[实用新型]带外串间隙的避雷器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种架空线路的避雷器，尤其是一种防止10kV系统架空绝缘导线雷击损坏的带外串间隙的避雷器。

背景技术

近年来，为了减少树木、鸟害、雨雪等外部原因引起的架空配电线路故障，提高供电可靠性，缩小线路走廊，国内外的配电网架空线路中大量采用绝缘导线，但架空绝缘导线因雷击而断线的问题却十分突出，并随着绝缘导线线路长度增加而急剧上升，已成为严重威胁配电网线路安全运行的主要问题。如何妥善解决雷击断线问题，确保配电网的安全运行已经成为一个十分迫切需要解决的重要问题。

雷击过电压作用于裸导线引起闪络时，工频短路电流电弧在电磁场力的作用下沿着导线向背离电源方向滑动，不会集中在某一点烧灼，所以不会烧伤导线。而雷击绝缘导线引起闪络，导线绝缘层形成为一小针孔，接续的工频短路电流电弧受绝缘层的阻隔，弧根只能在集中在针孔处燃烧而不能沿导线滑移，加之导线的张力，这样在极短的时间内导线就会被整齐地烧断，因此，架空绝缘导线的雷击断线故障率大大高于裸导线。

目前绝缘导线雷击断线的相应防范措施大致为：

1.改进导线的材料、结构形式，使金属导体耐温提高，散热更好，股间不易渗水；

2.采用新型限流式开关，一旦出现工频短路电流，开关会自动限制工频续流，防止断线；

3.绝缘子两侧导线局部采取加强绝缘、延长(雷击后)工频干弧闪络路径、从而降低工频续流建弧率；

上述几种措施在国外已有应用，在我国尚待开发。

4.架空避雷线：同杆架设架空避雷线，这是一种投资较大的传统方法。但是，由于配电线路的绝缘水平较低，雷击架空避雷线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线。

根据架空绝缘导线雷击断线机理分析可以看出，限制雷电流引起的工频续流的幅值(限流)或防止工频续流集中于击穿的针孔处燃烧(分流)是防止架空绝缘导线线路雷击断线事故的主要方法。

(1)“分流”就是将绝缘子附近的绝缘导线剝开，局部裸露，在导线剝离处装有特制金具，使其与绝缘子横担处形成一个远小于绝缘子干弧距离的放电间隙。当雷击时，会“优先”击穿此间隙，而不击穿导线绝缘层，使工频电弧的弧根转移或固定在特制金具上燃烧，从而保护导线免于烧毁。例如，芬兰在绝缘子与导线联结处剥离绝缘层采用闪络保护型线夹；瑞典和美国将绝缘子两侧的绝缘导线剥离一段绝缘层并加装防弧线夹；日本将绝缘子处的导线绝缘层剥离，采用放电钳位绝缘子；中国采用穿刺引弧线夹等。

“分流”的方式局部剝开导线绝缘层，然后再加以遮盖，存在众多的密封和绝缘缺陷，使一根原本完好的绝缘导线变得千疮百孔，长期运行后，水分会沿剝离处慢慢渗入至导线内部，容易在线路弧垂最低点处产生积聚水分并形成电化学腐蚀，运行至六、七年后会发生腐蚀断线事故。

由于放电间隙距离远小于绝缘子的干弧距离，使增大绝缘子的爬距及干弧距离变得毫无意义，而一旦遭雷击线路变得更易击穿闪烙和跳闸。同时，由于没有限流措施，工频续流会严重烧损横担与特制金具，而使其成为易耗品。

(2)“限流”就是限制雷击闪络后工频续流值而不起弧。

a.配电型无间隙型金属氧化物避雷器

近年来，人们利用氧化锌电阻片非线性和快速阻断工频续流的特性，广泛应用于线路以限制雷电过电压，取得了较好的效果。

但由于无间隙避雷器要与导线直接连接，须剝开绝缘导线，也破坏了导线的绝缘和密封。避雷器故障时会造成系统死接地，影响线路的正常供电，同时带来年度维护工作量大及查找故障点困难的问题，因此在线路上应该慎用。

b.日本很早就大量采用过电压保护器即带外串环状间隙金属氧化物避雷器，这在教科书上也有记载。避雷器由本体(由非线性电阻片组成)及串联放电间隙(圆环状电极)组成，圆环状电极套在针式绝缘子上，与导线间并不直接联接，(这样不需剝开绝缘层)而是与导线间形成一定距离的间隙。当雷击导线时，外串环状间隙首先放电。雷电流经氧化锌非线性电阻片释放，降低了导线和地之间的电位差，保证绝缘子不再闪络，从而避免线路跳闸停电，而雷电流过后，非线性电阻片等效电阻瞬间增大，工频续流则被截断，因此不会烧损导线与放电间隙。