盧志峰（四川華煜電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，四川成都610000）

220kV輸電線(xiàn)路安裝線(xiàn)路避雷器重要性及應(yīng)用

盧志峰（四川華煜電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，四川成都610000）

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及社會(huì)的不斷進(jìn)步，用電量也在不斷增加，電網(wǎng)安全事故出現(xiàn)的幾率越來(lái)越大，尤其是自然界雷電的影響，給國(guó)家的電網(wǎng)產(chǎn)生了巨大的損失。而線(xiàn)路避雷器的裝設(shè)，可以保證220kV輸電線(xiàn)路免受雷擊破壞。在220kV輸電線(xiàn)路上安裝避雷器，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，本文重點(diǎn)探討了線(xiàn)路避雷器的原理及其結(jié)構(gòu)類(lèi)型，并提出了線(xiàn)路避雷器在220kV輸電線(xiàn)路中的應(yīng)用。

220kV輸電線(xiàn)路；線(xiàn)路避雷器；重要性與應(yīng)用

1引言

輸電線(xiàn)路是電網(wǎng)的基礎(chǔ)，擔(dān)負(fù)著電力輸送的重要任務(wù)。通常來(lái)說(shuō)，在電力輸送過(guò)程當(dāng)中，將會(huì)遭遇一系列很難克服的自然環(huán)境問(wèn)題，尤其是惡劣環(huán)境的影響，將會(huì)給輸電線(xiàn)路造成很?chē)?yán)重的損害。雷電損壞時(shí)輸電線(xiàn)路的主要破壞類(lèi)型，為了防止輸電線(xiàn)路遭受雷電的破壞，我們一定要開(kāi)展避雷器的安裝與應(yīng)用，因此來(lái)保證輸電線(xiàn)路的安全、可靠運(yùn)行。

2線(xiàn)路避雷器概述與原理分析

2.1概述

在220kV輸電線(xiàn)路上安裝線(xiàn)路避雷器的目的是在瞬態(tài)雷電沖擊之下，減少絕緣子閃絡(luò)的危險(xiǎn)。在某些情況下，還能夠?qū)€(xiàn)路絕緣子以外的其他電器設(shè)備產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究證明，在220kV輸電線(xiàn)路當(dāng)中裝設(shè)線(xiàn)路避雷器，產(chǎn)生了良好的成效，雷擊跳閘與事故率能夠得到明顯的降低，線(xiàn)路維護(hù)的工作量也能夠大大降低。

線(xiàn)路避雷器的工作原理如下：當(dāng)桿塔受到雷擊作用后，桿塔與避雷線(xiàn)等將會(huì)向大地與相鄰的桿塔疏導(dǎo)該雷電流，而閃絡(luò)現(xiàn)象的產(chǎn)生重點(diǎn)取決于桿塔頂端的電位以及導(dǎo)線(xiàn)電位之間的差值，假如比絕緣子串一半的放電電壓還高，就會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)。重點(diǎn)有四個(gè)方面的原因會(huì)影響到220kV輸電線(xiàn)路的抗雷擊能力：絕緣子的放電電壓、雷電流強(qiáng)度、接地電阻以及架空避雷線(xiàn)，其中架空避雷器與接地電阻是可以控制的，為了使得輸電線(xiàn)路具備更強(qiáng)的抗雷擊能力，通常采取降低接地電阻或者安裝線(xiàn)路避雷器的方法。

2.2線(xiàn)路避雷器的避雷作用原理分析

在輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)中，線(xiàn)路避雷器主要根據(jù)輸電線(xiàn)路絕緣子串50%的放電電壓、雷電電流強(qiáng)度、輸電桿塔塔體沖擊接地電阻確定。在一般情況下，50%的放電電壓值是恒定的，而雷電電流強(qiáng)度不是人為可干預(yù)的，所以，通過(guò)降低塔體接地電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)防雷效果是很困難的。但隨著線(xiàn)路避雷器的發(fā)展，其能改變雷電電流的分流情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電災(zāi)害的規(guī)避，即當(dāng)輸電線(xiàn)路遭遇雷電襲擊時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)與避雷線(xiàn)的位置通過(guò)電磁感應(yīng)作用，避雷器會(huì)進(jìn)行分流、分壓，將一部分電流、電壓分解到桿塔之上，以此確保輸電線(xiàn)路不被雷電損傷。避雷器在工作過(guò)程中，首次過(guò)零的時(shí)候，就熄滅，確保了輸電線(xiàn)路的正常運(yùn)作。通常情況下，當(dāng)雷電擊到輸電線(xiàn)路之后，會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)電流和電壓，只有當(dāng)線(xiàn)路兩端的電流、電壓與避雷器設(shè)定電流、電壓相同時(shí)，避雷器便會(huì)產(chǎn)生作用，進(jìn)入工作流程，進(jìn)行電流的分流和電壓的分壓。通過(guò)分流、分壓來(lái)降低輸電線(xiàn)路的負(fù)荷，避免絕緣子閃絡(luò)情況的出現(xiàn)。

