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的危害。

2）雷電所產(chǎn)生的工頻電弧、沖擊電弧作用間隙的電極間，就能讓絕緣導(dǎo)線(xiàn)不會(huì)被雷電所擊穿，也就不能產(chǎn)生著弧點(diǎn)，也能讓電弧弧根固定而不被燒斷，極大地預(yù)防了絕緣導(dǎo)線(xiàn)被雷擊斷線(xiàn)的情況發(fā)生。

3）如果在配電線(xiàn)路上遭受了雷擊，出現(xiàn)單相接地情況，單相接地的電弧是在球型電極間作用，原因是間隙動(dòng)作電壓比絕緣子的擊穿電壓小，這是純空氣間隙會(huì)因?yàn)榭諝獾碾妱?dòng)力、去游離與風(fēng)力使得熄弧的能力比絕緣子沿面強(qiáng)，故球型間隙保護(hù)會(huì)使單相接地電弧熄滅，從而使配電網(wǎng)恢復(fù)到正常。

4）假如發(fā)生雷擊，使兩相球的間隙擊穿，造成相間的短路，使線(xiàn)路發(fā)生跳閘，間隙間電弧熄滅，因?yàn)榭諝馊ビ坞x能力強(qiáng)，間隙間的絕緣強(qiáng)度迅速?gòu)?fù)原，能提高線(xiàn)路重合閘的成功率。而如果絕緣子發(fā)生相間閃絡(luò)，就會(huì)有可能因?yàn)槔纂娏骰蛘吖ゎl續(xù)流的作用使絕緣子表面損害或者打炸，造成重合閘的失敗，所以采用這種方式能提高配電線(xiàn)路雷擊后的重合閘成功率。

5）裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔便于巡視檢查，基本不需維護(hù)。

[1]李景祿.配電網(wǎng)頻發(fā)故障的原因分析及整改措施[J].高壓電技術(shù)，1995，21（1）：37-39.