探讨过电压保护器在10kV架空绝缘线中的应用

潘广华

（佛山市南海飞宇电力电器安装有限公司广东省佛山市528231）

摘要：10kV过电压保护器的功能主要是通过吸收雷电的放电能量和限制感应过电压来保护配电线路免受雷击伤害。通过对10kV架空绝缘线安装过电压保护器，可以有效加强10kV架空绝缘线的防雷能力和减少雷击断线事故的发生。

关键词：10kV过电压保护器；10kV架空绝缘线

1引言

无论国内或国外，在配电线路上都已大量地使用10kV架空绝缘线。配电线路的绝缘化已是一项成熟的技术。但是，10kV架空绝缘线在使用过程中，也出现了一些影响运行安全的问题。其中，最为普遍的问题，是被雷击后经常发生断线的事故。10kV架空绝缘线雷击断线事故频频发生，严重危害了配电网的供电可靠性和安全性，影响人民群众的生产、生活用电。因此，根据10kV架空绝缘线的维护运行与雷击断线发生情况，研究10kV架空绝缘线的防雷保护措施具有相当实际的意义。

本文通过对过电压保护器在10kV架空绝缘线中应用的探究，根据实际运行情况，比较和研究过电压保护器在预防雷击的实施效果，对作业经验作出总结，为预防10kV架空绝缘线雷击断线事故提供解决方案。

210kV架空绝缘线及10kV过电压保护器

2.110kV架空绝缘线的特点

2.1.1绝缘性能优异。10kV架空绝缘线由于外包有一层绝缘层，具有比10kV架空裸导线更优异的绝缘性能，可以缩短线路之间距离，降低对配电线路绝缘性要求。

2.1.2抗腐蚀能力好。与裸导线相比，由于10kV架空绝缘线与空气接触的面积小，受氧化腐蚀的程度也较小，具有很强的抗腐蚀能力，能够延长配电线路的使用寿命。

2.1.3抵抗外力破坏。10kV架空绝缘线可以减少受飞飘金属物、尘土和树枝等外在因素的影响，减少接地及相间短路事故的发生。

2.210kV过电压保护器的结构

图110kV过电压保护器的构成图

10kV过电压保护器由限流元件和串联不锈钢引流环组成,其结构如上图1所示。

图中:1-10kV架空绝缘线；2-绝缘子；3-横担；4-连接金具；5-不锈钢引流环；6-限流元件的上电极；7-氧化锌阀片；8-硅橡胶绝缘外套；9-限流元件的下电极。

310kV架空绝缘线雷击断线事故的原因

10kV架空绝缘线的雷击耐受特性与10kV架空裸导线的不同：当直击雷或感应雷过电压作用于10kV架空裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，并在工频续流烧断导线或是损坏绝缘子之前引起断路器动作（线路上没有避雷器情况下），切断电弧；对于10kV架空绝缘线，在雷击过电压闪络时，瞬间电弧的电流很大但时间很短时，仅在10kV架空绝缘线绝缘层上形成击穿孔，不会烧断导线。但是，当雷电过电压闪络，特别是在两相或三相之间闪络而形成金属性短路通道时，会引起数千安培工频续流，电弧能量将骤增，此时，由于10kV架空绝缘线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移，高温弧根被固定在绝缘层的击穿点，在断路器动作之前烧断导线。由此可见，雷击过电压引起工频续流是导致10kV架空绝缘线雷击断线的主要原因。[1]

410kV过电压保护器在10kV架空绝缘线中的安全保护方式

传统的安全保护方式是安装氧化锌避雷器，但其破坏了10kV架空绝缘线的主绝缘，可能会因防水胶布包裹不好而导致10kV架空绝缘线线芯进水，容易在线路弧垂最低点处聚集水份进而发生电化腐蚀，经过一段时间后会出现因腐蚀而断线的情况。而且氧化锌避雷器在使用时，长期承受工频电压的作用，万一氧化锌避雷器意外损坏，将会增加配电线路发生接地故障的危险。

