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摘要：配电线路裸露在大气环境下，风吹日晒、雷电冰雪极易对其造成损害，进而影响其安全运行，甚至造成严重故障，本文通过详细阐述了配电线路过电压保护的常见问题和难点，并根据具体计算提出了相应电压保护技术和对策。
关键词：配电线路；过电压；保护
配电线路的绝缘水平通常比较低，不但直击雷能造成危害，感应雷产生的过电压也能产生雷害事故，再则，配电线路能采取的防雷措施非常有限，一般不能采用架设避雷线、耦合地线等方法，只是安装避雷器进行保护。但避雷器只适用于配电线路的进出线侧和配电设备的保护，不能在配电网上大量安装，如果整个配电线路均安装避雷器，则由于数量多，因此必然导致成本高、投资大，运行维护困难，且避雷器本身在损坏时又会形成新的故障点，影响配电网的可靠运行，所以配电网的防雷问题一直是影响配电网安全运行的主要问题。输电线路由于要穿越山区、江河、丘岭等地区遭受雷击的概率也非常大，线路上所用的瓷绝缘子经长期运行后会出现“零值”和“劣值”绝缘子，使其绝缘水平降低，再加上山区大多数地区杆塔接地电阻偏高，因而“反击”率较高。一旦出现“反击”，强大的雷电流和工频电流会把绝缘子击穿，甚至造成断线事故。现在为了防污闪合成绝缘子应用量比较大，但合成绝缘子有一个致命缺点就是耐雷水平低，容易在雷电冲击下发生闪络。
为了防止线路绝缘子在雷击时受到损伤，就要保护绝缘子，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。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，在雷击线路时闪络时，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，并联间隙防雷技术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，另一方面可较大的提高线路重合闸成功率，是一种简单可靠的实用输电线路防雷技术。
在绝缘子串两端并联一对镀铜球型电极，构成保护间隙，通常保护间隙的大小应在试验室，先对线路所采用的绝缘子串及其型式做u50%冲击放电电压试验，得出线路绝缘子串的u50%冲击放电电压，然后通过调整球型可调电极间隙的大小，使间隙的u50%冲击放电电压低于绝缘子串的5%左、右。架空线路遭受雷击时，绝缘子串两端出现较高的雷电过电压时，因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故保护间隙首先放电，将冲击电弧和持续的工频电弧，通过并联间隙所形成的放电通道，并固定在球型电极上燃烧，从而保护绝缘子免于电弧灼烧。
当闪络发生在绝缘子串表面时，如绝缘子串发生污闪、湿闪、冰闪等，接续产生的工频电弧在电动力和热应力作用下，沿着并联间隙电极向远离绝缘子串的方向运动，直至到达球型电极，同样保护绝缘子免于电弧灼烧。
通常瓷绝缘子和玻璃绝缘子的雷击闪络为瞬时闪络，绝缘子的绝缘为自恢复性绝缘，在接地短距电流较小时电弧能自行熄灭，或在开关跳闸后绝缘强度能自行恢复，但是如果流过的雷电流过大，强大的雷电流或短路电流会把绝缘子表面烧伤造成永久性的破坏，这样绝缘子的绝缘就被破坏，形成永久性的故障点。为了防止雷击配电线路造成线路绝缘子损坏，将保护间隙并联到绝缘子两端，并调整间隙的雷电全波冲击动作值使之低于被保护绝缘子的雷电冲击闪络电压的5-7%左右，这样线路遭到雷击时间隙动作，通过间隙把雷电流泄入大地，从而避免了绝缘子的沿面闪络，保护了绝绝子不被雷电打坏。由于间隙击穿是纯空气间隙击穿，纯空气间隙，受到空气的去游离、电动力和风力的作用，纯空气间隙的熄弧能力要比绝缘子的沿面熄弧能力强，因而采用球型间隙保护有利于接地电弧的熄灭，使电线路恢复正常有利于电弧的熄灭，与合理的中性点接地方式和其他防雷措施相配合可大幅度的提高供电可靠性。
保护间隙的最大保护范围，当雷电波陡度幅值一定时，距保护间隙的电气距离越大，线路上雷电过电压也就越高。因此，保护间隙也有一个保护范围的问题，如果超过了一定的距离，保护间隙也会失去保护作用，它与被保护线路之间的距离就不能超过一定的值，即存在一个最大电气距离。超过最大电气距离后，线路上所受的冲击电压Us将超过绝缘子的50%冲击放电电压Uj保护失效。在安装线路保护间隙时，应使所有杆塔绝缘子到保护间隙的电气距离都在保护范围内，即满足Us≤Uj。式中：Us--线路上所受的雷电冲击电压，kv；Uj--绝缘子的50%冲击放电电压。
忽略间隙动作后弧道压降，保护间隙动作后，距间隙lx（单经m）点的雷电过电压应小于绝缘子的50%雷电冲击放电电压。
缘子型号（或取样），以便在实验室做出该型绝缘子的50%雷电冲击放电电压，然后决定间隙的配合雷电冲击放电电压，小于绝缘子的5-7%。
通过研究，配电网使用可调球间隙过电压保护装置可有效防止雷电打坏绝缘子，使配电线路的雷击跳闸率大为降低；有效防止了配电线路的雷电侵入波对变电设备的危害；有效防止了架空绝缘导线断线事故；还可以与避雷器配合有效保护了变压器、柱上开关、等配电设备，提高配电线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。
参考文献：
[1]杨军，等.工程中过电压及抑制措施[J].科技创新导报.2014
[2]刘井军.供配电系统中过电压保护[J].科技传播.2011
作者简介
第一作者；“姜文龙（1984.06-），男，山东昌邑人，山东大学电子与通信工程硕士，单位：国网山东昌邑市供电公司，研究方向：配电线路过电压，联系详细地址：昌邑市北海路451号 邮编：261300 电话：05367202616
第二作者；“齐颖（1982.12-），女，山东昌邑人，山东大学电子与通信工程硕士，单位：国网山东昌邑市供电公司，研究方向：配电线路过电压
第三作者；“刘沛岩（1987.01-），男，山东昌邑人，济面大学工学硕士，单位：国网山东昌邑市供电公司，研究方向：配电线路过电压
论文作者:姜文龙,齐颖,刘沛岩
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：绝缘子论文; 间隙论文; 过电压论文; 雷电论文; 线路论文; 电弧论文; 电压论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;