摘要：隨著電網(wǎng)事業(yè)的飛速發(fā)展，城市中到處可見(jiàn)電力系統(tǒng)的影子，而輸電線路的安全運(yùn)行是保證人們生活用電的關(guān)鍵。眾所周知，雷擊是造成輸電線路運(yùn)行事故的主要因素，線路的總跳閘次數(shù)中，因雷擊引起的跳閘幾乎占到了一半以上，因此安裝線路避雷器就成為了保障輸電線路安全的重要手段。本文就35kV線路避雷器的概念及其工作原理展開(kāi)分析，就線路避雷器在電網(wǎng)中的防雷應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：線路避雷器；輸電線路；防雷；用電安全

伴隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)于輸電線路安全及穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)注度和要求都非常高。作為電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)施，安裝線路避雷器不僅能夠防止電網(wǎng)被雷擊，更能有效保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在35kV輸電線路中，線路避雷器的應(yīng)用研究取得了不少成果，也在實(shí)踐中受到了廣泛關(guān)注。下文就分析線路避雷器的工作原理和特征，就其如何運(yùn)用在35kV電網(wǎng)中防雷展開(kāi)探討。

一、線路避雷器的概念及工作原理

所謂線路避雷器就是通過(guò)避雷器本體與空氣間隙串聯(lián)或者固定絕緣子間隙組合而成的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，避雷器本體并不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓，所以不必考慮其因長(zhǎng)期運(yùn)行而導(dǎo)致的老化問(wèn)題，并且在線路避雷器本身發(fā)生線路故障時(shí)，不會(huì)影響到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行。一方面，與空氣間隙串聯(lián)的組合線路避雷可以不考慮因線路避雷器本身故障而引起的電網(wǎng)事故，但需要事先在安裝避雷器時(shí)在桿塔上調(diào)整好間隙距離。另一方面，如果是與固定絕緣子間隙組合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)安裝實(shí)施較容易，但支撐串聯(lián)間隙的符合絕緣子需要承受較高的系統(tǒng)電壓和機(jī)械荷載?？偟膩?lái)說(shuō)，線路避雷器就是輸電線路中，連接于絕緣子兩端的一種懸掛式新型避雷器，其作用主要是提高線路耐雷水平，從而降低雷擊跳閘頻率。

當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，有一部分雷電流會(huì)通過(guò)避雷線流到相鄰的桿塔上，而另一部分則會(huì)經(jīng)桿塔流向大地，桿塔接地電阻有著暫態(tài)電阻特性，一般用于沖擊接地電阻。當(dāng)遭受到雷擊時(shí)，接地線過(guò)程會(huì)增加附加電感值，雷電過(guò)電壓的暫態(tài)分量會(huì)加到塔體電位上，使得塔頂?shù)碾娢淮蟠筇岣撸罱K造成塔體與絕緣子串的閃絡(luò)，從而導(dǎo)致線路的耐雷水平降低。而加裝避雷器后，當(dāng)受到雷擊時(shí)，雷電流的分流一部分從避雷線傳入相鄰桿塔，一部分則經(jīng)塔體流入大地。而當(dāng)雷電流超過(guò)一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流，大部分的雷電流即從避雷器流入導(dǎo)線，從而傳播到相鄰桿塔上。當(dāng)雷電流經(jīng)過(guò)避雷線和導(dǎo)線是，因到導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用，在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量，再加上避雷器分流遠(yuǎn)大于避雷線中分流的雷電流，這種耦合作用會(huì)使得導(dǎo)線電位提高，從而使得導(dǎo)線與塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓。因此，線路避雷器具有鉗電位作用，這也是線路避雷器防雷的關(guān)鍵所在。

二、35kV線路耐雷水平分析

1、耐雷水平定義

眾所周知，35kV線路屬于重壓網(wǎng)絡(luò)，是我國(guó)主要配電網(wǎng)絡(luò)之一，因其配網(wǎng)絕緣水平低，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路中還設(shè)有避雷線、耦合地線、線路避雷器等保護(hù)設(shè)備，在遇到雷害天氣時(shí)，配電網(wǎng)將由直擊雷或者感應(yīng)雷引起線路閃絡(luò)或故障。作為衡量線路防雷性能好壞的重要指標(biāo)，線路耐雷水平受到桿塔尺寸、桿塔沖擊接地電阻、絕緣子片數(shù)、桿塔地形情況等因素限制，其耐雷水平就有所不同。

2、直擊雷侵害

直擊雷就是帶電云層與建筑物、其他物體或者大地以及防雷裝置之間發(fā)生的猛烈放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生電效應(yīng)，熱效應(yīng)或機(jī)械力。雷直擊導(dǎo)線后，被擊導(dǎo)線上的雷電流將分向兩側(cè)分流，形成兩邊傳播的過(guò)電壓波，而在沒(méi)有反射波之前，電壓與電流的比值是線路的波阻抗Z。架空線路的波阻抗在大氣過(guò)電壓的情況下，被認(rèn)為接近400Ω，而雷電流沿線路兩側(cè)電流is/2的值詳見(jiàn)電路圖1，則此時(shí)架空線路上的直擊雷過(guò)電壓為Ug。

