线路避雷器在输电线路防雷中的应用

线路避雷器在输电线路防雷中的应用

阳广留

云南电网有限责任公司丽江供电局 674100

摘要：雷击分反击和绕击两种，前者主要表现是雷击杆塔顶部或避雷线引起塔顶电位升高，后者主要表现是雷电绕过避雷线击中导线或雷电击中地面后在导线中产生感应雷电流。目前减少雷电反击的措施主要有：增加线路绝缘的耐雷水平、架设双避雷线及减小接地电阻、装设避雷针、安装线路避雷器。本文结合输电线路多年运行遭受雷害情况，采取加装线路避雷器提升该输电线路耐雷水平。

关键词：输电线路；线路避雷器；应用

引言

输电线路受到雷电威胁较大，在电路连接设计时，需要考虑其防雷性能和特点，确保防雷效果符合要求，保障高压电路的正常使用。目前常见的防雷方式可以归纳为两种，其一为将雷电阻挡在设施之外，避免雷电进入而影响系统运行；其二为将雷电引导到其他区域，减轻雷电对重点区域相关设备的影响。

1输电线路雷击形式

高压输电线在被雷击时会发生闪络，以此为依据，将输电线路的雷击形式分为两类：其一为直击。在雷电直击塔顶避雷线时，电流会通过避雷线传导入相邻的杆塔结构，随着杆塔传输到大地。该情况下一部分雷电电压会留在杆塔中，与导线上的电位形成高位电压差，从而引发杆塔导线闪络。此类雷击故障在山区输电线中发生概率相对较高。其二为绕击。在雷电经过线路时，受到电感影响，容易出现雷电绕击故障，发生时会产生瞬间高压，使导线电位快速提高，此时导线的电位差与杆塔电位差相差过大，引起绝缘子串击穿放电，随之出现闪络现象。由于绕击产生的瞬时电压和电流较大，使其危害相对较大且发生较为频繁，其中高压线路发生概率更大，一般占总绕击的80％左右。

2配电系统防雷与接地技术的应用

2.1变电站

雷击天气是人为不可控的，电力企业需要做好配电系统的防雷工作，避免在遇到雷击天气时，雷击对配电系统造成损害，影响电力企业经济效益和用户的日常用电需求。在受到雷击时，需利用防雷接地系统，降低避雷器设备因雷击产生的电流，对变电站系统进行有效保护。如果配电线路出现过压现象，则会导致电波被传输到变电站，因为闪络造成的落差是绝缘线路的1/2，因此线路的抗雷击能力比变电站设备要强，在靠近变电站的位置需加强避雷设备的配置，加强避雷线的安装，避免变电站被雷击，造成难以挽回的损失。相关数据表明，近年来变电站频繁遭受雷击，对站内设备造成极大的伤害，究其主要原因是接地方式不合理，使其接地工作无效，当遇到恶劣天气时，很容易被雷电击中，导致工作人员不得不重装设备，电站承受着巨大的损失。

2.2计算机及通信设备

目前，我国几乎全面进入信息化时代，随着计算机技术蓬勃发展，各行各业不断引入该技术辅助工作，有效提高整体的工作效率及工作质量，计算机技术不仅推动了我国科学技术的发展，还为我国的通信技术打下坚实的基础。在电力系统中，计算机和通信设备是其配电系统中必不可少的一部分。工作人员应做好建筑的防雷接地工作，进而保护计算机及通信设备的温度，与此同时，应根据相关要求完善设备自身的接地工作，保证设备正常运行。计算机及通信设备与电力配电系统通常是通过电缆、天线连接，工作人员应将电缆的外层接地，保证通信稳定。此外，还需开展重复接地工作，并将其与建筑的接地网互相连接，建设优质的防雷系统，并安装避雷器，多方位避雷，增强防雷效果。计算机及通信设备应合理分层，根据不同层级采取相应的防雷措施，建筑及设备电源需采取一级防雷接地措施，计算机房及相关设备的端口采取二级防雷接地措施，建设出完整的防雷接地系统，在一定程度上避免雷击导致的冲击，确保计算机及通信设备可以正常且稳定的运行。