3線(xiàn)路避雷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

隨著線(xiàn)路避雷器在輸電線(xiàn)路防雷中的應(yīng)用不斷增多，線(xiàn)路避雷器的種類(lèi)也在不斷增多。按照結(jié)構(gòu)對(duì)線(xiàn)路避雷器進(jìn)行分類(lèi)，主要分為無(wú)間隙線(xiàn)路避雷器和外串間隙線(xiàn)路避雷器。外串間隙線(xiàn)路避雷器又可詳細(xì)劃分為絕緣支撐件和純空氣間隙兩種類(lèi)型，其在輸電線(xiàn)路防雷中都有著廣泛應(yīng)用，防雷效果十分明顯。

按照線(xiàn)路避雷器外套材料劃分，主要類(lèi)型有瓷外套、合成外套兩種；按照線(xiàn)路避雷器的電壓等級(jí)劃分，配電線(xiàn)路避雷器和輸電線(xiàn)路避雷器是其主要的結(jié)構(gòu)類(lèi)型；按照功能對(duì)線(xiàn)路避雷器進(jìn)行劃分，可分為主要限制操作避雷器、雷擊過(guò)電壓避雷器、兼有限制避雷器三種。在眾多不同類(lèi)型的線(xiàn)路避雷器中，外串間隙線(xiàn)路避雷器不斷改進(jìn)著防雷工藝，得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際使用過(guò)程中，這種類(lèi)型的避雷器與其他線(xiàn)路避雷器相比，能承受更高的電壓，對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)效果也相對(duì)較好。在外串間隙線(xiàn)路避雷器的分類(lèi)中，純空氣間隙避雷器和絕緣支撐件間隙避雷線(xiàn)各有所長(zhǎng)，前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較高的穩(wěn)定性，但安裝難度較大，對(duì)安裝校準(zhǔn)工作有著較高的要求，對(duì)安裝質(zhì)量的要求也較高；后者的優(yōu)勢(shì)在于安裝工藝簡(jiǎn)單。

4防雷技術(shù)的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，我國(guó)相關(guān)科研單位和研究學(xué)者，在對(duì)電網(wǎng)架構(gòu)，特別是輸電線(xiàn)路研究和分析的過(guò)程中，將重點(diǎn)放在避雷方面。一般而言，避雷器的安裝，能夠?qū)旊娋€(xiàn)路起到保護(hù)作用，一旦面臨打雷天氣，威脅到線(xiàn)路安全，避雷器會(huì)自動(dòng)引流，以此確保輸電線(xiàn)路不受雷電的破壞。筆者通過(guò)對(duì)輸電線(xiàn)路避雷器的詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)避雷器主要有四個(gè)方面的功能：①避雷器具備一定的屏蔽功能，避免雷電直接損害到輸電線(xiàn)；②避雷器具備禍合功能，能夠從一定程度上降低瞬時(shí)電壓；③避雷器具備分流功能，能夠?qū)€(xiàn)路中的電流進(jìn)行分流；④避雷器具備降低電阻的功能，當(dāng)遇到雷雨天氣的時(shí)候，避雷器能夠通過(guò)降低電阻來(lái)進(jìn)行跳閘操作。通常情況下，為了讓避雷器發(fā)揮更大的作用，人們盡可能進(jìn)行電阻的降低，以此來(lái)獲取更大的靈敏度。

5線(xiàn)路避雷器在220kV輸電線(xiàn)路中的應(yīng)用

5.1線(xiàn)路避雷器的選擇

安裝線(xiàn)路避雷器的主要目的是減少輸電線(xiàn)路的雷電災(zāi)害和維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在選擇避雷器的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)輸電線(xiàn)路的實(shí)際需求確定類(lèi)型，確保所選擇的避雷器能在防雷電的過(guò)程中發(fā)揮最佳效果；在選擇線(xiàn)路避雷器的過(guò)程中，要對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)電壓、暫態(tài)過(guò)電壓、雷擊密度和絕緣子閃絡(luò)等因素進(jìn)行綜合考慮，從而保證線(xiàn)路避雷器的有效性；為了保證線(xiàn)路避雷器能發(fā)揮最佳的防雷效果，應(yīng)對(duì)桿塔接地的質(zhì)量、有效故障電流和閃絡(luò)比例等進(jìn)行綜合考慮。此外，在各項(xiàng)參數(shù)都正常的前提下，還應(yīng)對(duì)線(xiàn)路避雷器的電能吸收能力進(jìn)行考慮。