新的安全保护方式中，10kV过电压保护器与绝缘子并联安装，不破坏10kV架空绝缘线的主绝缘层。10kV过电压保护器是由非线性电阻限流元件（氧化锌阀片）及串联放电间隙（不锈钢引流环）组成。当10kV架空绝缘线安装有过电压保护器，在雷电过电压闪络后，引起的工频续流流过过电压保护器，非线性电阻限流元件（氧化锌阀片）利用其电压高时阻值低，电压低阻值高的特性，将正弦波形的工频续流转变成尖顶波，尖顶波电流在过零前有相当长的时间电流幅值较小，同时，限流元件的残压削减放电电压，截断工频续流使电弧瞬间熄灭。此时，串联间隙起隔离作用，保护限流元件耐受较高的过电压而不损坏，有效地阻止10kV架空绝缘线发生雷击断线事故。10kV过电压保护器的安装无需破坏10kV架空绝缘线的主绝缘，从而降低了10kV架空绝缘线线芯进水而发生电化腐蚀的风险。而且由于10kV过电压保护器与绝缘子是并联安装，即使10kV过电压保护器意外损坏，也不会导致配电线路发生故障。此种安全保护方式更加安全可靠，值得在已运行中的10kV架空绝缘线中推广应用。[2]

5安装方式

5.1选点安装原则

5.1.110kV过电压保护器原则上优先在已装有地网的杆塔、台变、开关和电缆引上（下）等构架安装，并单独使用接地引下线连接到原有地网，不能与原构架接地共用引下线。

5.1.2选点安装的优先顺序如下：雷害黑点，台变、开关和电缆等设备构架→耐张铁塔→直线铁塔→直线杆。

5.1.3按照约300米一组的距离布置10kV过电压保护器安装点。

5.2注意事项

5.2.1重点排查10kV架空绝缘线跨越线路、鱼塘水库等雷害黑点，所有雷害黑点两侧杆塔可以优先考虑安装10kV过电压保护器，且可适当增加安装套数。

5.2.2要求所有杆塔上的变压器台架都要安装10kV过电压保护器，开关和电缆引上（下）等构架如具备安装条件也可以安装。

5.2.3如果一个耐张段的两个耐张塔都安装有10kV过电压保护器，中间的10kV架空绝缘线可以不再安装（如确实需要安装的，可优先选择直线塔进行安装）；如果耐张塔不具备安装条件，则优先安装在靠近耐张塔的直线塔。

5.2.4耐张塔的10kV过电压保护器应安装在跳线瓷横担上，如没有跳线瓷横担则不安装；台架和开关等的10kV过电压保护器，最好安装在10kV架空绝缘线引下线的第一组瓷横担上。

6运行维护

6.1在10kV过电压保护器的设计时，要充分考虑其避雷效果。提高10kV过电压保护器的防雷性能，必须要考虑：串联间隙与绝缘子的配合。在10kV过电压保护器受到雷电冲击的时候，串联间隙将带动氧化锌阀片，从而避免出现闪络；重视工频续流的作用，确保切断能够实现；关注工频以及操作过电压的耐受性，注意保证串联间隙不被工频以及过电压击穿。

6.2在10kV架空绝缘线中，10kV过电压保护器最大的伤害往往来源于谐波，它不仅会使10kV过电压保护器的正常运行受到影响，还会导致它的使用寿命缩短。改进的10kV过电压保护器带有脱离机构，可以有效降低故障出现的几率，更好地保护了10kV架空绝缘线的安全。

6.3在10kV过电压保护器的施工安装中，施工人员要严格按照规程进行施工，确保10kV过电压保护器的安装规范、合理，减小故障的发生率。

6.410kV架空绝缘线中过电压保护器的正常运行，离不开后期的维护工作。运维人员应认真检测10kV过电压保护器的性能，对于出现的故障要及时寻求对策解决。

6.5通过加强巡检工作，来实现对10kV架空绝缘线中过电压保护器的有效维护。可以对每一个10kV过电压保护器建立对应的档案，清晰记录下它们各自的运行情况，确保维护工作有针对性地进行，这样才会更有实效。[3]

7结束语

在10kV架空绝缘线中，正常高效运行的过电压保护器能够降低雷电灾害对线路带来的损害，减少雷击断线事故的发生，提高供电可靠性和安全性，保证人民群众正常的生产、生活用电，更好地满足社会经济发展的需要。因此，我们应大力推广过电压保护器在10kV架空绝缘线中的应用。并从实践中总结经验，正确安装10kV过电压保护器，加强日常运行维护，最大限度地发挥10kV过电压保护器的保护作用，保障10kV架空绝缘线的安全运行。

参考文献

[1]余恒祥,郑辉,李永珍.影响10kV配电线路故障的几个关键问题探讨[J].价值工程,2012,31(29):52-53.

[2]王景然,朱泓霖.探讨10kV线路过电压保护器运维及故障原因[J].黑龙江科学,2014,5(6):83-83.

[3]李博.探讨10kV绝缘化线路过电压保护器的运维注意事项[J].企业改革与管理,2014(8):170-170.