劉廣州，吳國軍，鄭 浩，李德波

宿州供電公司輸電運檢工區(qū)，安徽宿州，234000

如何防止因雷擊故障而跳閘是當前輸電運行專業(yè)考慮的重要問題之一。雷擊已成為影響輸電線路安全可靠運行的主要因素之一，在我國跳閘率比較高的地區(qū)，由雷擊引起的故障次數(shù)占40%左右，尤其在多雷、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)，雷擊輸電線路而引起的事故率高達70%[1]。

1 雷擊對架空輸電線路的故障分析

造成線路閃絡跳閘的雷電過電壓主要有直擊(反擊、繞擊)和感應雷電過電壓，在線路防雷的設計和運行中都應考慮這幾種雷電過電壓[1]。其中感應過電壓是指雷云不直接擊于輸電線路，而是向線路附近地面，或向避雷線上進行主放電而在線路上感應產生的過電壓。直擊雷過電壓則又分為直擊過電壓和繞擊過電壓。其中，繞擊是指雷擊過電壓繞過避雷線,打到線路上。繞擊經常與桿塔的地形及高度有關。線路的屏蔽各級系統(tǒng)包括桿塔、避雷線及大地，并隨著桿塔的高度增加而減弱。

為了減少輸電線路的雷擊故障，宿州供電公司采取了各種綜合防雷措施，如降低桿塔接地電阻、絕緣子串不平衡絕緣法、架設避雷線、架設耦合地線等，取得了一定的效果。但對于分布在土壤電阻率高的部分線路，降低桿塔接地電阻難度較大，對于防治繞擊雷對線路造成的故障仍沒有好的對策。

2 線路避雷器在架空輸電線路中的工作原理

目前，國外已廣泛采用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器防御輸電線路的雷擊。當雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線流到相鄰桿塔，另一部分雷電流經桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征[2]。

雷擊桿塔時，塔頂電位迅速提高，其電位值為

Ut=iRd+L.di/dt

(1)

式中，i為雷電流，Rd為沖擊接地電阻，L.di/dt為暫態(tài)分量。

當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時，將發(fā)生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-U1>U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-U1+Um>U50。因此，線路的耐雷水平與三個重要因素有關，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的，雷電流強度則與地理位置和大氣條件相關[3]。

當不改變桿塔接地電阻，而在線路中裝設線路避雷器時，將避雷器的伏-秒特性與絕緣子串的伏-秒特性相配合，當線路遭受雷擊(或繞擊)時，線路避雷器能可靠地動作，以保護絕緣子串不發(fā)生閃絡。具體過程是：塔頂電位超過避雷器的導通電壓時，避雷器動作。此時桿塔上的雷電流分流發(fā)生變化，一部分仍沿桿塔或引下線、接地電阻泄入大地；另一部分則經避雷器流入導線，于是導線和避雷線上都有電流流過。由于電磁感應作用，雷電流分別在導線和避雷線中產生耦合分量，導線上較大的雷電流耦合分量使得其電位迅速升高，使桿塔對導線放電得到有效的控制，從而起到防雷作用。

3 線路避雷器在架空輸電線路中的應用

3.1 使用線路避雷器時應注意的問題

3.1.1 重視避雷器的安裝選點

根據(jù)雷電定位系統(tǒng)及實際運行情況，應將有限的線路避雷器安裝在雷電活動頻繁區(qū)域中易受雷擊的桿塔。從雷電的特性來分析，一般在水汽較重的區(qū)域或位置(比如周圍有河流、水庫、魚塘等)容易產生雷云，故靠近這些地方的桿塔適宜安裝線路避雷器；而位于高大建筑下的桿塔可以不安裝線路避雷器，因為雷電已被它們遮擋。

3.1.2 安裝先后原則

根據(jù)資金的情況，可按下列先后步驟選點安裝：

(1)選擇易遭雷擊，歷年跳閘率高的輸電線路桿塔；

(2)選擇易擊區(qū)間；

(3)易擊桿或易擊段的相鄰桿塔；

(4)接地電阻大，降阻要花很大力氣，難以降到規(guī)定值以下，同時又有遭雷擊可能的桿塔；

(5)地形特殊的桿塔，如山坡的迎風面，雷云易在此遭受山的阻擋而集結的桿塔。

3.1.3 線路避雷器的安裝

線路避雷器安裝時應注意：

(1)選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔，最好在兩側相臨桿塔上同時安裝，可以提高線路的耐雷水平；

(2)垂直排列的線路可只裝上下兩相；

(3)安裝時盡量不使避雷器受力，并注意保持足夠的安全距離；

(4)避雷器應順桿塔單獨敷設接地線，其截面不小于25 mm2，盡量減小接地電阻的影響[3]。

3.2 線路避雷器的應用情況

目前，國外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器防御輸電線路的雷擊，取得了很好的效果。從2008年開始，宿州供電公司將線路避雷器應用在位于雷暴密集區(qū)的部分220 kV及110 kV線路的部分桿塔上，經過4個雷雨季節(jié)的考驗，裝設線路避雷器的桿段均未發(fā)生雷擊跳閘(表1)。

表1 避雷器動作情況統(tǒng)計表

4 結束語

宿州供電公司在部分110 kV及以上線路嘗試應用線路氧化鋅避雷器防止線路雷害故障，裝設線路避雷器的桿段均未發(fā)生雷擊跳閘。運行經驗表明，在線路上安裝適合于線路運行的線路避雷器來保護線路是一種經濟的、可行的方法，值得在同行業(yè)推廣使用。

參考文獻：

[1]安向陽.線路型氧化鋅避雷器在架空輸電線路中的應用[J].沿海企業(yè)與科技，2008(7)：151-152

[2]劉輝,李明貴,陳曉兵.廣西電網(wǎng)防雷及接地工作存在的主要問題及對策[J]. 廣西電力，2006(3)：6-11

[3]高巖.氧化鋅避雷器的工作原理、優(yōu)點、功能特性分析[J].中國電力教育，2008(S1)：138-139