输电线路避雷器在电网中的防雷运用

【摘 要】在建设电力系统的过程中，输电线路铺设是工程的重中之重，直接与整个城市的电能供应密切相关。然而，在日常运行中，输电线路经常在雷雨天气中遭受雷击，造成严重的电网事故，对电网的稳定性也产生影响。因此，输电线路避雷器在电网防雷中的作用尤为重要，研究得知，避雷器在电网防雷过程中取得了显著效果。介于此，对输电线路避雷器在电网中的防雷运用进行了研究，试图为之提供行之有效的可行性建议。

【关键词】输电线路 避雷器 电网 运用效果

近年来，随着我国加大推动电力系统建设，使得电网规模和输电线路工程逐步增加，同时，也增加了输电线路遭遇雷电灾害的概率。根据调查统计，每年我国输电线路由于遭受雷电灾害所造成的损失超过千亿元。特别是在强雷区或强对流天气频繁的地区，输电线路受到雷击跳闸的情况频繁发生。因此，必须采取有效的防雷措施，减少输电线路遭遇雷电灾害造成的损失。目前，对于电网而言，最有效的防雷措施就是电网铺设的过程中，安装输电线路避雷器，特别是在雷电活动剧烈的地区，更要重视对输电线路避雷器的应用[1]-[2]。

1输电线路避雷器的原理及影响评价

1.1输电线路避雷器的工作原理

通常利用降低塔体接地电阻的方法，来提高输电线路的防雷效果，然而，在地形复杂的山区采用这种方法具有一定难度，使得处于山区的输电线路频繁遭受雷击。介于此，可以采取加装线路避雷器的方法，降低雷击伤害。如果输电线路受到雷电袭击，则会导致雷电传递的电流发生变化，当雷电电流超过规定数值时避雷器开始工作，将大部分电流分流进入导线，传递到相邻输电杆塔。雷电电流通过避雷线和导线时，受到电磁感应的作用会产生耦合分量，进而不断提高导线的电位值，使得导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，有效避免了绝缘子发生闪络。因此，输电线路避雷器的主要作用是将雷电电流向导线或者相邻杆塔进行分流，同时利用钳电位作用有效避免绝缘子串发生闪络[3]。如图1线路避雷器及绝缘子的V-t特性所示，加装线路避雷器对输电线路防雷效果有明显的提升。

1.2雷电对输电线路的影响评价

在运行工作中，如果输电线路遭遇雷电灾害，将对电网的安全、稳定运行产生不良影响。当输电杆塔受到雷电时，会有一部分雷电通过输电杆塔，将电流传递给相邻的输电杆塔，严重影响其稳定性；而另一部分雷电会通过杆塔进入地下，使得输电杆塔的接地电阻具有了暂态电阻的特征。当输电线路受到雷击时，如果输电杆塔顶部的电位值与导线上的感应值之间的差值超过绝缘子串放电电压值的50%，这时就会非常容易损坏输电线路，从而严重影响电网的安全性和稳定性。

2输电线路避雷器的结构类型及效果分析

随着输电线路避雷器应用范围的不断扩大，其种类也越来越多。按照结构类型划分，主要类型有：无间隙线路避雷器和外串间隙线路避雷器。而其中外串间隙线路避雷器，在输电线路防雷中有显著的防雷效果，此外，还分为绝缘支撑件和纯空气间隙两种类型。按照线路避雷器的外套材料进行划分，可以分为：瓷外套、合成外套两种；按照功能还可以划分为主要限制操作避雷器、雷击过电压避雷器、兼有限制避雷器三种类型[4]。在种类繁多的线路避雷器当中，在实际应用过程中，由于外串间隙线路避雷器不断进行改进和完善，而具有比较显著的防雷效果，同其他线路避雷器相比，能够承受更高的电压，且还能更好的保护输电线路，其应用十分广泛。同属于外串间隙线路避雷器的绝缘支撑件间隙避雷器和纯空气间隙避雷器也是各有优势，前者的优势是安装工艺简单，而后者的优势在于结构简单、稳定性较好，但安装工艺复杂，具有较高的安装质量的要求。

3输电线路避雷器在电网中的应用

3.1线路避雷器的选择

安装线路避雷器，主要是为了减少输电线路遭遇雷电灾害而受到的损害，保障电力系统的稳定运行，因此，在选择线路避雷器时，必须按照输电线路的实际情况来选取，以保证所选取的避雷器具有最好的防雷效果；在选取线路避雷器时，要综合考虑保证电力系统正常运行的各种因素，如：暂态过电压、绝缘子闪络等，从而让所选的线路避雷器更具有可靠性；另外，为了使线路避雷器能够具有最好的防雷效果，还需要全面考虑输电杆塔接地的质量、闪络比例等因素。

