安防之家讯：[摘 要]为了减少输电线路的雷击跳闸次数，在输电线路的雷击区安装线路避雷器，可以提高线路的抗雷水平。本文介绍了线路避雷器的防雷原理，并对广州花都供电分公司部分挂网运行了3a的线路避雷器进行了跟踪分析，对线路避雷器的防雷效果进行了探讨。

[关键词]输电线路 雷击 线路避雷器 效果

1引言
近几年来，雷击引起的输电线路掉闸故障日益增多，从实际运行经验表明，输电线路的故障一半以上是雷电引起的。为了减少输电线路的雷击故障，通常采用多种的防雷措施，一般有: 架设避雷线; 降低杆塔接地电阻; 架设耦合地线; 提高线路的绝缘水平等等，取得了一定的防雷效果。但常规的防雷保护措施仅能部分地降低线路雷击跳闸率，一些高土壤电阻率的线路杆塔、绕击雷对线路造成影响及线路雷击区防雷问题上，仍没有找到比较好的解决方法。
将线路避雷器安装在输电线路的易击区，是一种有效的线路防雷措施，在美国、日本等国已有十多年的运行历史，取得了很好的效果。从2000年开始，广州花都供电分公司对二条雷击跳闸率较高的110kV输电线路安装了线路避雷器。经过几年的挂网运行，取得了较好的防雷效果。2线路避雷器防雷的基本原理
线路避雷器一般采用避雷器本体和串联空气间隙的组合结构，避雷器本体基本不承担系统运行电压，不必考虑在长期运行电压下的电老化问题，在本体发生故障时也不影响线路运行。串联空气间隙有两种，一是纯空气串联间隙（简称纯空气间隙），一是由合成绝缘子支撑的串联空气间隙（简称绝缘子间隙）。两种间隙各有优缺点，纯空气间隙不必担忧空气间隙发生故障，但在安装线路避雷器时需要在杆塔上调整间隙距离，实施安装时要求高一点; 情况相反，对于绝缘子间隙，由于间隙距离已由绝缘子下，实施安装较为容易，但支撑串联间隙的合成绝缘子承担着较高的系统电压。
雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为:
Ut=iRd+L· di/dt (1)
式中, i--雷电流; Rd--冲击接地电阻; L.di/dt--暂态分量。
当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1＞U50，如果考虑线路工频电压幅值Um的影响，则为Ut-U1+Um＞U50。因此，线路的耐雷水平与4个重要因素有关，即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度、有无架空地线和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
图1为线路避雷器及绝缘子的伏-秒特性图
加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
从图1中不难发现加装线路避雷器对防雷效果是十分明显的。

3线路避雷器的选点
大量运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段。我们称之为选择性雷击区，或称易击区。线路若能避开易击区，或对易击区线段加强保护，则是防止雷害的根本措施。实践表明，下列地段易遭雷击:
（1）雷暴走廊，如山区风口以及顺风的河谷和峡谷等处;
（2）四周是山丘的潮湿盆地，如杆塔周围有鱼塘、水库、湖泊、沼泽地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等处;
（3）土壤电阻率（p）有突变的地带，土地质断层地带，岩石与土壤、山坡与稻田的交界区。岩石山脚下有小河的山谷等地，雷易击于低土壤电阻率处;
（4）地下有导电性矿的地面和地下水位较高处；
（5）当土壤电阻率差别不大时，例如有良好土层和植被的山丘，雷易击于突出的山顶、山的向阳坡等。
线路避雷器一般安装在线路易击区，但在选择安装线路避雷器地点过程中，必须结合本地区历年来的线路雷击跳闸情况、运行经验及线路所经的地形。综合以上各种因素，确定线路避雷器安装的最佳地点，提高线路的耐雷水平。

4线路避雷器使用及动作情况
花都区位于广州市的北面，据气象部门统计2000年至2002年花都区雷暴日平均为81天，属多雷区，广州花都供电分公司管辖的输电线路跳闸故障有80％是由于雷击而引起的。
广州花都供电分公司管辖的110kV田梯线和110kV华军芙线大部分线路走廊位于丘陵、山地，多年来经常发生雷击跳闸故障。根据这种情况，在这二条线路上安装了9组避雷器，共27只。
110kV田梯线全长13.88公里，1997年投入运行，据统计该线路在1998年和1999年共有5次的雷击掉闸，其中#40~#45段就有3次雷击掉闸。为此，我们对该线路的有关数据进行分析、研究，发现110kV田梯线#38~#46位于山的向阳坡上且为风口，杆塔的接地电阻也偏大。综合各种因素，我们决定在110kV田梯线#40、#43、#45各安装3组共9只避雷器，运行至今已接近3年时间，在这段时间，该线路没有发生过雷击掉闸故障。检查线路避雷器的放电记数器，发现线路避雷器都有动作，动作情况见表1。
110kV华军芙线全长27.39公里，1996年投入运行。据历年来的雷击数据分析，该线路从1997年~2002年共有12次雷击跳闸。为此，我们对110kV华军芙线全线进行了现场勘察，根据历年来的雷击杆塔情况和杆塔所处的地形、地貌，确定线路的易击区并结合线路的实际运行情况，在2002年3月选点安装了6组线路避雷器。避雷器运行二年，线路未发生雷击故障。避雷器动作情况见表1。

5结束语
(1)、在输电线路易击区杆塔上安装线路避雷器后，杆塔段未发生雷击跳闸，提高了线路的耐雷水平，线路避雷器在输电线路的应用取得了初步的成效。
(2)、正确选择线路避雷器安装位置是很重要的，是能否充分发挥线路避雷器作用的关健。
(3)、继续对输电线路的防雷工作进行分析、总结，进一步探讨积累线路避雷器的运行经验，不断地提高线路的耐雷水平。
表1:


参考文献
1电力工程高压送电线路设计手册.北京:水利电力出版社，1993
2 王秉钓.金属氧化物避雷器.北京: 水利电力出版社，1993


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