林志明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

避雷器是一種過電壓限制裝置，早期主要用來限制由線路傳入的雷電過電壓幅值，后來發(fā)展到用來限制操作過電壓。避雷器同時能截斷續(xù)流，避免接地短路。避雷器在正常電壓下不動作，只有遭受雷擊或者操作過電壓，電壓值達(dá)到動作電壓規(guī)定值時，避雷器導(dǎo)通通過大電流，釋放電壓能量，從而限制過電壓，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。避雷器一般接于帶電導(dǎo)線，和保護(hù)電力設(shè)備并聯(lián)。

1 避雷器的工作原理及類型

從發(fā)展歷程上來看，電力系統(tǒng)中采用過的避雷器有氧化鋁避雷器、非線性電阻型避雷器、磁吹閥式避雷器和氧化鋅避雷器。氧化鋅避雷器是目前國際上理想的過電壓保護(hù)器，相比傳統(tǒng)的碳化硅避雷器，其電阻片的伏安特性得到很大的改善，通流能力也大大提升，可以做成無間隙避雷器，因此帶來了電氣結(jié)構(gòu)特點的根本變化。

目前，線路避雷器多為氧化鋅避雷器。其工作原理為：線路避雷器并聯(lián)連接在線路絕緣子的兩端，避雷器本身由數(shù)個氧化鋅壓敏電阻（俗稱閥片）串聯(lián)而成，閥片是線路避雷器工作的關(guān)鍵。每一塊壓敏電阻從制成時就有一定的開關(guān)電壓（叫壓敏電壓），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當(dāng)于絕緣狀態(tài)；但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當(dāng)于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊穿狀態(tài)是可以恢復(fù)的，當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又能恢復(fù)高阻狀態(tài)。當(dāng)輸電線路遭受雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，避雷器的放電電壓或殘壓低于線路絕緣子的放電電壓，避雷器將先于絕緣子放電，雷電流通過壓敏電阻流入大地，限制了線路上的雷電過電壓，從而絕緣子不放電，達(dá)到了防止線路雷擊跳閘的目的。

從結(jié)構(gòu)上來分，如圖1所示，線路避雷器分為無間隙避雷器和帶串聯(lián)間隙避雷器兩種。無間隙避雷器主要用于限制雷電過電壓及操作過電壓；帶串聯(lián)間隙避雷器又分絕緣子間隙和純空氣間隙兩種，主要用于限制雷電過電壓或部分操作過電壓。

（1）無間隙線路避雷器：結(jié)構(gòu)比較簡單，保護(hù)性能較好，分散性小，動作很靈敏；但由于電阻片運行荷電率高，容易老化；且避雷器一旦故障則立馬引起跳閘；維護(hù)工作量不小，需每年進(jìn)行預(yù)防性試驗。適用范圍：適用于線路及變電站內(nèi)和附近設(shè)備的操作過電壓和雷電過電壓。

（2）帶間隙線路避雷器：對絕緣子串雷擊閃絡(luò)具有良好的保護(hù)性能；放電電壓分散；電阻片運行荷電率很低，不容易老化；有間隙隔離，在避雷器故障時，間隙可承受運行電壓；維護(hù)工作量很小，但需安裝設(shè)計。適用范圍：一般用于架空線路的防雷，可顯著減少雷害事故及雷擊跳閘率。

1）純空氣間隙避雷器：間隙距離安裝精度低，受風(fēng)偏等因素影響；安裝要求較高，只允許正掛、倒立，不允許斜掛和水平懸掛，適用范圍較窄；不存在間隙故障的問題。適用范圍：僅適用于直線塔塔型。

2）絕緣子間隙避雷器：間隙距離穩(wěn)定，精度高，不受風(fēng)偏等因素影響；安裝方便，可以正掛、倒掛、側(cè)掛、斜掛和水平懸掛，適用范圍較寬；間隙支撐絕緣子長期承受運行相電壓。適用范圍：適用于直線塔、耐張塔、轉(zhuǎn)角塔等多種塔型。

圖1 避雷器的類型

2 避雷器的應(yīng)用

2.1 避雷器的類型選擇

輸電線路應(yīng)選用金屬氧化鋅避雷器（帶有外部串聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)），本體則可采用復(fù)合外套絕緣。500 kV輸電線路宜選用帶空氣間隙結(jié)構(gòu)的金屬氧化物避雷器，220 kV及以下線路可選用帶空氣間隙或絕緣子支撐間隙結(jié)構(gòu)的金屬氧化物避雷器。

