輸電線路避雷器在電網中的防雷運用

武繼軍

（山東科華電力技術有限公司，山東濟南　250101）

輸電線路避雷器在電網中的防雷運用

武繼軍

（山東科華電力技術有限公司，山東濟南250101）

在建設電力系統的過程中，輸電線路鋪設是工程的重中之重，直接與整個城市的電能供應密切相關。然而，在日常運行中，輸電線路經常在雷雨天氣中遭受雷擊，造成嚴重的電網事故，對電網的穩定性也產生影響。因此，輸電線路避雷器在電網防雷中的作用尤為重要，研究得知，避雷器在電網防雷過程中取得了顯著效果。介于此，對輸電線路避雷器在電網中的防雷運用進行了研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

輸電線路避雷器電網運用效果

近年來，隨著我國加大推動電力系統建設，使得電網規模和輸電線路工程逐步增加，同時，也增加了輸電線路遭遇雷電災害的概率。根據調查統計，每年我國輸電線路由于遭受雷電災害所造成的損失超過千億元。特別是在強雷區或強對流天氣頻繁的地區，輸電線路受到雷擊跳閘的情況頻繁發生。因此，必須采取有效的防雷措施，減少輸電線路遭遇雷電災害造成的損失。目前，對于電網而言，最有效的防雷措施就是電網鋪設的過程中，安裝輸電線路避雷器，特別是在雷電活動劇烈的地區，更要重視對輸電線路避雷器的應用［1］-［2］。

1　輸電線路避雷器的原理及影響評價

1.1輸電線路避雷器的工作原理

通常利用降低塔體接地電阻的方法，來提高輸電線路的防雷效果，然而，在地形復雜的山區采用這種方法具有一定難度，使得處于山區的輸電線路頻繁遭受雷擊。介于此，可以采取加裝線路避雷器的方法，降低雷擊傷害。如果輸電線路受到雷電襲擊，則會導致雷電傳遞的電流發生變化，當雷電電流超過規定數值時避雷器開始工作，將大部分電流分流進入導線，傳遞到相鄰輸電桿塔。雷電電流通過避雷線和導線時，受到電磁感應的作用會產生耦合分量，進而不斷提高導線的電位值，使得導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓，有效避免了絕緣子發生閃絡。因此，輸電線路避雷器的主要作用是將雷電電流向導線或者相鄰桿塔進行分流，同時利用鉗電位作用有效避免絕緣子串發生閃絡［3］。如圖1線路避雷器及絕緣子的V-t特性所示，加裝線路避雷器對輸電線路防雷效果有明顯的提升。

1.2雷電對輸電線路的影響評價

在運行工作中，如果輸電線路遭遇雷電災害，將對電網的安全、穩定運行產生不良影響。當輸電桿塔受到雷電時，會有一部分雷電通過輸電桿塔，將電流傳遞給相鄰的輸電桿塔，嚴重影響其穩定性；而另一部分雷電會通過桿塔進入地下，使得輸電桿塔的接地電阻具有了暫態電阻的特征。當輸電線路受到雷擊時，如果輸電桿塔頂部的電位值與導線上的感應值之間的差值超過絕緣子串放電電壓值的50%，這時就會非常容易損壞輸電線路，從而嚴重影響電網的安全性和穩定性。

2　輸電線路避雷器的結構類型及效果分析

隨著輸電線路避雷器應用范圍的不斷擴大，其種類也越來越多。按照結構類型劃分，主要類型有：無間隙線路避雷器和外串間隙線路避雷器。而其中外串間隙線路避雷器，在輸電線路防雷中有顯著的防雷效果，此外，還分為絕緣支撐件和純空氣間隙兩種類型。按照線路避雷器的外套材料進行劃分，可以分為：瓷外套、合成外套兩種；按照功能還可以劃分為主要限制操作避雷器、雷擊過電壓避雷器、兼有限制避雷器三種類型［4］。在種類繁多的線路避雷器當中，在實際應用過程中，由于外串間隙線路避雷器不斷進行改進和完善，而具有比較顯著的防雷效果，同其他線路避雷器相比，能夠承受更高的電壓，且還能更好的保護輸電線路，其應用十分廣泛。同屬于外串間隙線路避雷器的絕緣支撐件間隙避雷器和純空氣間隙避雷器也是各有優勢，前者的優勢是安裝工藝簡單，而后者的優勢在于結構簡單、穩定性較好，但安裝工藝復雜，具有較高的安裝質量的要求。

3　輸電線路避雷器在電網中的應用

3.1線路避雷器的選擇

安裝線路避雷器，主要是為了減少輸電線路遭遇雷電災害而受到的損害，保障電力系統的穩定運行，因此，在選擇線路避雷器時，必須按照輸電線路的實際情況來選取，以保證所選取的避雷器具有最好的防雷效果；在選取線路避雷器時，要綜合考慮保證電力系統正常運行的各種因素，如：暫態過電壓、絕緣子閃絡等，從而讓所選的線路避雷器更具有可靠性；另外，為了使線路避雷器能夠具有最好的防雷效果，還需要全面考慮輸電桿塔接地的質量、閃絡比例等因素。

