Page 121 - 电力与能源2024年第六期

翟万利，等：可带电作业低压交流避雷器的研发与应用 757

设备，不适用于低压配电设备，原因为避雷器内部 热熔脱离结构组件在低压避雷器中的电阻片即将
的阀片与螺栓在内部热熔式熔断脱离，外部不能 热崩溃、短路电流即将产生前动作，使损坏的避雷
确定脱离结果和区分故障相。C 方案仅适用于中 器退出系统，从而提前避免了短路电流造成的电
压（10～35 kV）设备，不适用于低压配电设备，原 力系统故障。此外，新型避雷器还自带荧光指示
因为避雷器内部的阀片与螺栓在内部热爆式脱 功能，自动脱落后方便夜间巡视人员发现故障并

离，外部不能确定爆炸结果和区分故障相。 进行维护。内置式热熔脱离结构如图 1 所示。
3 种方案的共同缺点是：无法外在指示故障
点，避雷器损坏后需整体更换令克箱，成本高，无
法在不停电状态下更换故障避雷器，并且故障点
不明显，难以完全确认故障。

因此，本文通过模块化的设计思路，研发一种
可隔离故障、自动指示故障、可带电作业更换的避
雷器。该装置的应用能有效避免避雷器故障后接
图 1 内置式热熔脱离结构（小图为夜间荧光效果）
地导通引发的意外触电事故，并能在避雷器阀片
2.1.2 样品试制与型式试验
劣化后发出信号，提醒运维人员及时带电作业更
为满足户外配网设备实际运行需要，按照研
换故障避雷器，从而提高作业效率，减少设备故障
发设计方案，并根据 GB/T 11032—2020《交流无
停电时间，提升供电可靠性。
间 隙 金 属 氧 化 物 避 雷 器》等 相 关 技 术 规 范 标 准
2 新型低压交流避雷器设计与带电作业 要求，明确了相关技术参数要求，包括额定电压
工具研发 0.5 kV、持续运行电压 0.42 kV、直流 1 mA 参考电
压 1.2 kV、雷 电 冲 击 残 压 2.6 kV、方 波 冲 击 电 流
2.1 研发具有自动脱离功能的低压交流避雷器
50 A、大电流 10 kA 等。试制了一批具有自动脱
2.1.1 研发设计方案
离功能的低压交流避雷器，并委托国家电器产品
传统脱离器可分为热熔式和热爆式两大类，
质量监督检验中心进行产品试验验证。试验项目
两者均是利用流过失效避雷器中的故障电流来使
严格按照 GB/T 11032—2020 要求开展，包括长
脱离器中的合金熔片熔断或热爆元件爆炸来达到
持续时间电流冲击耐受试验、动作负载试验、脱离
脱离的目的。然而，低压配电系统的电压较低，故
器试验、直流参考电压试验、复合外套绝缘耐受试
障电流也较小，无法使现有高压系统脱离器中的
验、密封试验、避雷器湿气侵入试验、避雷器气候
合金熔片熔断或热爆元件爆炸。为解决低压避雷
老化试验等，试验结果均合格。
器的脱离问题，本文提出了基于低压热熔原理的
2.2 研发可带电更换故障避雷器的操作工具
脱离器方案，采用低温热熔模式，改造高压配电设 为帮助运维人员迅速在现场进行低压避雷器

备脱离器的分体式结构以及避雷器的外包材料， 的不停电维护和更换，同步研发了专门配套的带
以最大限度地减少故障能量的损失和热量散失， 电作业快速拆卸工具，如图 2 所示。
让热量直接传输给低温热熔元件，从而实现自动 该工具设计了一个中空的双头操作杆，其上
脱离的目的。 端设置有第一凹孔，下端设置有第二凹孔，上下端
基于上述设计思路，设计了一个低压避雷器 之间通过绝缘杆连接成为一体。通过该装置，将

本体内置式热熔脱离结构。该结构包括接地引线 原来的从现场柜正面安装避雷器的横向工作模
金属芯线、设置在金属芯线前端与下极板下端面 式，改为从安装柜底部将低压避雷器送入柜内并
之间的低温热熔介质层，以及在金属芯线前端与 进行安装的竖向工作模式，实现了低压避雷器的
下极板下端面之间的第一弹簧。一方面，内置式 带电安装，大大提升了作业效率，减少了停电时间