张彦生

（山西阳煤集团兆丰铝业公司氧化铝分公司，山西 阳泉045000）

1 技术应用线路的运行工况

阳煤矿区电网电粉线为阳煤集团五矿电厂至粉末厂35 k V供电线路，全长约1.2 k m，全线共有13基杆塔，其中，8＃、13＃塔装有HY5 WX－54／142型号线路避雷器。从电厂出线前6基杆塔在电厂内，电厂内杆塔为圆柱金属杆塔，其他杆塔为角钢铁塔，全线路导线采用的是LGJ－240钢芯铝绞线架设，绝缘子采用的是XWP2－70型瓷质绝缘子，串长4片，绝缘子串50%冲击放电电压483 k V，配合保护间隙距离为510 mm。未安装可调式过电压保护装置前，线路雷击故障次数较多，绝缘子发生过多次雷击损坏现象。

2 可调式过电压保护装置技术分析

为改善电粉线雷雨季节运行工况，有效避免线路绝缘子在雷击时受到损伤，最好的办法是在雷电过电压发生时，雷电流和其随后的工频续流不流过绝缘子表面，因为如果雷电流或工频续流流过绝缘子表面时，或多或少都会使绝缘子受到损伤，且由于是固体和气体交界面的绝缘结构，受绝缘子表面污秽的影响和电场畸变的影响不利于电弧的熄灭，即雷电建弧率高，严重时会使绝缘子完全破坏。因此，为确保雷击不会对绝缘子造成破坏导致跳闸事故，通过分析，在绝缘子串两端并联一镀铜可调球型间隙，使间隙的冲击放电电压略低于绝缘子串的雷击放电电压，在雷击线路闪络时，通过并联间隙引弧角把电弧引到该间隙处，从而保护绝缘子串免受电弧灼伤。另外，由于在雷电击穿时，间隙击穿是属于纯空气击穿，一方面电弧通过引弧角并受风力和电动力的共同作用被拉长，有利于电弧熄灭，使雷击建弧率下降；另一方面，如果线路跳闸后，纯空气间隙的去游离强，间隙绝缘会迅速恢复，有利于重合闸的重合成功。因而，在电粉线绝缘子并联PKJ－35型球形过电压保护装置，一方面可有效保护绝缘子不受损坏，延长了绝缘子的使用寿命；另一方面可降低跳闸率，提高线路重合闸成功率。

3 可调式过电压保护器在电粉线的安装应用

电粉线可调过电压保护装置安装于2012年9月，其安装间距能很好地释放产生的任何形式的过电压，有效保证线路安全运行。电粉线全线路共计12级杆塔安装了该保护装置，3＃塔由于耐张塔线路转角夹角小于90°，从现状分析装设后可调距离不能满足运行要求，超过600 mm，远远大于安装间距技术要求，起不到过电压保护的作用，因此3＃铁塔未安装可调过电压保护装置。

技术要求：

（1）供电线路绝缘子串加装保护装置必须根据现场实际选择合适的间隙距离，通过测试，电粉线所需间隙距离如表1所示。

表1 电粉线绝缘子串并联保护装置的间隙距离

（2）杆塔应可靠接地，其接地电阻应不大于30Ω。

（3）可调接地支架的安装，将接地支架置于导线的左侧或右侧300 mm处，通过紧固螺栓将其紧固在横担上。

（4）PKJ－35a／b型过电压保护装置的导线电极的安装，将导线球形电极置于导线上（耐张塔的跳线上），并与接地支架的可调球形电极安装位置基本一致，电极垂直于导线。

（5）PKJ－35a／b型过电压保护装置的可调电极的安装，将可调电极置于接地支架的可调电极的安装孔内，使电极基本垂直于导线，并与导线电极水平距离保持300 mm以上。

4 可调式过电压保护器在电粉线应用的效果

从2012年9月安装至今，经过1年多时间的现场巡视和检查，线路运行正常平稳。现对运行情况分析如下：

4.1 线路运行安全可靠

新技术装置投入运行后至今未发生雷击引发的线路故障、绝缘子故障等跳闸事故，与历年同期相比，事故率下降50%。

4.2 有效保护绝缘子，延长其使用寿命

电粉线所处的周边环境比较恶劣，污秽严重，导致绝缘子受腐蚀，严重降低了线路绝缘效果，因而线路在经受雷电时绝缘子易受到雷电损伤。在历年对线路的春检工作中，就曾发现有部分杆塔绝缘子损伤的情况，从现场判断为雷电击伤造成的损坏，并进行了更换。应用新技术装置后，在日常巡检和2013年度的线路登杆春检工作中，均未发现绝缘子的损伤等情况，绝缘子运行情况良好。由此可见，该保护装置对于保护线路绝缘子，延长其使用寿命，起到了一定的作用。

4.3 有效减少了线路雷击损伤

镀铜可调球型间隙保护装置的使用，有效地避免了线路受雷击直击的伤害，保护了线路的安全运行。由于该装置部位未安装雷电情况动作计数装置，通过对该线路8＃点和13＃点安装避雷器计数器统计情况看，该线路均有雷击放电现象，在2013年的春检工作中，统计的电粉线遭受雷击的次数相比近几年的雷击次数有所减低，据统计2011年的避雷器动作最高达9次，而2013年的最高动作为5次，线路受雷击次数有所减少。

经过1年时间的运行，线路运行正常平稳，在经受雷击次数较多的情况下线路仍能运行可靠。由此可见，保护装置对降低线路的雷击次数，对降低线路造成的雷击跳闸情况的发生有一定的作用。但是，由于雷击情况因雷电天气发生的频繁程度、雷击强度、雷电发生位置的不同而存在较大差异，因此其保护线路免受雷击伤害的效果还有待进一步验证。

4.4 需进一步解决的问题

（1）该装置自2012年9月安装至今经过1年多的运行，已经发生了严重的锈蚀，其防雷保护作用受到极大的影响，2014年计划进行更换，并持续追踪。

（2）未装设雷电动作记录装置，防雷击效果不明显。该保护装置通过球形间隙将雷电进行消除，但是，由于保护装置部位未配置雷击过电压情况下的动作计数装置，无法从装置本身统计雷击过电压情况下的动作次数，不能准确评判其防雷击的实际效果，下一步将完善雷电动作计数装置。

（3）应用线路单一，比较效果不明显。2012年只在阳煤电网电粉线上安装应用，比较效果不明显，今年将在神马双回线路上安装使用，进一步进行效果的比对分析。

5 结语

阳泉地区地处山区，因此阳煤电网35 k V架空线路所处地理条件恶劣，经常遭受雷击，特别是由于线路绝缘子绝缘损坏造成的雷击事故更为频繁。因此，2012年阳煤电网应用了可调式过电压保护技术，在35 k V系统电粉线线路绝缘子上并联PKJ－35型球形过电压保护装置进行防雷。经过1年多的运行，效果显著，一方面可有效保护绝缘子不受损坏，延长了绝缘子的使用寿命；另一方面可降低跳闸率，较大地提高了线路重合闸的成功率。

［1］GB50057—94 建筑物防雷设计规范［S］

［2］邓杰文.山西阳煤集团矿区电网防雷技术研究［D］.长沙理工大学，2013