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10kV架空配电线路带脱离装置的跌落式避雷器应用探讨

  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2019年07月08日

 摘要:文章从10kV配电线路运行维护角度出发,分析了配电线路避雷器缺陷以及故障对架空配电线路运行造成的影响,通过带脱离装置的跌落式避雷器原理和问题分析提出了10kV免停电防雷设备的应用优势,解决了避雷器隐患消缺以及故障后免停电更换等问题。

  关键词:10kV架空配电线路;跌落式避雷器;脱离装置;免停电防雷设备;电力系统;电气设备 文献标识码:A
  中图分类号:TM862 文章编号:1009-2374(2016)09-0041-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.019
  避雷器是用来保护电力系统中各种电气设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电气设备,在电力系统中起着非常重要的作用。但由传统型的避雷器故障引发的线路跳闸或避雷器本身存在着隐患导致线路存在跳闸隐患的情况屡见不鲜。随着我国经济快速发展,人们对电能质量的要求越来越高,一旦发生突然停电事件可能对人们的生产和生活造成严重的影响,因此传统避雷器故障时引发停电事故以及需要停电检修检测的缺点已成为电力系统急需解决的问题。
  1 防雷设备研究背景及运行现状
  1.1 防雷设备运行现状
  深圳市年雷暴日为73.9,属于多雷区,线路经常受到雷害侵袭造成跳闸事故或由于避雷设备本身故障导致线路故障跳闸。以深圳大鹏供电局近3年故障为例:(1)2013年据可查数据,大鹏供电局线路跳闸总次数为38次,其中由于雷害造成线路跳闸次数为13次,由避雷器老化导致线路跳闸1次,雷害以及避雷设备导致故障次数占总次数的36.84%;(2)2014年据可查数据,大鹏供电局线路跳闸总次数为35次,其中由于雷害造成线路跳闸次数为5次,由避雷器老化导致线路跳闸5次,雷害以及避雷设备导致故障次数占总次数的28.57%;(3)2014年据可查数据,大鹏供电局线路跳闸总次数为29次,其中由于雷害造成线路跳闸次数为4次,由避雷器老化、产品质量不良和施工安装导致线路跳闸5次,雷害以及避雷设备导致故障次数占总次数的31.03%;(4)每年平均受雷击故障或由避雷器故障导致线路跳闸次数占整体线路跳闸总数的32.15%。大鹏辖区内的避雷器接地线被盗的缺陷也时常出现,接地线修复需要停电配合完成,据统计,2015年完成的60组接地线修复工作全部由停电配合完成,接地线修复消缺受停电申请制约,如线路不停电,则避雷器接地线很难修复,避雷器处于无效状态,不能对线路完成保护,且对于该条线路,是一个极大的隐患。
  1.2 研究背景
  大鹏供电局辖区线路以架空线为主,受地理位置影响,大鹏辖区雷害比较严重,避雷器对线路和设备的保护作用极为重要。大鹏辖区线路靠近海边,空气中盐分多,造成避雷器和过电压保护器腐蚀严重且老化较快,易发生故障或产生缺陷。解决办法为:(1)缺陷避雷器暂时不影响线路运行,就等到所在线路申请停电时进行消缺更换,但很被动,线路中缺陷避雷器不能起到保护线路和设备的作用;(2)线路长期未有停电申请时,缺陷避雷器可能造成故障接地导致线路被迫停运,停电后更换避雷器,这种等到故障才更换更加被动;(3)避雷器需要批量更换,也要停电配合,且停电时间长、影响范围广;(4)避雷器预试定检工作,由于停电困难不能及时进行,不能确保运行中的避雷器状态是否良好;(5)带电更换避雷器,大鹏辖区线路多跨山,部分安装点不能带电更换,且带电更换避雷器的费用较高。
  以上的解决办法都极为被动,因此选择一种能带电安装、更换、免维护的避雷器是配网运行人员急切需要的。
  2 深圳大鹏供电局现用避雷器存在的问题
  目前深圳大鹏供电局辖区内线路上避雷器样式繁多,但主流品种分为两种:一种为普通式免维护型避雷器,内部采用氧化锌非线性电阻片为主要元件。避雷器的主体元件是密封的,一般动作稳定,内部无间隙,可用于高海拔地区,结构简单、可靠。但是,当避雷器本身性能下降时,从外表无法判断,只有通过仪器测试,才能发现存在的缺陷,在夏季雷雨中,如果发生故障,由于安装位置和视角原因,故障巡视人员很难发现故障点;另一种为带脱离装置型的免维护避雷器,当避雷器本身性能下降时,脱离装置熔爆,避雷器与接地装置断开,巡视人员不通过仪器测试便可发现避雷器性能下降,已不能继续使用,需要更换。这种避雷器在日常运行维护中减少了周期性测试工作。
