500kV输电线路带电安装避雷器分析

500kV输电线路带电安装避雷器分析

张侃张伟王江朋

（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030031）

摘要：2017年国家电网公司年度故障统计分析表明：在高压输电线路各类跳闸因素中，累计跳闸占总跳闸数的53.6%，特别是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击所引起的线路故障率更高。线路避雷器作为防输电线路雷击的有效手段，对提高500kV输电线路的耐雷性能具有重要的科学意义和工程价值。本文首先介绍了避雷器的特性，然后分析了带电安装500kV输电线路复合外套避雷器技术要求，最后探讨了带电安装避雷器作业方法和程序，以期为500kV输电线路带电安装避雷器提供参考和借鉴。

关键词：500kV输电线路；带电安装；避雷器；分析

1避雷器的特性

目前，500kV输电线路主要安装的是带串联间隙金属氧化物线路避雷器。此种避雷器由非线性金属氧化物（MOA）电阻片作芯体，而外绝缘采用优质、进口液体硅橡胶一次注射成型。

金属氧化物避雷器阀片的伏安特性如图1所示。该伏安特性仍可用公式u=Cia。表示，非线性系数α与电流大小有关。伏安特性可分为三个区域：

区域1为小电流区，电流在1mA以下，非线性系数α较高，曲线较陡峭，在正常运行相电压下，氧化物阀片工作于此小电流区，其阻值很大（电阻率高达1010～1011Ω•cm），相当于绝缘体；区域2为工作电流区，工作电流在10-3～3×103A之间，非线性系数较小，此区域伏安曲线比较平坦；区域3为饱和电流区，此区域中非线性系数α较大，伏安特性曲线较为陡峭。

图1金属氧化物避雷器伏安特性图

2带电安装500kV输电线路复合外套避雷器技术要求

以某省为例，其海拔多在1000m以上，地形为山地、高原和盆地结构，而高压输电线路多处于高山大岭之间，该区域雷电活动频繁，近几年雷击跳闸事故多次发生。输电线路避雷器是一种性能优异的过电压保护设备，广泛用于保护输电线路，尤其是在雷电活动频繁、土壤电阻率较大、巡线困难的山区，可大大降低输电线路的雷害事故率。

2.1检修前作业准备

（1）用干净毛巾将工器具表面擦拭干净，检查确认没有损坏、受潮、变形、失灵，否则禁止使用。（2）工器具检查：使用2500V及以上绝缘摇表或绝缘检测仪对绝缘工具进行分段绝缘检测（电极宽20mm，极间宽20mm）阻值应不低于700MΩ。（3）检查高空作业人员屏蔽服穿着情况及各点连接情况良好，并用万用表测量最远两点之间的电阻值不大于20Ω。

2.2操作过电压

500kV带电作业从绝缘配合的角度主要考虑操作过电压和工频动态过电压。因雷雨天不进行带电作业，外部过电压不考虑。用福斯特经验公式算出雷电波经过5km后的衰减对作业安全无威胁，作业安全水平主要受操作过电压控制。在常规500kV系统中，一般考虑相对地统计过电压倍数为2，但规程中的诸项规定是按500kV系统中可能出现的最大操作过电压（2.18p.u.）制定的。

2.3加装避雷器技术措施

（1）安装避雷器之前应校对产品合格证、铭牌上的参数与运行状况是否相符，并将产品的外表面擦净。（2）安装时避雷器与绝缘子的轴线间距离应小于避雷器间隙距离的1.5倍，以确保绝缘子的电压分布和避雷器间隙的放电特性不受到明显影响。（3）组装避雷器时，应保证避雷器各连接部件正确、可靠，各连接点转动灵活。间隙距离的确认十分重要，涉及避雷器的保护特性，应符合技术要求并使间隙电极平行对正。（4）避雷器应带包装运输和搬运，以防损伤硅橡胶外套。运输时要将同一产品编号的上、中、下三节运往同一安装点，避免将不同编号的产品组装在一起。

2.4带电作业安全距离

按照国家电网公司电力安全工作规程的规定，在500kV常规输电线路上的带电作业，必须保证各项安全距离的要求，同时要保证绝缘工具的质量和有效绝缘长度，由于规程中没有给出海拔超过1000米时的安全距离，因此，需要按照相关计算方法，计算出高于1000米基准海拔时的安全距离，如表1。

在海拔1000--2000米进行带电作业时，对安全距离进行修正，其安全距离不小于表2中所列数值。

2.5带电作业绝缘工具绝缘长度

当带电作业海拔高于1000米时，其有效长度不小于表3所示。

3带电安装避雷器作业方法和程序

3.1在带电安装线路避雷器前，要做到以下几点：

（1）按照规程对避雷器进行电气试验，校对产品合格证、出厂试验报告、检测试验报告，检测线路避雷器是否合格。（2）对杆塔安装位置进行实地测量，对现场空间状况进行分析，以保证有足够的安全距离，以完全满足表2中所列最小安全距离。（3）提前确定施工方案，做好（（带电安装线路避雷器现场作业指导书》，完备安全措施和控制措施。按照作业指导书提前核查安全用具、工器具、材料，保证其型号及数量准确，以满足工作需求。（4）工作人员通过职业技能鉴定，并取得相应电压等级带电作业资格证书。（5）每一位作业人员应提前熟知作业指导书，全面掌握登塔、等电位人员进入电位，起重、安装避雷器、等电位人员退出电位等关键步骤的危险点及控制措施。