3降低输电线路雷击事故的常见措施

3.1安装线路避雷器

线路避雷器安装在绝缘子串两端，与绝缘子串并联。正常运行时，避雷器处于高阻态，泄漏电流很小；当绝缘子串两端过电压超过避雷器动作电压时，避雷器动作，将绝缘子串两端电压限制在残压水平上，从而使绝缘子串免于发生闪络；过电压消失后，避雷器又恢复高阻态，切断工频电流，从而避免跳闸。将线路避雷器应用到线路雷电活动强烈或土壤电阻率高，特别对降低接地电阻有困难的线段，可以有效地提高线路的耐雷水平，具有较好的防反击效果。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邻杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过某一阀值后，避雷器便动作并加入分流，大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相邻杆塔。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，以保证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。

3.2降低杆塔接地电阻

为减少雷击情况下对输电线路的冲击力，在进行系统设计时，需要计算杆塔的电阻和土壤的导电率，并与相关的电压保护规范进行对比，优化整体架空线路中杆塔的设计与应用。在防雷杆塔结构接地施工过程中，应采取恰当的方式降低接地电阻，设计和施工人员应采取恰当的施工方式，将电阻降到10Ω以内，提高结构的防雷能力。在施工过程中，首先，可以选择水平外延接地的方式，将杆塔所在区域进行调整，构建能够实现水平放射的区域，并调整地下结构。其次，可以通过深埋杆塔接地极的方式，将杆塔结构中的接地极埋设深度加深，提高结构的安全性。最后，采用填充法降低电阻，在杆塔附近的土层中填埋电阻率较低的物质，利用该类物质代替原本的土层结构，从而达到降低电阻、顺利导电的效果，全面强化防雷接地施工质量。

3.3优化设备结构体系

为进一步优化防雷接地技术的实施效果。一方面，应采用并联保护间隙技术，利用并联的金属电极构成间隙，放置到闪络位置，避免绝缘子受到闪络电弧影响，维持整体系统的稳定性。另一方面，应优化绝缘结构，一是应合理调整绝缘子串的具体片数，结合当地的雷击情况以及实际输电防雷接地工程的耐雷要求，计算并选择绝缘子串片数，提高绝缘效果。二是优化塔顶空气间隙绝缘能力。分析塔顶输电线路对空气间隙的绝缘强度需求，合理调整间隙的绝缘性能，大幅度降低闪络故障的发生概率。

3.4加强配电运检日常维护

为了确保配电线路可以平稳运转，电力企业要积极组织工作人员对常见故障点进行深入分析，加大日常配电运检工作的开展力度，凭借先进的科学技术做好配电线路的即时状态监测工作，并尽快发现隐患问题，在第一时间内找到问题的解决方法，以防问题加剧对配电线路运行带来负面影响。针对配电线路日常运行中存在的故障表现，电力企业要提前指定若干专业的工作人员严格审查线路立杆的设计标准，使塔杆基础始终位于牢固的状态。

结束语

在输电线路运行中，雷击是一种比较常见的事故，对线缆以及杆塔上的电气设备造成严重破坏，影响输电线路的正常供电，增加了供电公司的运营成本。尤其是在雷电多发区域，采取科学有效的防雷措施已经成为供电公司的一项重要工作内容。除了考虑环境因素的影响外，还应积极推广新技术、新设备切实提升输电线路的耐雷水平。线路型避雷器是一种结构简单、运行可靠、成本较低的防雷设备，在输电线路杆塔上安装一定数量的线路型避雷器，将显著提高整体耐雷水平，降低甚至是杜绝雷击跳闸事故的发生，对保障输电线路的稳定运行以及维护供电公司的经济效益有积极帮助。

参考文献

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