技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種架空線路的避雷器，尤其是一種防止10kV系統(tǒng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊損壞的帶外串間隙的避雷器。
背景技術(shù)
近年來，為了減少樹木、鳥害、雨雪等外部原因引起的架空配電線路故障，提高供電可靠性，縮小線路走廊，國內(nèi)外的配電網(wǎng)架空線路中大量采用絕緣導(dǎo)線，但架空絕緣導(dǎo)線因雷擊而斷線的問題卻十分突出，并隨著絕緣導(dǎo)線線路長度增加而急劇上升，已成為嚴(yán)重威脅配電網(wǎng)線路安全運(yùn)行的主要問題。如何妥善解決雷擊斷線問題，確保配電網(wǎng)的安全運(yùn)行已經(jīng)成為一個十分迫切需要解決的重要問題。
雷擊過電壓作用于裸導(dǎo)線引起閃絡(luò)時，工頻短路電流電弧在電磁場力的作用下沿著導(dǎo)線向背離電源方向滑動，不會集中在某一點(diǎn)燒灼，所以不會燒傷導(dǎo)線。而雷擊絕緣導(dǎo)線引起閃絡(luò)，導(dǎo)線絕緣層形成為一小針孔，接續(xù)的工頻短路電流電弧受絕緣層的阻隔，弧根只能在集中在針孔處燃燒而不能沿導(dǎo)線滑移，加之導(dǎo)線的張力，這樣在極短的時間內(nèi)導(dǎo)線就會被整齊地?zé)龜啵虼耍芸战^緣導(dǎo)線的雷擊斷線故障率大大高于裸導(dǎo)線。
目前絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的相應(yīng)防范措施大致為：
1.改進(jìn)導(dǎo)線的材料、結(jié)構(gòu)形式，使金屬導(dǎo)體耐溫提高，散熱更好，股間不易滲水；
2.采用新型限流式開關(guān)，一旦出現(xiàn)工頻短路電流，開關(guān)會自動限制工頻續(xù)流，防止斷線；
3.絕緣子兩側(cè)導(dǎo)線局部采取加強(qiáng)絕緣、延長(雷擊后)工頻干弧閃絡(luò)路徑、從而降低工頻續(xù)流建弧率；
上述幾種措施在國外已有應(yīng)用，在我國尚待開發(fā)。
4.架空避雷線：同桿架設(shè)架空避雷線，這是一種投資較大的傳統(tǒng)方法。但是，由于配電線路的絕緣水平較低，雷擊架空避雷線后非常容易造成反擊閃絡(luò)，仍然會引發(fā)工頻續(xù)流熔斷絕緣導(dǎo)線。
根據(jù)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線機(jī)理分析可以看出，限制雷電流引起的工頻續(xù)流的幅值(限流)或防止工頻續(xù)流集中于擊穿的針孔處燃燒(分流)是防止架空絕緣導(dǎo)線線路雷擊斷線事故的主要方法。
(1)“分流”就是將絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線剝開，局部裸露，在導(dǎo)線剝離處裝有特制金具，使其與絕緣子橫擔(dān)處形成一個遠(yuǎn)小于絕緣子干弧距離的放電間隙。當(dāng)雷擊時，會“優(yōu)先”擊穿此間隙，而不擊穿導(dǎo)線絕緣層，使工頻電弧的弧根轉(zhuǎn)移或固定在特制金具上燃燒，從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒毀。例如，芬蘭在絕緣子與導(dǎo)線聯(lián)結(jié)處剝離絕緣層采用閃絡(luò)保護(hù)型線夾；瑞典和美國將絕緣子兩側(cè)的絕緣導(dǎo)線剝離一段絕緣層并加裝防弧線夾；日本將絕緣子處的導(dǎo)線絕緣層剝離，采用放電鉗位絕緣子；中國采用穿刺引弧線夾等。
“分流”的方式局部剝開導(dǎo)線絕緣層，然后再加以遮蓋，存在眾多的密封和絕緣缺陷，使一根原本完好的絕緣導(dǎo)線變得千瘡百孔，長期運(yùn)行后，水分會沿剝離處慢慢滲入至導(dǎo)線內(nèi)部，容易在線路弧垂最低點(diǎn)處產(chǎn)生積聚水分并形成電化學(xué)腐蝕，運(yùn)行至六、七年后會發(fā)生腐蝕斷線事故。
由于放電間隙距離遠(yuǎn)小于絕緣子的干弧距離，使增大絕緣子的爬距及干弧距離變得毫無意義，而一旦遭雷擊線路變得更易擊穿閃烙和跳閘。同時，由于沒有限流措施，工頻續(xù)流會嚴(yán)重?zé)龘p橫擔(dān)與特制金具，而使其成為易耗品。
(2)“限流”就是限制雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流值而不起弧。
a.配電型無間隙型金屬氧化物避雷器
近年來，人們利用氧化鋅電阻片非線性和快速阻斷工頻續(xù)流的特性，廣泛應(yīng)用于線路以限制雷電過電壓，取得了較好的效果。
但由于無間隙避雷器要與導(dǎo)線直接連接，須剝開絕緣導(dǎo)線，也破壞了導(dǎo)線的絕緣和密封。避雷器故障時會造成系統(tǒng)死接地，影響線路的正常供電，同時帶來年度維護(hù)工作量大及查找故障點(diǎn)困難的問題，因此在線路上應(yīng)該慎用。
b.日本很早就大量采用過電壓保護(hù)器即帶外串環(huán)狀間隙金屬氧化物避雷器，這在教科書上也有記載。避雷器由本體(由非線性電阻片組成)及串聯(lián)放電間隙(圓環(huán)狀電極)組成，圓環(huán)狀電極套在針式絕緣子上，與導(dǎo)線間并不直接聯(lián)接，(這樣不需剝開絕緣層)而是與導(dǎo)線間形成一定距離的間隙。當(dāng)雷擊導(dǎo)線時，外串環(huán)狀間隙首先放電。雷電流經(jīng)氧化鋅非線性電阻片釋放，降低了導(dǎo)線和地之間的電位差，保證絕緣子不再閃絡(luò)，從而避免線路跳閘停電，而雷電流過后，非線性電阻片等效電阻瞬間增大，工頻續(xù)流則被截?cái)啵虼瞬粫龘p導(dǎo)線與放電間隙。