在带电安装线路避雷器时，首先将避雷器、串联间隙以及支撑绝缘子，在地面进行整体组装。由于采用倒挂式安装，先将避雷器低压端（硅棒端）通过机动绞磨和滑轮组，传送到直线塔K字铁处，并与计数器联接。然后再将避雷器高压端提升至导线联板处，由等电位人员进行安装。

3.2带电安装线路避雷器技术措施应注意以下几点：

（1）起吊避雷器前应核对同一只上、中、下三节避雷器的产品编号是否一致，按照避雷器间隙及支撑件、上节、中节、下节的顺序组装好起吊、连接。起吊过程中应注意对避雷器的防护，防止损伤磕碰硅橡胶外套。（2）避雷器的安装需在线路绝缘子串导线侧的LK21645联板用导线侧挂板与之连接。（3）避雷器的接地端与塔材的连接安装是利用U27挂环和通用夹板实现避雷器与杆塔曲臂的连接安装。注意保证该点在导线风偏摆动的状态下转动灵活。（4）放电计数器应安装在便于观察的位置，使表盘朝下，接好放电计数器连接线，用10号铁线（间隔约500mm）将计数器连接在固定拉线上，计数器连接线两端用计数器线夹固定在指定位置的铁塔螺栓上，注意该连接线两端应留有足够的余量，防止其摆动或拉伸断开。（5）检查间隙状态和距离是否正确，记录放电计数器的起始示值。检查各部分连接螺栓是否紧固完好，各转动点是否转动灵活可靠，放电计数器连接线是否正确和紧固可靠。

3.3带电安装线路避雷器有以下危险点，并相应应注意以下几点：

（1）登塔时、塔上作业时违反安规进行操作，可能引起高处坠落。作业人员应注意一是攀登杆塔前检查脚钉是否可靠，二是高处作业正确使用安全带，转位作业不得失去安全带保护，三是禁止携带器材登杆塔或在杆塔上移位（2）地电位电工与带电体及等电位电工与接地体安全距离不够，可能引起触电伤害。作业中的安全距离要求见上文。带电作业应在风力不大于5级，湿度不大于80%的良好天气下进行。（3）掉物伤人。作业人员应注意现场人员必须戴好安全帽。杆塔上作业人员要防止掉东西，使用的工具材料等应装在工具袋内，工器具要用绳索传递，作业正下方严禁有人逗留。

3.4作业流程如下：

（1）进电位及工具的传递、安装。塔上第一电工携带第一套绝缘单滑车及循环绳登塔，在横担的适当位置系好安全带（后备绳），装好绝缘无级绳组。塔上第二电工携带第二套绝缘单滑车及循环绳登塔，在上下曲臂接口处口适当位置系好安全带（后备绳），装好绝缘无级绳组。在地面电工的配合下将所用工具传至塔上并组装好。等电位电工登塔进入绝缘吊梯，塔上电工与地面电工相互配合控制好二二滑车组，将等电位作业人员慢慢送至导线上。

（2）避雷器起吊、安装。地面工作人员在厂家工程师指导下按照图纸将线路避雷器正确连接组装。塔上电工在地面工作人员配合下利用绝缘循环绳起吊起重大绳。在地面绞磨的配合下利用绝缘起重大绳将组装好的线路避雷器整体起吊；同时用第二套绝缘循环绳将线路避雷器尾端做好摆头，等电位作业人员将线路避雷器上挂点与导线侧LK1645联板连接。塔上作业人员利用摆头将线路避雷器尾端拉线拉至杆塔侧要求位置利用专用联板与塔身相连并安装放电计数器。

（3）退出电位及工具拆除。避雷器安装完毕检查确无问题后，等电位人员按相反的程序退出电位。拆除工器具，检查无遗留物后，塔上电工携带传递绳下塔。

4结语

500kV输电线路带电安装避雷器是一种新型的带电作业项目。在项目开展前，应对诸多因素进行综合考虑，比如线路海拔高度、雷电分布情况等。实际工作中，要注意做好准备工作，遵循相关作业流程和要点，保证500kV输电线路带电安装避雷器的顺利实施，从而提高500kV输电线路的可靠性。

参考文献：

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[2]500kV线路避雷器和电容式电压互感器不拆线试验方法探讨[J].刘毅.大众科技.2012（03）

[3]输电线路避雷器的应用及其安装分析[J].李春成.低碳世界.2017（18）

[4]避雷器带电测试实用方法及检修策略的研究[D].吴思源.华北电力大学2014