摘要：為進(jìn)一步降低線路跳閘率、提高輸電線路在雷季的運(yùn)行可靠性，有必要改善線路防雷水平。采用新型合適的防雷措施——線路懸式合成外套氧化鋅避雷器，是一個(gè)很好的方法。本文就線路避雷器的選型、安裝及維護(hù)三個(gè)方面進(jìn)行了闡述，以使該新技術(shù)能進(jìn)一步推廣應(yīng)用，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

前言：上海電網(wǎng)在迅速發(fā)展的同時(shí)，通過對原有輸電線路的技術(shù)改造和維修，使得線路的整體健康水平有較大程度的提高。但重要輸電線路或偏遠(yuǎn)地區(qū)巡視、檢修困難的線路在每年雷季仍發(fā)生雷擊跳閘，對電網(wǎng)構(gòu)成較大威脅。為降低線路跳閘率、提高輸電線路的運(yùn)行可靠性，有必要進(jìn)一步改善線路的防雷水平，采用新型合適的防雷措施。故在90年代后開發(fā)線路用懸式合成外套氧化鋅避雷器這項(xiàng)新技術(shù)，解決了以往的氧化鋅避雷器采用瓷外套、重量大、只能采用座式安裝這一問題。而合成外套避雷器重量輕、尺寸小，機(jī)械和電氣性能優(yōu)良，很適宜于在線路上懸掛使用。

為此，我公司自2002年起在多條220kV輸電線路的鐵塔上使用了合成外套氧化鋅避雷器，均安全運(yùn)行至今。以下就線路用合成外套氧化鋅避雷器的研制選型及使用作一論述。

一、線路避雷器的研制選型

線路避雷器主要應(yīng)用于輸電線路上，懸掛安裝在桿塔上與被保護(hù)線路絕緣串相并聯(lián)，用于限制雷電過電壓。為滿足懸掛式避雷器重量輕的要求，在考慮避雷器結(jié)構(gòu)時(shí)，選擇了結(jié)構(gòu)輕巧的合成外套形式。由于線路避雷器安裝運(yùn)行分布于各桿塔上，因此要求其運(yùn)行時(shí)幾乎不發(fā)生老化現(xiàn)象，以便減少維護(hù)與試驗(yàn)。鑒于以上兩點(diǎn)考慮，線路懸式避雷器總體結(jié)構(gòu)由合成外套避雷器本體和串聯(lián)間隙組成。合成外套避雷器本體由具有優(yōu)異伏安特性的ZnO(氧化鋅)電阻片固定，定位于環(huán)氧玻璃纖維芯體內(nèi)，并在外包覆硫化成型硅橡膠外套。串聯(lián)間隙由環(huán)電極、空氣間隙和護(hù)線條構(gòu)成。當(dāng)雷擊桿塔輸電線路時(shí)，由于串聯(lián)間隙的放電電壓低于線路絕緣子串 50%雷電放電電壓，雷擊使串聯(lián)間隙放電，避雷器通過雷電流，釋放并吸收了雷電過電壓能量，從而提高了線路耐雷水平，降低了雷擊跳閘率。正常運(yùn)行工況時(shí)，串聯(lián)間隙隔離工頻持續(xù)運(yùn)行電壓，本體不承受電壓，其內(nèi)的ZnO(氧化鋅)電阻片荷電率幾乎為零，“老化”現(xiàn)象亦幾乎不存在。

主要參數(shù)見表(一)YH10CX-192/560

同時(shí)著重對以下二個(gè)方面進(jìn)行研究：

1.1串聯(lián)間隙研究

交流輸電線路帶串聯(lián)間隙避雷器應(yīng)有可靠的保護(hù)作用，關(guān)鍵是串聯(lián)間隙放電可靠性要高，則要求：

(1)當(dāng)雷擊線路及桿塔接地電阻偏大發(fā)生反擊時(shí)，避雷器要可靠動(dòng)作，保護(hù)線路絕緣子串不閃絡(luò)。串聯(lián)間隙的沖擊、操作、工頻放電電壓均應(yīng)低于線路絕緣子串的放電電壓，但串聯(lián)間隙的操作沖擊放電電壓又必須大于系統(tǒng)的操作過電壓幅值。

(2)避雷器動(dòng)作后，要盡快可靠的熄弧，恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

經(jīng)研究試驗(yàn)、收集資料及吸取成功的經(jīng)驗(yàn)，對本體和串聯(lián)間隙的參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩種串聯(lián)間隙供選擇：a、棒-棒空氣間隙;b、環(huán)電極和空氣間隙。最后確定采用環(huán)電極和空氣間隙串聯(lián)間隙。通過線路絕緣子串與串聯(lián)間隙的絕緣配合、工頻和操作過電壓耐受特性、工頻續(xù)流遮斷特性的分析研究，確定串聯(lián)間隙的距離：YH10CX-192/560為850mm±50mm。

