刘湘衡 王文聪 杨爱华

摘要：10KV线路是基层电网重要线路，雷电严重危害电网的安全。本文阐述10KV线路避雷器的发展路径，通过分析线路避雷器三个重要的发展阶段，结合国家建设智能电网，构建坚强电网的要求，探讨10KV线路避雷器简单型、智能型、精品型的发展趋势。

关键词：10KV线路避雷器；发展路径；简单型；智能型

10KV线路是基层电网重要线路，尤其是农村电网的骨干输电线路。随着配电线路逐步绝缘化，绝缘导线在解决了裸导线的安全问题的同时，其自身容易遭受雷击，发生断线事故、跳闸。安装线路型避雷器，有效提高线路耐雷性能，避免雷电过电压自进线段侵入变电站，从而保护输变电设备。

一、10KV线路避雷器的发展路径

1、气体放电型避雷器时代

纯空气间隙是最原始的一种避雷器，早期的10kV线路避雷器是羊角形间隙。保护间隙由一对电极和电极之间的空气间隙组成，10kV线路常采用角型间隙，主间隙值25mm，辅助间隙值10mm，外观类似羊角，所以被称作“羊角间隙”。间隙距离决定避雷器的击穿电压，击穿电压稍高于线路的工作电压。空气间隙闲时呈现开路状态，过电压来时击穿空气间隙，过电流通过空气间隙到接地电极入地，泄放電流。

气体放电型避雷器优点：结构简单；缺点：放电时延较长（μs级），冲击击穿电压高，残压波形陡峭（dV/dt较大），维护成本高。

2、碳化硅避雷器时代

20世纪50年代，碳化硅避雷器开始出现。碳化硅避雷器，采用火花间隙和碳化硅阀片叠装于瓷套内。火花间隙平时将阀片电阻和工作母线隔离，以免由工作电压在阀片电阻中产生的电流使阀片电阻烧坏。工作时火花间隙将被击穿并引导雷电流通过阀片电阻泄入大地，在过电压时放电和切断电源供给的续流。碳化硅避雷器按结构分为普通阀式和磁吹阀式两种。

碳化硅避雷器只有雷电幅值即最大幅值限压保护功能，无雷电陡波保护功能，无连续雷电冲击保护能力，动作特性稳定性差，动作负载重。

3、氧化锌避雷器时代

1968年日本松下公司研制氧化锌避雷器。经过不断发展，氧化锌避雷器逐渐取代了碳化硅避雷器，成为时下最好的避雷装置，防雷设备步入了氧化锌避雷器时代。

氧化锌避雷器通常称作金属氧化物避雷器（MOA）。金属氧化物避雷器的阀片材料以ZnO为基体，添加少量的Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非线性电阻体，氧化锌阀片又叫压敏电阻。氧化锌避雷器用氧化锌良好的非线性伏安特性起到泄流和开断的作用，线路系统正常运行时，氧化锌阀片呈现高阻状态，类似于绝缘体，流过避雷器仅为微安或毫安级电流，避雷器相当于休息状态，当金属氧化锌避雷器上的电压超过压敏电压的电压时，阀片“导通”将大电流通过阀片接地泄放过电压的能量，动作后无续流，从而保护线路，高于压敏电压的电压撤销后，避雷器又恢复了高阻状态。

氧化锌避雷器的优点：结构简单，通流能力大，保护性能优越，良好的机械性能，密封性好，耐污秽性能好。

二、10KV线路避雷器发展趋势

国家在电网这一块，大力发展智能电网，提高电网运行质量，实现“零停电”，构建坚强的电网。10KV线路逐步绝缘化后，安装防雷设施是电网建设的重要工作。对于生产避雷器企业来说，市场需要安装便捷、质量精良的线路避雷器，甚至是智能化的线路避雷器。

1、简单型

理论上要消除10kV架空绝缘导线线路的雷击跳闸和雷击断线，应该采取每基杆塔均安装避雷器，因此安装避雷器工作量大。安装施工方便的防雷设施自然受到用户的青睐，而对于新装线路来说更是如此。防雷绝缘子应运而生，既用于架空线路的绝缘支撑，又可以防止架空绝缘导线雷击断线。

目前，市面上防雷绝缘子采用的多是内置间隙，由于间隙在防雷设施内部，内部间隙气体遇到环境恶化，气体膨胀容易爆炸，把复合外套炸开。南京紫峰电力设备有限公司生产的外置间隙的防雷绝缘子，有效地解决了内置间隙防雷绝缘子的缺陷，延长了产品的使用寿命。

2、智能型

国家大力发展智能电网，提高电网运行质量，实现“零停电”，构建坚强的电网。智能电网主要是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，即“坚强的智能电网（Strong Smart Grid）”。

据不完全统计，县域配电网雷击跳闸次数占故障跳闸比率16%左右。雷害成为危害电网安全的巨大隐患。对于重要负荷的线路，安装避雷器，最大限度降低雷击断线、跳闸率。配电自动化，线路避雷器的自动化无疑是其中的重要成员。线路避雷器的自动化可以为电网勾勒出线路雷击的区域轻重的分布，更加有针对性地防护、消除雷击对线路的危害。

南京紫峰电力设备有限公司运用先进的传感技术、物联网技术等，采用先进的设备和工艺，生产出远程故障信息上传的10KV线路避雷器，让智能避雷器防雷进入大数据、云计算，标志着防雷设备进入自动化时代，成为避雷器发展划时代的里程碑。

3、精品型

目前，电网采用的是次低价中标的方法，选择供应商。国网抽检发现，受价格影响，有些不良设备厂家降低设计标准，偷工减料，导致设备质量低下，影响配电网的安全运行。质量低下防雷设备进入线路上，线路断线事故、跳闸概率大幅提高，一旦事故发生，有时多个施工队同时巡查线路，花很长时间才找到事故源头，大大增加了运维成本，影响地方社会生产、生活。

国家电网基层单位和国网有关部门都注意到质量低下产品的危害性，国家电网公司相关部门表示今后完善招标采购综合评估机制，从源头上加大技术的比权重，加强入网设备抽检技术把关，加大对不良供应商的处罚。这对于厂家来讲是机遇，厂家运用工匠精神，生产防雷精品、新品意味着有更好更广的市场，生产企业少些浮躁，专心生产精品，为配网提供优良防雷设备，实现企业的可持续发展。

三、结束语

综上所述，氧化锌避雷器成为时下10KV线路避雷器最好的避雷装置，设备厂家适应、跟上智能电网发展的步伐，开发、生产智能型避雷器、精品型避雷器，可以为配电网安全运行提供有力的支撑，也驱动企业实现可持续发展。

参考文献：

[1]舒印彪.构建新一代电力系统.第三届国际能源变革论坛电力系统转型分论坛.国家电网公司，2018.10.19.

[2]张薛鸿.配电网可靠性存在的问题及解决思路.2017年中国配电技术高峰论坛.国家电网公司运维检修部，2017.7.20.

[3]许颖.交流电力系统用的金属氧化物避雷器和过电压保护及绝缘配合.全国电力系统的技术研讨会讲义，中国电力科学研究院，1997.

[4]许颖.关于交流无间隙金属氧化物避雷器技术标准的争议[J].电网技术，1998.

[5]赵进忠.从两起事故谈氧化锌避雷器的正确使用.科技资讯.2008.

[6]周启龙.刘恒赤主编.高电压技术.中国水利水电出版社.2004.

[7]程永德.防雷技术浅析.商品与质量.建筑与发展.2013.