2.2 避雷器的選點

由于線路避雷器的保護(hù)是有限的，一只避雷器只能保護(hù)一串絕緣子或一基塔，這與雷電過電壓性質(zhì)和雷電流強(qiáng)度有關(guān)。但無論是雷擊檔距中央或雷擊塔頂，還是反擊和繞擊，避雷器的保護(hù)對于被保護(hù)串而言都是貼身有效的。由于線路避雷器的保護(hù)范圍只有基本相，所以在考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)性的情況下，要根據(jù)線路的參數(shù)、微地形、微氣象、歷史跳閘情況、雷電流活動情況統(tǒng)籌分析，合理選擇安裝點。

2.3 避雷器安裝桿的選取

（1）地閃密度達(dá)到D3及以上的地域，地面傾角超過15°且桿塔高度超過50 m的桿塔選擇安裝避雷器。

（2）地閃密度達(dá)到D3級及以上的地域，通過改造難以滿足接地電阻要求的桿塔可選擇安裝避雷器。

（3）歷史跳閘桿塔及前后一基桿塔可考慮安裝避雷器。

（4）對可能造成直流線路換相失敗的交流線路易擊段可安裝避雷器。

2.4 避雷器安裝相別的選擇

（1）對單回輸電線路一般檔距桿塔（檔距小于1 000 m）在其兩邊相各安裝一支避雷器，對大跨越桿塔（檔距大于1 000 m）建議三相均安裝避雷器。

（2）同塔雙回線路：

1）安裝一支避雷器：對同塔雙回線路的每基桿塔，若只能安裝一支避雷器，建議安裝在上相，以此提高線路反擊耐雷水平；為提高線路繞擊耐雷水平，建議安裝在保護(hù)角相對較大的一相（對傘形雙回路桿塔安裝在下相，對鼓型雙回路桿塔安裝在中相）；若線路處于邊坡位置，建議避雷器安裝在邊坡外側(cè)的一回上。

2）安裝兩支避雷器：如果在同塔雙回線路的每基桿塔上安裝兩支避雷器，為提高線路反擊耐雷水平，建議安裝在兩回的上相；為提高線路繞擊耐雷水平，建議在兩回路中保護(hù)角相對較大的一相上各安裝一支（對傘形雙回路桿塔安裝在兩個下相，對鼓型雙回路桿塔安裝在兩個中相）；為防止同跳，建議兩支避雷器安裝在邊坡外側(cè)的同一回路上、中兩相。

3）安裝三支避雷器：在安裝兩支避雷器的基礎(chǔ)上，為提高線路反擊耐雷水平，建議將第三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)一回的中相；為提高線路繞擊耐雷水平，建議將第三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)一回中保護(hù)角相對較大的一相（對傘形雙回路桿塔第三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)一回中相，對鼓型雙回路桿塔第三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)一回上相）；為防止同跳，建議三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)的同一回路上、中、下三相。

4）安裝四支避雷器：如果在同塔雙回線路的每基桿塔上安裝四支避雷器，為提高線路反擊耐雷水平，建議安裝在兩回的上、中相；為提高線路繞擊耐雷水平，建議在兩回路中保護(hù)角相對較大的兩相上各安裝兩支（對傘形雙回路桿塔安裝在中、下相，對鼓型雙回路桿塔安裝在上、中相）；為防止同跳，建議將三支避雷器安裝在邊坡外側(cè)的同一回路上、中、下三相，第四支避雷器安裝在另一回的上相。

5）一般情況下不會安裝超過5支或更多的避雷器，原則上不超過4支，一般都是2～3支便可。

（3）同塔四回線路：同塔四回輸電線路每基桿塔原則上只安裝3～9支避雷器。如果線路的位置位于邊坡，一般在邊坡外側(cè)的一回上安裝避雷器。

3 結(jié)語

線路避雷器有效提高了輸電線路的防雷能力，保證了輸電線路的安全運行，提高了電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

[1]電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程：Q/CSG 114002—2011[S].

[2]交流無間隙金屬氧化物避雷器：GB 11032—2010[S].