試析輸電線路避雷器的選擇及安裝

摘要：雷擊作為輸電線路安全可靠運行的關鍵因素，做好線路防雷工作是相當重要的。文章主要講述了輸電線路避雷器的選擇，并提出了安裝輸電線路避雷器的一些建議。

關鍵詞：輸電線路；避雷器；雷擊；安裝

雷鳴閃電是自然中常見的現象，近年來環境條件不斷惡化，因為雷擊引起的輸電線路跳閘問題也在增加，影響了輸電設備的正常運行，也影響了人們的日常生活。

1 輸電線路避雷器的選擇

目前，避雷器主要的結構形式主要有兩種：無間隙型和有串聯間隙型，其中串聯間隙型又被分為外串聯間隙型和內串聯間隙型。

1.1 外串聯間隙型避雷器

外串聯間隙型避雷器由本體和外串聯間隙兩個部分構成。當線路正常工作時，本體不需要承受電壓，不存在老化的問題，并且這種形式下的避雷器內部結構簡單，只要保證間隙之間沒有損壞，就能安全可靠運行。外串聯間隙型避雷器可以通過適當提高荷電率來降低殘壓值。同時，因為串聯間隙具有隔離的作用，當電阻片老化時，也不會影響到整條輸電線路的正常運行[1]。外串聯間隙型避雷器的保護特性還取決于其外串聯間隙的沖擊放電電壓值，但是外串聯間隙的放電參數會因為氣候的改變而改變，間隙沖擊系數會隨著間隙方式和結構形式的不同而存在著較大差異，在被雨水淋濕的情況下，工頻放電電壓能夠滿足預先設計值，但是雷電沖擊放電電壓值會超出預先設計值，因此，對于荒郊野外的輸電線路來說，這種結構的避雷器的防雷效果較差。

1.2 內串聯間隙型避雷器

內串聯間隙型避雷器內部采用的是帶并聯電阻的單個長間隙，這種間隙是近幾年才通過實驗證明能夠穩定可靠運行的。內串聯間隙型避雷器的間隙不會受到外界環境的影響，放電穩定，閥片承擔的電壓值很小，是無間隙型避雷器的一半，能大大減緩老化，提高了防雷效果和使用壽命。同時，這種避雷器的殘壓和沖擊放電等保護特性比外串聯間隙型避雷器和無間隙型避雷器都要好。但是，內串聯間隙型避雷器一旦密封性較差，就會給輸電線路的運行帶來安全問題，因此，這種避雷器最關鍵的問題是要做好密封。

1.3 無串聯間隙型避雷器

無串聯間隙型避雷器是由電站型避雷器發展而來的，它的主要優點體現在能吸收大量沖擊能量，沒有放電延時等。無串聯間隙型避雷器因為長期承受系統電壓，在避雷器的工藝不佳或者是荷電率過高時會逐漸老化，殘壓會比串聯間隙型避雷器的高，并且在避雷器出現故障時會影響整條線路的正常運行，因此，不適合在輸電線路上裝設。

2 輸電線路避雷器的安裝建議

大量研究表明，輸電線路遭受雷擊的位置往往只是某些地段，一般這些地段被稱為選擇性雷區，也叫易擊區[2]。輸電線路若能避開易擊區，或者是在易擊區進行加強保護，這是防止雷害的根本措施。在選擇安裝輸電線路避雷器的過程中，必須結合線路經過的地形，確定線路避雷器安裝的恰當地點和數目，并對線路繞擊和反擊的情況區別開來。