3.2線路避雷器的安裝

在安裝線路避雷器時，線路防雷效果的好壞，直接取決于所選擇的安裝位置。因此，為了保證安裝的線路避雷器具有良好的防雷效果，在安裝時，必須考慮輸電線路的實際情況來選擇安裝的位置，每個桿塔都要選取合適的位置進行安裝。在特殊情況下，要求對每條輸電線路加裝線路避雷器。經驗得知，不要只顧追求更好的防雷效果，而過多的安裝線路避雷器，必須要同時考慮其經濟性與實效性，確保在最低的工程成本下，達到最好的防雷效果［5］。

在安裝線路避雷器時，不能任意確定所要安裝的數量。一般情況下選擇一相，而在接地電阻較大的輸電線路中，選擇二相或三相，從而能夠保證輸電線路的防雷效果。在安裝線路避雷器的過程中，主要操作包括3個步驟：首先，把線路避雷器懸掛在輸電線路桿塔的線路或絕緣子上以后，開始進行安裝。根據線路避雷器的質量來選擇安裝的方式，安裝時必須保證避雷器能夠牢固、穩定地工作。然后，需要計算串聯的間隙距離。如果選擇安裝的是純空氣間隙線路避雷器，則其串聯的間隙距離，必須遠遠小于絕緣支撐件間隙線路避雷器。最后，還要合理的控制避雷器和絕緣子之間的距離，以免產生橫向放電，破壞輸電線路的穩定性。

4　安裝點選取及運維建議

4.1安裝點選取建議

（1）應該在輸電桿塔受到過雷擊的位置加裝線路避雷器。

（2）對處于雷電劇烈活動區段及易受雷擊的桿塔，科學選取線路避雷器的安裝點。處于雷電活動劇烈區段的桿塔可通過雷電定位系統選取落雷密度較大的位置，而易受雷擊桿塔的安裝點可通過綜合考慮桿塔的保護角大、絕緣配置較低等因素來選取［6］。

4.2運維建議

（1）按要求加強輸電線路避雷器紅外測溫工作，增加線路避雷器的預防性試驗，尤其是對于安裝5年以上的復合絕緣子間隙線路避雷器；

（2）為了了解線路避雷器的防雷效果，應該實時掌握避雷器的運行狀態，特別是在雷雨季節前、后要認真檢查并記錄線路避雷器的計數器讀數［7］；

（3）因為線路避雷器安裝數量很多，且分布廣泛，使讀數工作量很大。因此，可以應用地面終端采集避雷器讀數信息裝置，來減少運維工作人員的工作強度；

（4）安裝線路避雷器的過程中，盡量不要選擇復合絕緣子—線路避雷器—輸電桿塔接地端這種的安裝方式。

5　結語

綜上所述，隨著我國電力系統建設不斷增加，電網規模越來越大，輸電線路遭遇雷電災害的概率也大大增加。為了增強輸電線路的防雷效果，輸電線路避雷器在電網中的應用越來越廣泛。因此，在安裝輸電線路避雷器的過程中，不僅要做好避雷器的選擇和安裝工作以及做好線路避雷器的日常維護工作，還要總結、分析在輸電線路的防雷工作中所遇到的問題，積累線路避雷器的運行經驗，從而不斷提高線路防雷工作的管理水平，有助于加強電網雷電防護的規劃和實施工作，這對于每一位電網工作人員來說是一項長期而艱巨的任務。

［1］李壯和，李燕.避雷器在輸電線路防雷中的應用分析［J］.高電壓技術，2004，30（3）.

［2］趙慶州，李言武.線路避雷器在輸電線路防雷中的應用及建議［J］.廣西電力，2014，37（4）.

［3］何澤斌.避雷器在架空輸電線路上的應用研究［D］.華南理工大學，201 0.

［4］周華敏，王銳，周原，彭向陽，顧溫國.220kV同塔雙回鐵路牽引站供電線路防雷問題及改進策略研究［J］.廣東電力，2015（08）.

［5］Hani Bani Odeh，Yousif El-Tous.Usage of Lightning Arrester Line to Feed Light Electrical Loads［J］American Journal of Applied Sciences，2009，Vol.6（1），pp.13

［6］郭清滔，廖福旺，黃海鯤.220kV棉紫線線路避雷器安裝方案研究［J］.電瓷避雷器.2011（06）.

［7］陳廣生.外串間隙線路型避雷器在架空輸電線路中的防雷作用［J］.廣東電力，2006，1 9（10）.

武繼軍（1985—），男，山東濰坊人，本科，山東科華電力技術有限公司，技術部，初級職稱，從事電力自動化方向的研究。