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摘要：本文针对一种可带电更换防爆自动脱落式避雷器的设计及应用进行分析，首先论述了避雷器的概念和现有避雷装置中存有的问题和不足，并在此基础上提出一种可带电更换式避雷器的设计和应用，希望能够在有效防止雷击断线事故的同时，尽可能降低线路在雷击情况下的跳闸率，从而实现在电网正常运行状态下，带电进行防雷装置的更换，进而降低出现雷击事故的损失，提高生产效率，进一步保证供电的可靠性。
关键词：可带电更换；防爆；自动脱落式；避雷器；设计及应用
当前，在10kv架空线路中，普遍采用的防雷装置多数是复合绝缘横担、穿刺性防弧金具、防雷支柱绝缘子和无间隙氧化锌避雷器或带串联空气间隙的无间隙氧化锌避雷器等。但是这些避雷装置在实际的运行过程中，因自身安装结构或其他方面存在的问题和不足，无法实现更为高效的避雷效果。与此同时，随着近年来电力事业的飞速发展，避雷装置的应用愈加广泛。因此，有必要设计出一种能够实现自动隔离故障，且能进行带电检修、更换与试验维护的避雷器，以此提高供电的效率和稳定性，避免因雷击而进行停电更换所带来的严重效益损失。
1.避雷器装置概述
当前使用的避雷器多数是有氧化锌非线性电阻片构成的金属氧化物避雷器。因氧化锌阀片具有较为良好的非线性特征，所以在避雷器正常运行的过程中，会呈现出较高的电阻值[1]。在正常工作状态下，流过避雷器的电流仅仅是微安级电流，这时如果在它上面的电压大于参考电压，其电流的伏安特性将呈现为一条平坦的曲线，在电流流过避雷器时会增加的很快，进而能够对电压起到极为有效的抑制作用，可以对其他电气设备起到良好的保护作用，确保电气设备的安全运行。这种金属氧化物避雷器的结构简单，具有较高的稳定性和可靠性。并且因氧化锌的密度高。比热大，使其具有更好的通流能力。基于上述这些优点，金属氧化物避雷器现今已经在各电压等级的电网系统中得到了大范围的普及和应用。
2.当前避雷装置存在的问题和不足
虽然金属氧化物避雷器较比传统的避雷装置有着无法掩饰的优势，在实际运用过程中也具有十分优秀的表现，但是难免仍存在一些问题和不足，主要体现在以下几个方面：
这些避雷装置在配电网系统中成功安装之后，无法有效的对避雷装置的好坏进行更准确的判断，往往需要通过相应的检测手段才能对其性能的好坏进行准确的判断。而在检测其性能的过程中，必须保证是在停电的状态下将避雷装置拆卸下来才能进行检测操作。这种情况不仅会因停电检测而造成巨大的经济损失，甚至会影响整个配电网系统的安全性，带来极为严重的安全威胁[2]。
依照电网系统的相关规范要求，无间隙氧化锌避雷器在正式投入使用的五年后，必须要进行换新，从而确保金属氧化物避雷器能够始终保持良好的工作状态。而拆卸更新工作，同样需要在停电的状态下进行。由此对于避雷器的停电更新就会导致电力系统出现巨大的经济损失，严重影响电力企业的正常生产经营，并且会对居民的日常生活造成极大的不良影响。
综上所述，针对我国电力系统的建设现状而言，即使一个县的供电所管辖的10kv线路最多能达到上百条，少则也有几十条。如果没有对线路中的避雷装置进行创新改进，将会造成相当巨大的经济损失[3]。
3.可带电更换防爆自动脱落式避雷器的设计
本文提出的可带电更换防爆自动脱落式避雷器的设计思路是克服现有避雷装置中存在的不足和缺点，在金属氧化物避雷器的理念基础上，结合跌落式熔断器的原理，对现有的复合外套金属氧化物避雷器进行改装并安装在跌落式熔断器的跌落装置上。从而使其能够在10kv线路不停电的情况下，凭借绝缘拉闸操作杆即能实现避雷器的摘除工作，并且也能将新的避雷器安装在跌落支架上。基于该设计理念，使避雷器的摘除和安装工作更为便捷，有助于10kv线路中避雷器的试验、检测、维修和更换。