Ug=（is/2）×（Z/2）=100I

方學(xué)寧.TIFTS（JZHT7.H圖1雷擊塔頂示意圖及等值電路圖TS）KH*2

3、感應(yīng)雷侵害

依照國(guó)家規(guī)程，距離架空線距離超過(guò)65m時(shí)雷云對(duì)地放電，線路上產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓最大值要按照以下方程式計(jì)算：

Ug=25（I×hc）/S

式中Ug為雷擊大地時(shí)感應(yīng)過(guò)電壓的最大值，I是雷電流幅值，hc則表示導(dǎo)線的平均高度，S為雷擊點(diǎn)與線路的距離。根據(jù)此式我們可以看出，雷電感應(yīng)過(guò)電壓和架空線導(dǎo)線的平均高度是呈正比關(guān)系的，雷電感應(yīng)過(guò)電壓是因靜電感應(yīng)造成，對(duì)導(dǎo)線上相同的電荷量，如果導(dǎo)線離地距離大，則對(duì)地電容就小，導(dǎo)線對(duì)地電位差越大，對(duì)地過(guò)電壓就越高。此外，感應(yīng)過(guò)電壓一般不會(huì)超過(guò)300kv，但對(duì)于35kv及以下的線路容易發(fā)生絕緣子閃絡(luò)。

三、35kv線路避雷器在電網(wǎng)中的應(yīng)用

前面說(shuō)到，35kv的線路避雷器通過(guò)避雷器本體與空氣間隙串聯(lián)或者固定絕緣子間隙組合而成的結(jié)構(gòu)。而不同的安裝方式會(huì)給雷云擊打時(shí)產(chǎn)生不同的情況。首先，當(dāng)雷云擊打線路干塔頂時(shí)，雷電過(guò)電壓就會(huì)先作用于線路避雷器，此時(shí)，線路避雷器就開(kāi)始發(fā)揮作用將雷電流分流，這也充分發(fā)揮了線路避雷器的鉗電位作用，從而使導(dǎo)線與塔頂?shù)碾娢徊钚∮诮^緣子串的閃絡(luò)電壓，從而使絕緣子不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)情況。

其次，當(dāng)雷云擊打線路桿桿塔塔頂時(shí)，雷電過(guò)電壓會(huì)同時(shí)對(duì)線路避雷器和絕緣子串作用，當(dāng)雷電過(guò)電壓的幅值接近絕緣子串的50%的沖擊放電電壓時(shí)，此時(shí)線路避雷器就會(huì)迅速發(fā)生作用，并在絕緣子串閃絡(luò)前動(dòng)作，以起到防雷的作用。

最后，當(dāng)雷云擊打線路桿塔塔頂時(shí)，如果雷電過(guò)電壓先對(duì)絕緣子串產(chǎn)生作用，然后再作用于線路避雷器。在這種情況下，雷電過(guò)電壓的幅值接近絕緣子串50%沖擊放電電壓時(shí)，雷電過(guò)電壓就會(huì)直接造成絕緣子串的閃絡(luò)，此時(shí)線路避雷器也就不起作用了。總的來(lái)說(shuō)，這三種情況就是把絕緣子串、線路避雷器以及桿塔塔頂以一種特定的形式連接起來(lái)分析。

結(jié)束語(yǔ)：防雷是35kv電網(wǎng)中非常關(guān)注的環(huán)節(jié)，隨著線路避雷器的應(yīng)用受到廣泛重視，其在電網(wǎng)防雷中的應(yīng)用效果逐漸受到關(guān)注。我們?cè)趯?shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，要根據(jù)輸電線路的實(shí)際情況，根據(jù)不同的雷云擊打情況，選擇正確的線路避雷器使用和安裝方法，以充分發(fā)揮線路避雷器的作用，保障輸電線路的安全運(yùn)行。（作者單位：南京博泉電力工程有限公司）

參考文獻(xiàn)：

[1]白慶，王大興，祝嘉喜等.35kV線路避雷器在電網(wǎng)中的防雷應(yīng)用電瓷避雷器，2012，（1）：82-85，89.

[2]徐鵬，梁少華.可調(diào)間隙防雷裝置在35kV變電站防雷中的應(yīng)用研究高壓電器，2012，48（9）：7-15.

[3]高小東.在提高35KV輸電線防雷水平中線路性避雷器的應(yīng)用科學(xué)與財(cái)富，2012，（5）：229-229.

[4]陳智，陶鳳源，周鋒等.某35kV配電架空線路防雷保護(hù)裝置應(yīng)用研究電瓷避雷器，2011，（6）：46-49，107.

[5]江林.淺析35kV架空線路上避雷器的應(yīng)用科技與企業(yè)，2014，（24）：159-159.