● 江西·国网吉安供电公司 盖克胜

江西省南部罗霄山脉中段属于雷击高发地区，夏季雷击故障频发，为降低10kV线路故障发生次数，在典型区域试点采用带脱离器的固定间隙过电压保护器。总结全年运行情况来对此安装保护器前后线路耐雷水平和应用效果，认为此新型过电压保护器是雷击高发区域内有效的线路防雷措施，同时为该过电压保护器的推广应用提供了参考。

1 防雷工作的现状

江西省南部山区某县供电公司（以下简称某公司）属雷击高发地区，据统计，2016年该县因雷击导致10kV线路跳闸和接地停运次数多达78条次，对电网的安全运行及用户的正常用电造成严重影响。2017年该公司被列为江西省防雷重点督办管控单位，在10kV线路上试点应用多种防雷设备。

10kV架空避雷线安装施工时间长，造价高，所以目前主要采用在线路上安装使用10kV过电压保护器。某公司在城郊、农网线路均采用了10kV环状间隙线路过电压保护器，能保护线路不受雷电过电压影响，但该类型保护器对其它类型的过电压不能有效防护，需另外加装设备来限制。在运行中还发现有些厂家生产的环状间隙线路过电压保护器的外间隙环会随风移位，存在安全隐患。

江西省北部一些供电公司则在城郊线路上采用了10kV固定间隙过电压保护器，解决了环状间隙线路过电压保护器的间隙移位问题，但是当固定间隙过电压保护器的底部绝缘被击穿时，容易造成接地故障，而且底部绝缘被击穿时，巡线人员无法直观观察到保护器是否被击穿，给巡线工作带来不便。

2 新型配电防雷过电压保护器

鉴于以上2种过电压保护器的缺陷，新型防雷过电压保护器设计采用了在原固定间隙过电压保护器上加装热爆式脱离装置，这样底部绝缘一旦发生击穿时，热爆式脱离装置会迅速脱离，使过电压保护器本体退出线路，避免出现接地故障。某公司与南京某厂家试点研发了带脱离器的固定间隙过电压保护器，型号为YH5CX-13/40GL。

2.1 设计思路

对保护器整体结构优化设计，采用内置绝缘和高强度安装支架。具体实施方案为：首先通过一内置绝缘件将氧化锌限流元件单元与工作接零（地）点隔离，在内置绝缘件与安装支架之间用高强度的绝缘件进行连接，内置绝缘件的下部安装热爆式脱离装置，脱离装置通过软导线与接地的安装支架连接，然后在氧化锌限流元件单元与大地之间设计一个放电电极，该电极与安装支架中部的电极形成一个固定的纯空气串联电间隙，这样就保证间隙能固定。

2.2 工作原理

防雷保护器的结构见图1，保护器利用球状固定外间隙，形成对氧化锌限流元件的外放电间隙，当线路出现雷电过电压时，外间隙首先放电，雷电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，从而防止架空绝缘线路雷击断线事故的发生。当底部绝缘因故被击穿时，故障电流将直接通过热爆式脱离装置直接接地，这时脱离装置会迅速的脱离，脱离后挂勾会垂挂在支架上，便于巡线人员观察发现，同时由于过电压保护器已脱离线路，避免了接地故障地发生。

图1 固定间隙过电压保护器结构图

2.3 试验数据分析

某公司与厂家开展研制过程中，对多种绝缘材料进行了试验，并对其制造的样品进行测试，验证各项性能指标是否能达到设计要求。验证的试验绝缘材料分别是瓷绝缘子、带伞裙的、不带伞裙的、环氧玻璃纤维丝缠绕管、布缠绕管、环氧套筒、环氧树脂复合材料等。研发人员最终确定内置绝缘件为环氧树脂复合材料制成的绝缘子。

对YH5CX-13/40GL型带脱离器的固定间隙过电压保护器进行冲击试验，试验结果表明，YH5CX-13/40GL型过电压保护器电流、电压的冲击耐受效果优于市场上的同类产品，且过电压保护器呈现出残压低、放电特性稳定的优越特性，外放电间隙多次动作后底部（内部）绝缘良好，放电电压在间隙距离固定下呈稳定性。

2.4 性能优点

（1）间隙距离固定，便于工人操作，避免安装工艺现场实施困难的问题。

（2）应用内置绝缘技术，外绝缘件连接安装支架，具有双重绝缘结构，彻底杜绝接地故障。

（3）脱离装置因避雷器故障后会迅速脱离，垂挂在支架上，便于巡线人员观察发现。

（4）装置采用手术微创方式连接到线路上，不需要剥离导线绝缘层，不损伤导线。

（5）保护性能好，YH5CX-13/40GL过电压保护器1.2/50μS的放电电压不大于75kV，放电特性远胜于其他过电压保护设备。

3 试运行和应用

某公司2017年在江西南部罗霄山脉雷暴高发地区18条10kV线路上安装了233组该新型过电压保护器，并安装雷电计数器监测运行效果。在2017年8月，江西南部持续70小时遭遇雷暴气候，上述18条线路均被直击雷击中，变电站避雷器计数全部动作，除1条线路被直击雷击中C相，因接地体泄流不畅导致对B相反击进而使该线相间短路跳闸外，其余17条线路均保持可靠运行。经过一个雷雨季节的考验，18条线路均未发生雷击断线事故，雷击故障引发的跳闸仅一次，同期雷击跳闸率降低了93%，雷击断线事故降低了70%，因断线造成的停电时间缩短了80%，大幅降低了巡线人员工作量。

雷击跳闸的线路由于过电压保护器带有脱离装置，其动作情况非常直观明显，便于巡视人员研判故障区域，因此巡线人员能在平均40分钟内就准确发现放电点，大幅缩短了故障查找和恢复供电的时长。通过实践证明，新型过电压保护器挂网试运行效果良好，可以进一步推广使用。

4 结束语

采用加装热爆式脱离装置构成的新型固定间隙过电压保护器具有更高的运行可靠性，它在安装过程中无需人为调节间隙距离，确保了放电的稳定性，在运行中避雷器上没有承受工频电压，不会引起避雷器老化，也不会因避雷器故障而对线路正常供电造成影响。在架空绝缘线路推广应用该新型保护器，能够在城乡电网改造工程中大大提高检修效率，降低雷击断线事故率。尤其适合在雷暴频发的江西省南部地区及外省其他类似地区中推广。■