在本文提出的避雷器设计中，避雷器的系统组成主要包括无间隙氧化锌避雷器、线夹压块、线夹座、引流棒、槽形压板、弹簧、弹簧压片、拉环、导向件、固定座和固定支撑组件等部件，整体结构组成如图1所示。
图1可带电更换防爆自动脱落式避雷器的结构组成图
总体来讲，可以将整个避雷装置的结构分为两个部分，分别是高压部分和可操作部分。这两个部分通过芯棒隔开，高压部分在左侧，可操作部分在右侧。这种隔离式设计能够保证10kv线路在正常运行的过程中，操作人员在拆卸或安装避雷装置时，不会触碰到高压线路，提高了避雷装置的安全性能，为电网系统的正常运行和操作人员的人身安全提供了更有力的保障[4]。
本文所设计的避雷器能够适用于10kv架空配电线路中的各种杆塔结构。并且操作简单，单独使用10kv令克棒就能实现对雷击闪络保护器的安装和拆卸操作，不会对电力供应造成任何影响，在极大程度上提升了10kv线路供电的可靠性，降低了相应工作所投入的人力和物力，安全性更高。本文设计的避雷器能够在不停电的情况下，完成避雷器的带电拆卸和更换操作，大大减少了避雷器停电维修或更换所造成的经济损失，保证了10kv电网系统运行的稳定性和可靠性。但是在实际的设计过程中，难免会存在一定的问题和不足：因在设计过程中增加了支撑绝缘柱和部分辅助装置，所以该避雷器的尺寸较比常规避雷器要大，且重量也相继增加了许多，在安装时具有一定的难度；同时，因在设计中采用的是活动接头，所以在避雷器的实际工作过程中会受到泄露电流的影响而出现局部过热的问题[5]。
4.可带电更换防爆自动脱落式避雷器的应用
本文提出的可带电更换防爆自动脱落式避雷器设计能够广泛应用于额定电压为10kv的架空输配电线路中，适用于对供电可靠性要求较高的场所。通过对这种避雷器实际应用表现的统计分析，发现这种避雷器能够在不需停电的情况下就完成相应的工作，并且在极大程度上缩短了对避雷器进行故障排查、运行维护、检修更换等工作的时间。该避雷器设计具有极高的推广应用价值。由于该避雷器装置无需停电就能进行装卸式更换，不仅提高了带电作业的效率，在最大限度上降低了工作量和工作过程中存在的安全风险，还大大减少了避雷器维护和更换工作所造成的经济损失，提高了避雷器的常规预防性试验率。由此可见，本文提出的避雷器设计对于提升电力企业的综合效益以及确保电网系统运行的可靠性和安全性都具有十分显著的现实意义。
结语
综上所述，我国当前10kv架空线路防雷所采用的避雷装置在长时间的运行状态下，容易因多种因素的影响，导致避雷器的运行出现故障，从而使避雷器出现损坏甚至是爆炸的情况，在极大程度上影响了电力系统运行的安全性。而本文在提高电网供电可靠性的角度上，提出一种可带电更换防爆自动脱落式避雷器的设计，在提高供电效率的同时，实现了电网线路避雷器运行不停电即可进行相应的检修、维护与试验工作，为电网供电提供了更为有力的保障。
参考文献
[1]李春霞.防爆自动脱离型避雷器研发与应用[J].电子制作,2015(9).
[2]郭建武.一种带脱离装置的跌落式避雷器[J].电瓷避雷器,2011(6).
[3]冯新江,吴健,归宇等.避雷器泄漏电流式高压带电显示装置的应用[J].浙江电力,2016(4):74-76.
[4]潘杰,吴国森,王首坚.10kV架空配电线路带脱离装置的跌落式避雷器应用探讨[J].中国高新技术企业,2016(9):41-42.
[5]李聪.10kV架空配电线路带电更换避雷器技术研究[J].机电工程技术,2018,47(10):92-95.
[6]李春霞.防爆自动脱离型避雷器研发与应用[J].电子制作,2015(9).