1.2合成外套及環(huán)氧芯體研究

合成外套氧化鋅避雷器的傘套可選用的材料較多，如聚脂、三元乙丙橡膠、硅橡膠等。經(jīng)調(diào)研比較后，選擇合成絕緣子專用高溫硫化硅橡膠(HTV)作復(fù)合外套，這種膠的鍵能高熱穩(wěn)定性好，有較好的耐污性能及憎水性。

線路懸式避雷器的機(jī)械強(qiáng)度主要是由環(huán)氧芯體來承受的，經(jīng)綜合分析比較，采用環(huán)氧玻璃纖維纏繞方式對電阻片進(jìn)行定位及作為支承結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對于承受15倍避雷器自重的拉伸負(fù)荷，其裕度是非常大的。

硅橡膠與絕緣芯體的粘接質(zhì)量直接影響密封性能，因此我們選擇一種特殊的偶聯(lián)劑用于外套與絕緣筒之間，使之形成化學(xué)聯(lián)接。這樣復(fù)合外套整體、一次成型直接硫化在絕緣筒外層，消除了中間氣隙，保證了電氣性能和密封性能。

二、線路避雷器的安裝選擇

2.1安裝方式

雖然線路避雷器的安裝尚無明確的規(guī)范要求，但是其安裝總體來說還是較簡單、方便的。耐張桿塔可直接安裝在跳線串上，直線桿塔則根據(jù)不同的塔型幾何尺寸加工安裝吊架。安裝方式的原則是：

(1)安裝線路避雷器應(yīng)確保桿塔外絕緣配合，符合有關(guān)的安裝流程要求。

(2)上、下法蘭結(jié)構(gòu)適應(yīng)各類桿塔需要且應(yīng)安裝方便、靈活。

(3)安裝完畢后的避雷器與絕緣子的最小空氣距離不得小于1.5米。

(4)避雷器的三相接地線宜采用絕緣銅鉸線，該三根銅鉸線串過放電指示儀鐵芯后即可與鐵芯的接地點(diǎn)相連。

(5)放電指示儀可根據(jù)便于觀察與維護(hù)原則安裝在適當(dāng)高度。該指示儀工作后需及時(shí)更換。

2.2安裝的線路與桿塔

線路避雷器的安裝地點(diǎn)是根據(jù)線路的具體運(yùn)行情況，如歷年雷擊跳閘、易擊地段、易擊桿塔等，并充分利用雷擊定位系統(tǒng)對線路雷擊進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合線路桿塔的相關(guān)參數(shù)，如地形、桿塔形式、運(yùn)行電壓、外絕緣配合等因素綜合考慮。我們選擇歷年曾多次發(fā)生雷擊跳閘的偏遠(yuǎn)輸電線路，并采取在直線桿塔三相橫擔(dān)上懸掛安裝的方式。線路安裝的具體情況見下表：

三、運(yùn)行維護(hù)及注意事項(xiàng)。

由于空氣間隙的隔離作用，在正常運(yùn)行狀況下避雷器本體幾乎不受運(yùn)行電壓，顧可免于定期試驗(yàn)。

線路避雷器在投入運(yùn)行后應(yīng)定期檢查合成外套是否完好，有無裂紋，是否有脆化、粉化跡象，安裝是否牢固，放電計(jì)數(shù)器接線是否可靠。在每年3～10月的雷雨季節(jié)期間，應(yīng)有專業(yè)運(yùn)行人員定期觀察。

在避雷器動(dòng)作后，需對傘群與護(hù)套、放電環(huán)、導(dǎo)線進(jìn)行檢查或作維護(hù)，同時(shí)作好定期記錄和次數(shù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行記錄與分析，便于今后的運(yùn)行總結(jié)。在運(yùn)行若干年后或?qū)?dòng)作后的避雷器性能有疑問，可按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其抽檢樣品進(jìn)行預(yù)試檢測。

四、結(jié)論

目前還缺少線路懸式合成外套氧化鋅避雷器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如何有效提高線路耐雷水平有待進(jìn)一步積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。今后尚需做好線路防雷基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)工作，及時(shí)跟蹤線路避雷器的應(yīng)用和運(yùn)行情況，掌握線路的運(yùn)行狀況，落雷密度與跳閘率關(guān)系，跟蹤運(yùn)行效果，適時(shí)進(jìn)行交流總結(jié)，以便使這項(xiàng)線路防雷新技術(shù)得到有效推廣應(yīng)用。

此外，輸電線路用懸式合成外套氧化鋅避雷器尚需進(jìn)一步規(guī)范和完善相應(yīng)的技術(shù)條件及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，解決其選型(如采用空間隙或合成絕緣子連接等)、通流容量、安裝方式、運(yùn)行維護(hù)等規(guī)范性問題，以進(jìn)一步提高運(yùn)行可靠性，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。