放電間隙

放電間隙，又稱保護間隙，它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線（PE）相連線，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設備上的電壓升高。這种放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調整，結構較簡單，其缺點是滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠迴路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

基本介紹

• 中文名：放電間隙
• 又稱：保護間隙
• 組成：兩根相隔一定間隙的金屬棒
• 特點：構造簡單，維護方便

定義

保護間隙，是由兩個金屬電極構成的一種簡單的防雷保護裝置。其中一個電極固定在絕緣子上，與帶電導線相接，另一個電極通過輔助間隙與接地裝置相接，兩個電極之間保持規定的間隙距離。

保護間隙分類

保護間隙是一種簡單的避雷器，按其形狀可分為：角形、棒形、環形和球形等。

常用角形保護間隙如圖所示：1、角形電極，2、主間隙，3、支柱絕緣子，4輔助間隙，5、電弧的運動方向。

保護間隙的結構和特性

保護間隙就是一種便攜的間隙可調節的放電間隙，它由金屬插夾、絕緣支桿、接地引流線、固定電極、可調電極等部分組成，其結構如圖1所示。

在帶電作業工作桿塔的相鄰桿塔加裝放電電壓低於作業間隙放電電壓的保護間隙，在過電壓作用下先期放電可保護作業人員安全。另外，由於保護間隙在絕緣配合上限制了過電壓的幅值，相當於排除了沿絕緣子串放電的不確定性。因此，加裝保護間隙後不僅使作業間隙偏小的桿塔能滿足帶電作業安全要求，即使對於作業間隙較大的桿塔，也可以起到提高作業安全性的作用。我國研製的500 kV緊湊型線路用保護間隙（圖1），極間距離B=1.2 m，垂直安裝和水平安裝在桿塔構架與導線之間時，測得其 U50分別為735 kV（標準偏差[σ]=3.3%）和742kV（[σ]=3.2%）。所以即使對橫擔或塔身的作業間隙減小至2.0m，放電路徑也100%經由保護間隙放電，能可靠地保護作業人員。保護間隙的工頻放電試驗：間隙距離為1.2m時，3次放電的平均值為453 kV，該值是500 kV線路最大相電壓Um=318 kV的1.42倍，且4h無放電。保護間隙能長期耐受最大工作電壓。保護間隙距離1.2m，作業人員對橫擔或塔身距離分別為2.0m、2.5m、3.0m時，作業點過電壓低則保護間隙和作業間隙均不放電，作業點過電壓高則只有保護間隙放電，作業間隙均不放電。模擬等電位作業、地電位採用操作桿作業、進入高電位作業（組合間隙、中間電位）等工況下的保護間隙（間隙距離仍為1.2 m，升降法標準操作衝擊40次）放電試驗，100%經由保護間隙放電，無一通過作業間隙放電，有效地保護了作業人員的安全。這與前面試驗結果相同。

保護間隙安裝在作業桿塔的相鄰桿塔上，保護間隙發生放電，其電弧並不能傷害到在另一基桿塔上作業的人員，跨步電壓也不能傷害到在另一基桿塔地面上作業的人員，反而保護了這些作業人員。經驗算，保護間隙的保護範圍為1.7 km，而實際線路最大跨距的相鄰桿塔僅約為1km，所以在相鄰桿塔安裝保護間隙能可靠地保護作業桿塔人員安全。根據試驗數據計算得到，不裝保護間隙和安裝保護間隙（間隙距離分別為1.1m、1.2m和1.3 m）的危險率。對於同一作業間隙，在加裝保護間隙後作業間隙放電危險率顯著降低，明顯提高了作業人員的安全性。緊湊型線路由於塔頭尺寸較小，安全距離和組合間隙距離不夠，給帶電作業造成困難。經證明，500kV緊湊型線路加裝保護間隙的帶電作業方式是可行和安全的，在緊湊型線路、小塔窗線路、升壓改造線路和其他無法滿足規程規定的最小安全距離和組合間隙距離的線路上開展帶電作業，必須加裝保護間隙才能保證作業人員安全。

保護間隙的弊端和使用限制

1、必須在相鄰桿塔懸掛保護間隙《電力安全工作規程（電力線路部分）》（以下簡稱“安規”）要求保護間隙必須安裝在作業桿塔相鄰的桿塔上。這是因為保護間隙在動作（放電）時，在間隙間會產生很大的弧光，如果安裝在作業桿塔上會傷及塔上作業人員，當放電電流經間隙流入地下時，跨步電壓也會傷及地面作業人員。在實際操作時，保護間隙安裝費時費力，因為高壓或超高壓線路都是跨山越嶺，相鄰兩基桿塔往返路徑有幾公里，一些單位乾脆不開展這項作業。

2、保護間隙動作後的可靠性分析

1）不退出自動重合閘（或直流自啟動裝置）

實驗室試驗結果表明，保護間隙動作的可靠性很高，放電幾十次幾百次沒有損壞，而且放電的分散性很小。但實驗室試驗時試驗變壓器的電壓很高而電流很小，而高壓或超高壓線路實際對地放電的電弧很大，所以筆者認為在高壓或超高壓線路導線對地放電後，保護間隙必被燒毀。保護間隙燒毀後，如果不退出自動重合閘（或直流自啟動裝置），此時若出現重合過電壓，將會擊穿作業間隙向人體放電。此外，保護間隙掛在導線上，二者間接觸電阻較大，當有很大的對地電流流過時會發熱，可能會燒傷甚至燒斷導線。因此，安規要求安裝保護間隙的作業要退出自動重合閘（或直流自啟動裝置）。

2、退出自動重合閘（或直流自啟動裝置）

自動重合閘（或直流自啟動裝置）是當線路發生瞬間故障（如風吹樹木接近或碰到導線，導線風偏對周邊接地物體的放電）時，再自動將線路重新投入運行，成功率高達80%～90%，因此使大量的瞬間故障不致演變成停電事故。自動重合閘（或直流自啟動裝置）退出後，線路失去了再重合成功的機會，瞬間故障變成了停電事故。

防雷保護間隙

一、防雷保護間隙的結構應滿足以下要求：

（1）間隙距離應符合要求，並穩定不變。

（2）間隙放電時，應能夠防止電弧跳到其他設備上。

（3）能防止間隙的支持絕緣子損壞。

（4）間隙正常動作時，能防止電極燒壞。

（5）電極應鍍鋅或採取其他防鏽蝕的措施。

（6）主、輔間隙之間的距離應儘量小，最好三相共用一個輔助間隙。

（7）如三相共用一個放電間隙，一般裝設在中性點上。

（8）放電間隙未放電時的帶電端，間隙頭部離帶電體距離越大放電越平穩

二、保護間隙按布置方式分類

（1）水平間隙LB-BZFZ。

（2）垂直間隙LB-BJX（一般用於戶內）。