線路避雷器在防雷中的作用研究

【摘要】一般來說，在地勢地況復雜險峻的地點或是某些含有高電阻率土壤的地區當中，傳統的防雷技術就顯得力不從心，無法達到預期的目的。線路避雷器，專業名稱為復合外套型金屬氧化物避雷器，它的出現無疑是為防雷新技術的發展帶來了曙光。因此，本文就對線路避雷器是的防雷原理和防雷的具體作用進行探討，希望能為防雷技術的創新和變革起到積極的作用。

【關鍵詞】線路避雷器；防雷技術；作用原理

在當前工農化生產日益普及和社會供電質量要求不斷提升的大背景下，輸電線路能否可靠供電成了至關重要的決定性因素。然而，在遠距離輸電的過程中，往往由于線路的老化而導致用電損耗或是輸電線路由于防雷性能的不足而使得輸電質量難以提高。其中，防雷是一個關鍵的問題。輸電線路在鋪設的途中會經過多山多雷區，每逢雷擊的發生，線路掉閘的故障時有發生。以江西省為例，在贛南多丘陵帶，雷擊的頻率高，每年導致的線路跳閘事故不計可數。由此可以看出，防雷已成為提高輸電線路輸電質量的重要方面。為了解決這個問題，國家近年來采用了多種防雷方法，在實踐的測試中線路避雷器脫穎而出，取得了很好的防雷效果。

一、線路避雷器防雷的基本原理

在未安裝線路避雷器的桿塔遭到雷擊時，其產生的雷電流將會以分流的方式進入桿塔。其中一部分雷電流將會經過避雷線流到相鄰建筑物上，與此同時，另一部分的雷電則會流經本桿塔最終匯入大地。而當導線末端的電位與桿塔頂電位的差值超過絕緣電線的極限電壓時，閃絡通道中的就會產生火花或電弧使得絕緣表面局部過熱而造成炭化，最終導致表面絕緣的損壞。經研究發現雷電流的分流途徑是可改的，使用線路避雷器后的桿塔會使得雷電流發生關鍵性的變化。其中絕大多數的電流都流入相鄰的桿塔中，剩下的電流則流入大地。而且更為奇妙的是當雷電流產生的電壓接近極限電壓時，避雷器能加大流入相鄰桿塔電流在總電流里的比重，從而避免了閃絡現象的發生。輸電線路防雷的傳統方式是直接采用相應的措施來降低塔體接地電阻，但一般只適用于平坦的平原地帶，一到山區，這種方法就會因為自身設計上的不合理而弊端百出。為了增大土壤與地線的接觸面積以降低電阻率從而使接地電阻在工頻狀態下能保持較低的水平，采用的一些方法都難以取得較為理想的結果，如使用深井加降阻劑或是在塔角部位接上長的輻射地線。原因就在于，雷擊時過長的接地線會產生很大的附加電感，并進一步使塔頂電位提高，從而造成閃絡。桿塔遭雷擊后，其接地電阻會呈現出暫態電阻的特性，物理學上常用沖擊接地電阻來表示。根據電磁感應定律我們可以理解到，當雷電流流過導線和避雷線時，會在導線和避雷線上產生相應的耦合分量，同時會使得導線的電位提高以及導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的極限電壓，從而避免了閃絡現象的產生，最終達到了防止輸電線路遭雷擊后跳閘的目的。雷擊時，塔頂的電位提高迅猛，其電位值可以用下面的公式求得：U塔=i*R地+L·di/dt。其中R地為沖擊接地電阻，i為雷電流的大小，L為自感系數，而L·di/dt為暫態分量。當U塔與導線電位的差值超過絕緣子串極限電壓時，將發生從塔頂至導線的閃絡。即：（U塔-U線）/Ulim>50%。從公式中可以看出，線路絕緣子的極限電壓、塔體的沖擊接地電阻、雷電流的強度，這三個因素決定者塔頂的電位值大小。

二、避雷器的選型及安裝維護

線路避雷器一般分為帶串聯間隙和無串聯間隙兩種類型，考慮到它們的運行方式上的差異和結構設計上的獨特性，在安裝線路避雷器時應特別注意以下幾點：第一是在建造位于多雷區的輸電線路桿塔時，考慮到遭到雷擊的可能性較大，最好在兩側相臨桿塔上同時安裝線路避雷器以保證安全。第二個方面，為了盡可能地減小接地電阻的大小，應該使用截面大于25平方毫米的接地線，垂直鋪設在避雷器上。第三是對于垂直排列的線路，裝上下兩相就足夠了，無須多裝，否則會事倍功半。安裝時要留意安全距離是否足夠，并且一旦線路器投運后，應定期進行維護，維護的標準一般是：絕緣電阻應該保持較長時間的穩定。維護的內容也涉及多方面，如計算器的動作情況的定期檢查和記錄以及對固件進行定期的較緊以防止松動。

線路避雷器作為一門全新的防雷技術，無論是在理論上，還是實踐上來看，其防雷效果都十分顯著，可以說是提高線路耐雷擊水平的最有效方式。在線路選擇時應考慮多方面的因素，如建造成本和具體的實際地形和地勢情況，并對建造好的避雷器要進行必要的定期維修。因地制宜地將避雷器放置在最合適的桿塔上，用最微小的成本來達到最大的效益，前提是不損害輸電線路的抗雷擊能力。在今后的實際運行中，要不斷地積累經驗，完善避雷器的功能，為以后的線路避雷器的進一步發展鋪平道路。

參 考 文 獻

[1]詹花茂，李成榕，陳秀娟等.采用MOA的輸電線路雷電響應分析模型[J].高電壓技術.2004（8）：1～2

[2]田建華，劉渝根，王雙文.氧化鋅避雷器在輸電線路防雷中的作用[J].高電壓技術.2003（11）：18～20