2.1 防止線路繞擊

線路繞擊的概率和避雷線對邊導線的桿塔高度、保護角和線路經過的地區地形等因素密切相關，因此對于防止線路繞擊的方法和防止線路反擊的方法是不同的。在安裝過程中，可以通過改善反擊耐雷水平低的桿塔來提高輸電線路的防雷效果。當確定桿塔的雷擊事故是因為繞擊引起的時候，通過在雷電繞擊相的導線上安裝避雷器來避免雷擊；若不能確定雷擊相別，一般采用全相安裝避雷器，達到預防的作用。線路絕緣性能與電壓級別相關，當級別越高，絕緣性能越好，反擊也不容易發生，但是線路繞擊的機率會增加。同塔雙回桿塔，排列著6相導線，呈鼓形。避雷線的上相導線保護角比中相導線保護角要小，繞擊會發生在中相。因此，要在上中下三相中選擇中相安裝避雷器。當輸電線路要經過山地，且桿塔位于山坡上，那么靠近山頂的輸電線路能夠受到山頂地面的保護，發生繞擊的概率較小，但是遠離山頂的輸電線路會受到地面傾斜角度的影響，發生繞擊的概率較大，因此避雷器要安裝在遠離山頂的中相上面能大大降低繞擊造成的跳閘。對于地面傾斜角度很大的桿塔，在遠離山頂的下相導線也容易遭受繞擊，為了降低繞擊跳閘率兩回路的中相都要安裝避雷器。

2.2 防止線路反擊

由于雷擊引起避雷器產生作用時，通過的雷電流會遠遠大于通過避雷線的雷電流，這種作用會使輸電導線的電位提高，使導線和塔頂的電位差小于絕緣串中的閃絡電壓，避免閃絡的發生。對于波形陡峭，幅值較大的雷電流，應安裝分流系數較大的避雷器，用于保護線路和減少雷擊跳閘率。降低接地電阻能提高耐雷水平，但是在山區，降低接地電阻式很困難的，但是安裝的避雷器能有效解決這一問題，因為避雷器殘壓的箝電位作用很顯著，也是提高輸電線路反擊耐雷水平最常用的方法。對于同塔雙回架空線路，反擊跳閘會受到工頻電壓的影響，當工頻電壓存在時，上中下三相導線發生反擊的概率是相同的，要降低反擊跳閘率，合理的線路避雷器安裝方案是選擇在三相全部安裝。

2.3 輸電線路避雷器的安裝只能保護本基桿塔

盡管通過安裝輸電線路避雷器能大幅度提高耐雷水平，但是當雷擊位置轉移到沒有安裝避雷器的相鄰桿塔并且雷電流超過了相鄰桿塔自身的耐雷水平時，相鄰桿塔仍然會發生反擊、繞擊、閃絡[3]。這表明了沒有安裝線路避雷器的桿塔的耐雷水平不會因為其它桿塔安裝了線路避雷器而有所提高。總而言之，當雷擊形成的雷電電壓過大時，一般線路避雷器的保護范圍就僅僅限制在安裝了線路避雷器的本基桿塔上面。因此，通過安裝線路避雷器來提高輸電線路耐雷水平時，首先要找出輸電線路上各個易擊段，然后有針對性的在易擊段安裝線路避雷器。對于整條輸電線路來說，衡量桿塔的耐雷水平針對的是所有的桿塔，而不只是安裝了線路避雷器的桿塔。一般來說，安裝避雷器后整條線路反擊耐雷水平的改善效果還會受到鄰近桿塔的避雷效果的影響，一般建議在重點桿塔上安裝了線路避雷器后，還要在相鄰的桿塔上面也進行安裝。

3 結束語

從我國的電網運行情況來看，雷擊仍然是輸電線路上的主要危害。而安裝線路避雷器是降低線路雷擊跳閘率的有效方法，但是對于線路避雷器的選擇和在安裝過程中都是要講究科學的，進行合理的選擇和安裝，才能提高整條線路的耐雷水平。

參考文獻

[1]李強，李津玲，宋紅莉.線路避雷器的安裝方式及選擇[J].山西建筑，2010（3）.

[2]葛棟，焦飛，張翠霞等.輸電線路避雷器的應用及其安裝方案[J].華北電力技術，2009（8）.

[3]郭翔宇，李文學，王澤明.輸電線路避雷器的選擇與安裝[J].黑龍江科技信息，2008（24）.

作者簡介：（1986，6-）男，本科，助理工程師。