防止10kV架空绝缘导線(xiàn)雷击断線(xiàn)的防范和技术措施
2022-04-20 10:34:48 | 来自: 青岛汉河電(diàn)缆销售公司 | 浏览次数:
根据绝缘导線(xiàn)雷击断線(xiàn)的机理(lǐ)，总體(tǐ)上来讲，相应的防范措施主要有(yǒu)“疏导”和“堵塞”两种方式。
根据绝缘导線(xiàn)雷击断線(xiàn)的机理(lǐ)，总體(tǐ)上来讲，相应的防范措施主要有(yǒu)“疏导”和“堵塞”两种方式。所谓“疏导”就是将绝缘子附近的绝缘导線(xiàn)局部裸線(xiàn)化，使工频電(diàn)弧弧根转移或固定在特制金具上燃烧，从而保护导線(xiàn)免于烧伤。例如，芬兰在绝缘子与导線(xiàn)联结处剥离绝缘层采用(yòng)闪络保护型線(xiàn)夹；瑞典和美國(guó)将绝缘子两侧的绝缘导線(xiàn)剥离一段绝缘层并加装防弧線(xiàn)夹；日本将绝缘子处的导線(xiàn)绝缘层剥离，采用(yòng)放電(diàn)箝位绝缘子。“疏导”的方式操作简单、投资少，但局部裸露，存在密封和绝缘缺陷；另外，線(xiàn)夹装置经常会存在抗震性能(néng)较差的问题，在線(xiàn)路风吹舞动时，常发生故障。所谓“堵塞”就是阻止雷击闪络后工频续流起弧，例如日本大量采用(yòng)过電(diàn)压保护器，即带串联环型外间隙金属氧化物(wù)避雷器。
经济发达國(guó)家采用(yòng)架空绝缘导線(xiàn)输配電(diàn)的时间较長(cháng)，积累了大量运行经验。為(wèi)了降低日益高涨的雷击断線(xiàn)事故率，先后采用(yòng)了不少预防措施和方法，具體(tǐ)如下：(1)架空避雷線(xiàn)在空旷地區(qū)，同杆架设架空避雷線(xiàn)以对付配電(diàn)架空绝缘線(xiàn)路感应过電(diàn)压，这是一种投资较大的传统方法。但是，由于配電(diàn)線(xiàn)路设计的绝缘水平较低，雷击架空避雷線(xiàn)后非常容易造成反击闪络，仍然会引发工频续流熔断绝缘导線(xiàn)。故该方法國(guó)外目前较少采用(yòng)。
(2)氧化锌避雷器近年来，人们利用(yòng)氧化锌避雷器非線(xiàn)性電(diàn)阻特性和快速阻断工频续流的特性，广泛应用(yòng)于線(xiàn)路以限制雷電(diàn)过電(diàn)压，但其保护范围小(xiǎo)，况且必须破开绝缘层的原故，可(kě)能(néng)引起绝缘导線(xiàn)芯进水，导致氧化锌避雷器导線(xiàn)弧垂处電(diàn)化學(xué)等腐蚀断線(xiàn)。同时在承受工频電(diàn)压时可(kě)能(néng)引起氧化锌阀片老化，出现增加运行维护量。
此法具有(yǒu)很(hěn)好的保护效果，此法在日本、美國(guó)、加拿(ná)大等都通过投入巨资得到应用(yòng)。
(3)钳位绝缘子日本东京電(diàn)力公司采用(yòng)放電(diàn)钳位绝缘子以防止绝缘导線(xiàn)雷击断線(xiàn)。即在绝缘导線(xiàn)固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属線(xiàn)夹，并设置引弧放電(diàn)间隙。当雷電(diàn)闪络引发工频续流时，工频续流在该金属線(xiàn)夹上燃弧直至線(xiàn)路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导線(xiàn)。但有(yǒu)更换绝缘線(xiàn)的投资成本较大及必须破开绝缘层可(kě)能(néng)引起绝缘导線(xiàn)芯进水，导致导線(xiàn)弧垂处電(diàn)化學(xué)腐蚀而断線(xiàn)等不足。
(4)增長(cháng)闪络路径通过增長(cháng)闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘線(xiàn)路雷击断線(xiàn)事故的另一思路。俄罗斯國(guó)家電(diàn)力公司首先提出長(cháng)闪络间隙保护方式。在横担上安装一U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导線(xiàn)之间的冲击放電(diàn)電(diàn)压比绝缘子放電(diàn)電(diàn)压低。当雷電(diàn)过電(diàn)压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够長(cháng)，就可(kě)以阻止工频续流建弧，切断工频续流，但如何保持间隙的问题和如何与同杆其它線(xiàn)路保持标准间距问题尚未解决。