  实践中带脱离装置的避雷器存在一定弊端:一种情况为脱离装置与避雷器配合不好,脱离装置在避雷器本身性能未下降时便已脱离。由于避雷器是通过脱离装置接地,脱离装置脱离后导致避雷器与大地失去联系无法完成雷击泄流,避雷器失去作用。避雷器消缺更换需要停电配合,这样就会影响线路可靠运行,如果不处理,线路上所挂该种避雷器就会成为威胁线路正常运行的隐患点;另一种情况为避雷器内部故障后脱离器不脱离,脱离器失去作用,避雷器故障接地后不明显,经绝缘摇测后试送电也能成功送电,成为更隐蔽的故障点。2014年,大鹏供电局新百变电站F01新源一线在5月31日至6月14日期间共发生5次站内跳闸故障,每次故障后经绝缘摇测后恢复正常,试送电成功。最后故障设备锁定为一个带脱离器的避雷器,型号为YSWS-17/50,经核查该批避雷器由于制作工艺缺陷导致本体易受潮,但脱离器在避雷器发生故障时未脱离,电流经受潮部分与大地形成通路,导致线路跳闸。
  3 带脱离装置的跌落式避雷器的原理及针对存在问题的解决方法
  为方便避雷器故障和隐患消缺工作,一种带脱离装置的跌落式避雷器带来一种新的理念,这种避雷器经过一次停电安装该设备,在日后的避雷器运维和消缺过程中不必再受停电限制,确保线路可靠性的同时也保证线路安全稳定运行。带脱离装置的跌落式避雷器在结构上与跌落式熔断器很相近,将避雷器本体安装于绝缘底座上,通过绝缘操作杆能安装、拆除避雷器本体。为了实现免维护功能,在绝缘底座下端安装有一个脱离装置,当避雷器性能下降时,脱离装置自动熔爆,让避雷器与接地装置断开,运行人员在巡视过程中能轻易发现避雷器存在的缺陷,该类避雷器结构如图1所示: <!--endprint--> <!--startprint-->   图1
  带脱离装置的跌落式避雷器能带电安装、更换,还实现了免维护,大大减少了停电时间,提高了供电可靠性,保证了系统持续供电。
  4 其他类型带脱离装置的跌落式避雷器的改造和应用
  带脱离装置的跌落式避雷器市场上早已出现,非新产品。避雷器结构设计采用了类似户外高压跌落式熔断器的型式,可以在无需停电的情况下对避雷器进行更换预试。市场上的该种避雷器表面采用了硅橡胶材料,具有优异的耐臭氧、耐电弧性能;表面呈憎水性,使避雷器在露天环境下有良好的耐污性能,可适用于多种污秽地区;柔软而有弹性的硅橡胶外套,能使避雷器避免发生因故障引发的粉碎性爆炸,防止扩大事故。但考虑大鹏新区靠近海边的特点,当地的空气中盐污严重,复合绝缘材料会因为长时间处于恶劣环境下寿命大大缩短。导致支架以及避雷器本体出现故障的几率大大增加,为解决这一难题,深圳大鹏供电局提出对避雷器及支架进行改造的想法。带脱离装置的跌落式避雷器能带电安装、更换的前提是避雷器的支架必须能够在线路长时间运行过程中保持不被损坏。为保证支架的质量,决定将支架的金属部分改为不锈钢材料,将支架的绝缘外套改为瓷外套。避雷器本体的绝缘外套若改为瓷外套会大大增加避雷器整体的重量,不方便带电更换或安装,经反复论证后决定保留避雷器本体绝缘外套结构。改造后实物图如图2所示:
  图2
  带脱离装置的跌落式避雷器在应用时还遇到一个问题,就是如何与普通避雷器在防雷效果方面开展优势和劣势比较。为解决这一问题,深圳大鹏供电局在安装避雷器的同时加装计数器,统计雷击线路以及避雷器动作的次数。
  5 结语
  综上所述,随着科学技术的飞速发展以及人们生活质量水平的提高,供电人已经在社会进步发展的同时,越发意识到避雷器对10kV架空配网线路运行的重要性,中压配电网中为了保护线路及设备免大气过电压和操作过电压的损害,使用了大量的避雷器。为了减少避雷器故障造成的线路跳闸的次数,减少避雷器消缺工作带来的停电时间,有效提高供电可靠性,避雷器结构在不断改良。这种带脱离装置的跌落式避雷器的出现改变了过去对避雷器繁重运维工作的局面,大大降低了运维成本,同时还提高了供电可靠性,保证了系统持续供电,值得在配网中应用。
  参考文献
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  作者简介:潘杰(1988-),男,广东深圳人,供职于深圳供电局有限公司,研究方向:配电运行。
  (责任编辑:蒋建华)

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