线路氧化锌避雷器串联空气间隙长度的确定

目前氧化锌避雷器已经大量使用于架空线路，避雷器能够限制雷电过电压，同时防止线路跳闸，对提升线路可靠性作用显著。避雷器装设于线路后运维难度较大，往往难以发现受潮等避雷器内部缺陷，相应缺陷会造成避雷器本体性能劣化造成线路跳闸，为防止上述情况的发生，目前线路避雷器均带有串联间隙，其中大部分是串联空气间隙。那么串联空气间隙的技术要求有哪些？其间隙长度参数如何确定？

避雷器应能长期承受工频电压作用而稳定工作,即串联间隙在各种外界因素的作用下,比如在风吹、导线舞动等情况下,应能保持其尺寸变动在允许范围内。

避雷器应具有足够的通流容量以泄放雷电流和吸收雷电冲击能量。

为限制雷电过电压,避雷器的保护水平应与线路绝缘子串有很好的绝缘配合,以保证雷击被保护线路段时,无论被保护线路段内或被保护线路段外的绝缘子串均不应发生闪络;另外,被保护线段外的线路遭受雷击时,被保护线段内的绝缘子串也不应发生闪络。

避雷器应能可靠地切断工频续流,保证线路不发生跳闸。国产避雷器目前一般能在半个工频周期之内接触。

线路避雷器在正常操作过电压下不应动作。线路避雷器的串联间隙应是外部空气间隙,以便在避雷器本体故障时,仅靠串联间隙的隔离也能使线路在重合闸后继续正常运行。

雷电冲击下避雷器可靠动作才能保证被保护绝缘子串免于雷击闪络。为满足这一要求,可把间隙距离选择小一些。（一般要求绝缘子雷电冲击U50%是避雷器整体雷电冲击U50%的1.2倍以上）

线路正常投入、重合闸时避雷器整体不应发生动作。为满足这一要求,串联间隙距离应足够大,保证避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作,避雷器本体在异常情况下出现故障时,间隙应能可靠隔离，保证工频、操作过电压下间隙不发生动作。

表1 避雷器串联间隙雷电U50% 及间隙长度配合要求

其中串联间隙长度最大值从《电力工程高压送电线路设计手册(第二版)》查表得到，其中棒-棒间隙长度与雷电冲击放电电压关系如下图，在长度为1m时，棒-棒间隙雷电冲击U50%约为620kV。

① 在系统最高操作过电压水平下，避雷器整体不应发生动作；（对于直接接地系统，操作过电压最大为3.0pu）

② 重合闸工况下，假设避雷器本体完全短接，串联间隙应能承受操作过电压不发生击穿；（重合闸过电压为2.0pu）

③避雷器的操作冲击 50%放电电压约等于串联间隙的操作冲击 50%放电电压与避雷器本体直流 1 mA 参考电压值之和, 偏差在 10%以内。

各电压等级避雷器的操作过电压耐受最小值、间隙最小距离见下表，其中间隙操作冲击耐受电压为系统最高操作过电压减去避雷器本体1mA参考电压。可知总体而言，以3.0倍操作过电压下避雷器整体不动作对应间隙最小长度较大。

表2 避雷器串联间隙最小长度（操作过电压控制）

表3 不同电压等级避雷器工频过电压耐受值与串联间隙的最小长度

表4 不同电压等级线路避雷器串联间隙取值 

3）串联间隙切断工频续流所需的时间与作用在间隙上的工频恢复电压、工频续流值和间隙距离的大小有关，间隙增大利于工频续流的切断。