PSL-12/4防雷支柱绝缘子在济南地区的使用

马明辉，杜景远，尹崇华，刘景林，张 辉，赵 旭

（济南供电公司，山东 济南 250012）

1 PSL-12/4防雷支柱绝缘子的技术参数和特性

PSL-12/4防雷支柱绝缘子的优点很明显，可以同时起到绝缘子和防雷的作用，而且工程安装省事、省工。该产品主要优点是可以防止10 kV配电网架空绝缘导线雷击断线。使用环境条件：海拔不超过1 000 m，周围空气温度-40～40℃，风压力不超过700 Pa，无严重污染、化学腐蚀、易燃、易爆及经常性剧烈振动的场所。从使用条件来看，济南地区属于亚温带气候环境完全满足其使用条件。产品外形见图1，安装方式见图2。

PSL-12/4防雷支柱绝缘子结构简单可靠，适用于架空全绝缘导线，安装同PS-15支柱绝缘子安装方式及尺寸相同，技术参数见表1、2、3。

2 事故统计

2006年起，济南供电公司槐荫区开始安装PSL-12/4防雷支柱绝缘子，选择了几条10 kV配电线路作为试点，2009年下半年在槐荫区开始普及安装。记录其运行情况，到2009年5月，一共收集到5次该设备的运行事故缺陷报告，见表4。

在2010年8月10日发生极端雷雨天气，大雨持续5 h以上，雷电集中在济南西北方向，一共发生16条线路故障，见表5。

图1 产品外形

图2 安装图

表3 PSL-12/4防雷支柱绝缘子的耐受电流特性

表4 事故情况汇总

表5 极端雷雨天气故障情况

3 支柱式避雷器的运行分析

现在考察一条运行线路，分析线路在雷电条件下的工作情况，假设线路有n颗电线杆，每颗电线杆都安装了该型号避雷器，如图3。

图3 支柱式避雷器等效电路

式中：Li为第i杆塔的电感系数；Ri为第i杆塔的电阻；ii为第i杆塔的导通电流；uci为第i杆塔上支柱式避雷器上的残压；ui为第i杆塔的电压。

同理有，雷电流在沿导线传递，当电压超过动作电压时，支柱式避雷器泄流

式中：I为雷电沿导线传递的总电流；ii为第i杆塔的泄漏雷电电流；Ii为第i杆塔沿导线传递的雷电电流。

当杆塔处于干燥或半干燥状态时，水泥电杆的电阻很大，泄漏电流很小，导致 uci残压（式 1）过高。过高的残压，引发表4中第2、3次故障，放电环与绝缘子顶端有烧结现象，放电环与引弧板间放电不明显。原因如下，放电环在残压下，其内环间隙放电（电晕），产生高温并融化与绝缘子顶端烧结，局部高温导致绝缘子第一片瓷片在热涨冷缩产生的内应力作用下碎裂。可以推论，其内环间隙放电电压低于外环对引弧板间放电电压，导致内环间隙先放电。第4、5次事故引起线路过流保护动作，引弧板放电痕迹不显著，过电压击穿绝缘子，导致横担抱箍对电杆放电，电杆被击穿。

当水泥杆塔处于完全潮湿状态时，水泥电杆的电阻很小，泄漏电流很大，这时 残压（式1）很低，也是表5中，大多数故障线路重合闸成功的原因，雷电能量（式2）通过泄漏电流得到释放。

对于表4与表5中记录到的3次直击雷，认为是系统概率必然，不能奢望对直击雷的防护。对雷击产生的线路故障数量来看，直击雷引发事故约占雷击事故总数的10%，感应雷引发事故占雷击事故总数的90%。

4 结语

PSL-12/4防雷支柱绝缘子的推荐安装方式没有接地线，其接地电阻值实际上就是电线杆的电阻值，因此电线杆的干湿程度对防雷效果产生了显著影响。也就是式（1）中的电阻值的大小，它与雷电能量的泄漏构成直接联系。

在考察我国长江流域地区气候特征往往是长时间的雷雨天气较多，雨量大使得电杆湿透其接地电阻很小，所以PSL-12/4防雷支柱绝缘子的接地电阻很小；而济南地区乃至黄河以北地区，雷雨短时天气比较多，雨量少，导致电杆处于半干湿其接地电阻很大，因此PSL-12/4防雷支柱绝缘子的接地电阻也就很大。

所以，在济南地区使用PSL-12/4防雷支柱绝缘子在安装时应加装接地线，考虑成本因素，可以每隔二三颗电杆加装接地线。2009年后半期，采取了上述措施以后，在雷雨天气时重合闸成功率明显提高，同时雷击断线事故也明显减少。