(5)提高線(xiàn)路绝缘水平将配電(diàn)線(xiàn)路中的瓷绝缘子更换成為(wèi)硅橡胶绝缘横担，全線(xiàn)提高線(xiàn)路绝缘水平，雷電(diàn)引发的工频续流因爬距大而无法建弧。但投资造成较高，改造工程较大。
(6)绝缘線(xiàn)路雷击过電(diàn)压保护器一些多(duō)雷害國(guó)家如日本、澳大利亚、美國(guó)和欧洲等，近年来在架空绝缘線(xiàn)路上大量推广应用(yòng)線(xiàn)路过電(diàn)压保护器。该装置利用(yòng)外间隙，形成对氧化锌限流元件的外放電(diàn)间隙，当線(xiàn)路出现雷電(diàn)过電(diàn)压时，外间隙首先放電(diàn)，雷電(diàn)流经氧化锌限流元件释放，而工频续流则被氧化锌限流元件截断，从而防止架空绝缘線(xiàn)路雷击断線(xiàn)事故的发生。该方法在诸多(duō)國(guó)家推广应用(yòng)四年以来，有(yǒu)效地防止雷击断線(xiàn)事故的发生，受到许多(duō)國(guó)家普遍欢迎，正逐步取代上述各种预防措施。
上述技术方案中无间隙避雷器和绝缘線(xiàn)路过電(diàn)压保护器应用(yòng)效果相对较好，而且应用(yòng)比较广泛。
下面就这两种技术方案作进一步的探讨。
无间隙型避雷器无间隙型避雷器用(yòng)于線(xiàn)路防雷时，避雷器与导線(xiàn)直接连接，这是電(diàn)站型避雷器技术的延续，具有(yǒu)吸收冲击能(néng)量可(kě)靠，无放電(diàn)时延等优点(另一种為(wèi)带间隙型：避雷器与导線(xiàn)通过空气间隙来连接，只在雷電(diàn)流作用(yòng)时才承受工频電(diàn)压的作用(yòng)，具有(yǒu)可(kě)靠性高、运行寿命長(cháng)等优点)。
但由于无间隙避雷器長(cháng)期承受工频電(diàn)压的作用(yòng)，还要间歇地承受雷電(diàn)过電(diàn)压及工频续流的作用(yòng)，避雷器容易老化，因此避雷器故障很(hěn)多(duō)。由于避雷器与导線(xiàn)直接连接，当避雷器发生故障时，可(kě)能(néng)会影响線(xiàn)路的正常供電(diàn)。
绝缘線(xiàn)路雷击过電(diàn)压保护器線(xiàn)路过電(diàn)压保护器的限流元件与線(xiàn)路绝缘子并联，当雷击塔杆或避雷線(xiàn)时，雷電(diàn)流引起的高電(diàn)位使線(xiàn)路保护器的串联间隙动作，降低了塔臂和导線(xiàn)之间的電(diàn)位差，保证绝缘子不再闪络，从而避免線(xiàn)路跳闸停電(diàn)。在串联间隙动作后，限流元件本體(tǐ)的残压不仅被限制到遠(yuǎn)低于绝缘子内闪络電(diàn)压，而且在雷電(diàn)压过后的系统工频電(diàn)压下，能(néng)自己熄灭工频续流，保证正常供電(diàn)。
这种装置具有(yǒu)以下几个优点：①線(xiàn)路正常运行时，过電(diàn)压保护器不承受持续工频工作電(diàn)压的作用(yòng)，处于“休息”状态限流元件電(diàn)阻阀片的荷電(diàn)率可(kě)以取得高一些，雷電(diàn)冲击残压可(kě)以随之降低；②限流元件只有(yǒu)在一定幅值的雷電(diàn)过電(diàn)压作用(yòng)下串联间隙动作后，限流元件本體(tǐ)才处于工作状态，因此其外绝缘水平(绝缘外套爬電(diàn)距离)可(kě)以低于无间隙避雷器。
③在正常设计的線(xiàn)路上，有(yǒu)足够的耐受操作过電(diàn)压的能(néng)力，间隙大小(xiǎo)可(kě)选择避免操作过電(diàn)压作用(yòng)的动作，这样可(kě)以大大减轻限流元件动作负载试验的压力。
④因不锈钢引流环串联间隙的隔离作用(yòng)，即使限流元件電(diàn)阻片劣化，也不至于影响線(xiàn)路的正常运行。
实际上，有(yǒu)关资料显示，日本到1999年1月已有(yǒu)不同電(diàn)压等级的47000多(duō)只線(xiàn)路用(yòng)过電(diàn)压保护器在运行中。显然，日本已大量采用(yòng)線(xiàn)路过電(diàn)压保护器来提高输電(diàn)線(xiàn)路耐雷水平，并且取得了很(hěn)好的运行效果。