3.2线路避雷器的安装

在安装线路避雷器时，线路防雷效果的好坏，直接取决于所选择的安装位置。因此，为了保证安装的线路避雷器具有良好的防雷效果，在安装时，必须考虑输电线路的实际情况来选择安装的位置，每个杆塔都要选取合适的位置进行安装。在特殊情况下，要求对每条输电线路加装线路避雷器。经验得知，不要只顾追求更好的防雷效果，而过多的安装线路避雷器，必须要同时考虑其经济性与实效性，确保在最低的工程成本下，达到最好的防雷效果[5]。

在安装线路避雷器时，不能任意确定所要安装的数量。一般情况下选择一相，而在接地电阻较大的输电线路中，选择二相或三相，从而能够保证输电线路的防雷效果。在安装线路避雷器的过程中，主要操作包括3个步骤：首先，把线路避雷器悬挂在输电线路杆塔的线路或绝缘子上以后，开始进行安装。根据线路避雷器的质量来选择安装的方式，安装时必须保证避雷器能够牢固、稳定地工作。然后，需要计算串联的间隙距离。如果选择安装的是纯空气间隙线路避雷器，则其串联的间隙距离，必须远远小于绝缘支撑件间隙线路避雷器。最后，还要合理的控制避雷器和绝缘子之间的距离，以免产生横向放电，破坏输电线路的稳定性。

4安装点选取及运维建议

4.1安装点选取建议

（1）应该在输电杆塔受到过雷击的位置加装线路避雷器。

（2）对处于雷电剧烈活动区段及易受雷击的杆塔，科学选取线路避雷器的安装点。处于雷电活动剧烈区段的杆塔可通过雷电定位系统选取落雷密度较大的位置，而易受雷击杆塔的安装点可通过综合考虑杆塔的保护角大、绝缘配置较低等因素来选取[6]。

4.2运维建议

（1）按要求加强输电线路避雷器红外测温工作，增加线路避雷器的预防性试验，尤其是对于安装5年以上的复合绝缘子间隙线路避雷器；

（2）为了了解线路避雷器的防雷效果，应该实时掌握避雷器的运行状态，特别是在雷雨季节前、后要认真检查并记录线路避雷器的计数器读数[7]；

（3）因为线路避雷器安装数量很多，且分布广泛，使读数工作量很大。因此，可以应用地面终端采集避雷器读数信息装置，来减少运维工作人员的工作强度；

（4）安装线路避雷器的过程中，尽量不要选择复合绝缘子―线路避雷器―输电杆塔接地端这种的安装方式。

5结语

综上所述，随着我国电力系统建设不断增加，电网规模越来越大，输电线路遭遇雷电灾害的概率也大大增加。为了增强输电线路的防雷效果，输电线路避雷器在电网中的应用越来越广泛。因此，在安装输电线路避雷器的过程中，不仅要做好避雷器的选择和安装工作以及做好线路避雷器的日常维护工作，还要总结、分析在输电线路的防雷工作中所遇到的问题，积累线路避雷器的运行经验，从而不断提高线路防雷工作的管理水平，有助于加强电网雷电防护的规划和实施工作，这对于每一位电网工作人员来说是一项长期而艰巨的任务。

参考文献：

[1]李壮和，李燕.避雷器在输电线路防雷中的应用分析[J].高电压技术，2004，30（3）.

[2]赵庆州，李言武.线路避雷器在输电线路防雷中的应用及建议[J].广西电力，2014，37（4）.

[3]何泽斌.避雷器在架空输电线路上的应用研究[D].华南理工大学，2010.

[4]周华敏，王锐，周原，彭向阳，顾温国.220kV同塔双回铁路牵引站供电线路防雷问题及改进策略研究[J].广东电力，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，黄海鲲.220kV棉紫线线路避雷器安装方案研究[J].电瓷避雷器.2011（06）.

[7]陈广生.外串间隙线路型避雷器在架空输电线路中的防雷作用[J].广东电力，2006，19（10）.

作者简介：武继军（1985―），山东潍坊人，男，本科，山东科华电力技术有限公司，技术部，初级职称，从事电力自动化方向的研究。