5.2線(xiàn)路避雷器的安裝

在線(xiàn)路避雷器的安裝過(guò)程中，安裝位置的選擇對(duì)線(xiàn)路防雷效果有著重要的影響。為了保證線(xiàn)路的防雷效果，在安裝過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)輸電線(xiàn)路的實(shí)際要求來(lái)確定安裝位置，每個(gè)桿塔都應(yīng)該安裝合適的線(xiàn)路避雷器。在特殊情況下，每相輸線(xiàn)路也應(yīng)該安裝線(xiàn)路避雷器。但在安裝過(guò)程中，不能盲目追求防雷效果，進(jìn)而不斷增加線(xiàn)路避雷器的數(shù)量，而是要兼顧經(jīng)濟(jì)性與實(shí)效性，在保證不增加工程成本的前提下實(shí)現(xiàn)最佳的防雷效果。在安裝過(guò)程中，線(xiàn)路避雷器的安裝數(shù)量不能隨意確定，應(yīng)盡量選擇一相。對(duì)于接地電阻較大的線(xiàn)路，可以適當(dāng)增加相數(shù)，選擇二相或三相，從而保證輸電線(xiàn)路的抗雷電能力不斷提高。

在線(xiàn)路避雷器的安裝施工中，具體操作包括三步：①將避雷器通過(guò)線(xiàn)路或絕緣子懸掛在輸電線(xiàn)路桿塔上后，開(kāi)始安裝施工。安裝方式的選擇要根據(jù)線(xiàn)路避雷器的質(zhì)量確定，保證避雷器牢固、穩(wěn)定地發(fā)揮作用。②在線(xiàn)路避雷器的安裝過(guò)程中，串聯(lián)間隙距離的計(jì)算是關(guān)鍵。如果在輸電線(xiàn)路上安裝純空氣間隙線(xiàn)路避雷器，其間隙距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于絕緣支撐件間隙線(xiàn)路避雷器。③在線(xiàn)路避雷器的安裝過(guò)程中，要對(duì)避雷器和絕緣子的距離進(jìn)行合理控制，避免二者產(chǎn)生橫向放電，影響輸電線(xiàn)路的正常運(yùn)行。

5.3避雷器設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

筆者在對(duì)輸電線(xiàn)路避雷器設(shè)計(jì)之前，對(duì)幾種常見(jiàn)的雷擊現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)分析，通過(guò)研究和探析，提出了八種設(shè)計(jì)方案：①進(jìn)行了防雷區(qū)域和范圍的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，以38m作為一個(gè)臨界點(diǎn)，38m以?xún)?nèi)的所有自然生態(tài)、建筑物均作為防雷、避雷的重點(diǎn)對(duì)象；②避雷線(xiàn)的設(shè)置要雙重保障，并且要側(cè)重邊相導(dǎo)線(xiàn)一邊，以此來(lái)縮小其繞擊區(qū)域面積；③進(jìn)行接地電阻的充分降低，滿(mǎn)足避雷線(xiàn)的接地需求；④盡可能確保避雷線(xiàn)結(jié)實(shí)、有效，以此來(lái)提升避雷效果；⑤在桿塔最上方進(jìn)行避雷器的設(shè)置，通過(guò)避雷針來(lái)引導(dǎo)雷電所產(chǎn)生的巨大電流、電壓，對(duì)輸電線(xiàn)路起到保護(hù)作用；⑥在邊相導(dǎo)線(xiàn)38m之內(nèi)進(jìn)行避雷器的設(shè)置，避雷針的設(shè)置有利于雷電強(qiáng)大電流、電壓的緩沖，特別是對(duì) 38m范圍之內(nèi)的建筑物、電力設(shè)備等起到保護(hù)作用，防止雷電的傷害；⑦在邊相導(dǎo)線(xiàn)與避雷設(shè)備垂直方向，進(jìn)行安全距離的設(shè)置，以此來(lái)確保避雷器能夠發(fā)揮最大作用，能夠更好的對(duì)電力設(shè)備、輸電線(xiàn)路起到保護(hù)作用，主要進(jìn)行強(qiáng)大電流、電壓的合理引導(dǎo)，也就是說(shuō)，垂直距離的大小直接決定著避雷效果；⑧進(jìn)行避雷針的科學(xué)設(shè)計(jì)，讓避雷針發(fā)揮最大作用，能夠起到緩沖強(qiáng)大電流、電壓的作用，對(duì)輸電線(xiàn)路起到最大的保護(hù)作用，進(jìn)而來(lái)確保電力設(shè)備的安全運(yùn)行。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)電網(wǎng)范圍的不斷擴(kuò)展，輸電線(xiàn)路受到雷擊的概率也會(huì)不斷提升。為了強(qiáng)化220kV輸電線(xiàn)路的防雷擊能力，線(xiàn)路避雷器也被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中，它在避免輸電線(xiàn)路雷電災(zāi)害、維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在實(shí)際的操作中，為了確保線(xiàn)路避雷器的防雷擊效果，不但要做好避雷器的選取與安裝，還需要做好避雷器的養(yǎng)護(hù)。

［1］胡福平.分析與探討110kV線(xiàn)路避雷器在輸電線(xiàn)路防雷中的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技，2014（28）.

［2］李錄濤.線(xiàn)路避雷器在輸電線(xiàn)路防雷中的應(yīng)用［J］.同煤科技，2010 （1）.

［3］姜 華.避雷器在輸電線(xiàn)路防雷中的應(yīng)用探析［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（1）.

TM862

A

2095-2066（2016）02-0038-02

2015-12-27

盧志峰（1985-），男，漢族，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作。