线路避雷器安装

1、摘 要：为了减少雷击对输电线路的伤害，将线路避雷器安装在输电线路的易击段，可以提高线路的耐雷水平。鉴此，介绍了线路避雷器防雷的基本原理和安装前的准备工作。并对近年来肇庆四会供电分公司部分已挂网运行的避雷器进行了跟踪分析，原多雷击杆塔自从加装了线路带串联间隙避雷器后，迄今杆塔未发生雷击跳闸。关键词：线路避雷器；输电线路；杆塔；雷击 为了减少雷击对输电线路安全运行的影响，通常采取多种防雷措施，主要有：降低杆塔接地电阻；架设避雷线；提高线路绝缘水平；加装耦合地线；等等。但在防止绕击雷对线路造成影响及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题上，仍不能找到有效的解决方法。为此，迫切需要采取一些新的技术措施来提高线

2、路杆塔的耐雷水平，以减少雷击跳闸率。随着合成绝缘材料在防雷技术上的应用和发展，许多国家如美国、日本等，将避雷器安装在输电线路的易击段，以提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。广东省广电集团有限公司肇庆四会供电分公司于1999年开始对几条跳闸率较高的35 kv及110 kv输电线路安装了线路避雷器。经过了几年的运行，取得了满意的效果。1线路避雷器防雷的基本原理对一般高度的杆塔，线路的耐雷水平主要与4个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。绝缘子的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和气候条件相关，不装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用架空地线

3、、降低杆塔的接地电阻。在山区，降低接地电阻是非常困难的，又容易发生绕击，这也是为什么山区输电线路雷击跳闸率高的原因。线路避雷器与线路绝缘子并联。当雷击时避雷器动作，避雷器的残压低于绝缘子串的50%放电电压，即使雷击电流增大，避雷器的残压仅稍有增加，绝缘子仍不致发生闪络。雷电流过后，流过避雷器的工频续流仅为毫安级，流过避雷器的工频续流在第一次过零时熄灭，线路断路器不会跳闸，系统恢复到正常状态。图1说明了线路避雷器的伏秒特性与绝缘子的伏秒特性的配合关系。绕击时，避雷器的伏秒特性要比绝缘子的伏秒特性低15%以上，反击时，可以低20%以上。2线路避雷器安装之前的准备工作线路避雷器主要是用于降低送电线路

4、的雷击跳闸率，而非限制操作过电压，因此线路避雷器宜使用带串联间隙型，并且，安装之前要做好准备工作。2.1进行规定的电气试验避雷器安装投运前应进行规定的电气试验。测量其绝缘电阻、直流1 ma下的电压u1ma及电压为75%u1ma下的泄漏电流，测量结果应与出厂数据比较无明显变化，并应符合规程规定。表1为肇庆四会供电分公司部分线路避雷器的出厂试验和交接验收试验结果。安装过程中要按要求安装好串联间隙，安装投运后要检查并记录计数器的动作情况，以便日后能够对其他线路作分析比较。2.2安装线路避雷器的定点原则a) 线路的运行经验。对线路投运至今的运行情况进行分析，确定易遭雷击的杆塔，分析确定是绕击还是反击。

5、b) 线路途经的地形、地貌以及邻近影响。现场勘察线路经过的地段，特别对经过鱼塘、河流及山地等地段的线路要重点分析，记录有可能因地形、地貌条件而使线路杆塔遭受雷击的地段，一般经过此路段的杆塔优先考虑。c) 杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距。根据线路投产时设计杆塔的接地电阻要求及实际接地电阻值，确定不符合接地电阻设计要求的杆塔并进行改造，对于因地质条件限制而无法达到要求的优先考虑。d) 综合以上因素分析，结合交通条件，确定线路避雷器安装的最佳地点。3输电线路使用线路避雷器的情况肇庆四会供电分公司的110 kv、35 kv输电线路共16条，安装了线路避雷器16组，共48只。其中110 kv四沙线全长12

6、.13 km，线路经过的地形大部分是平地，其中有一段跨越河流。绝缘子为xp-7型，1992年投入运行。该线路26号、29号塔分别于1998年、1999年遭受雷击，26号塔l2和l3相绝缘子击碎，29号塔l1相绝缘子击碎。对此，我们对该线路数据进行分析、统计，到受雷击的杆塔进行了现场勘察，并测量了杆塔的接地电阻。在现场勘察中，我们发现26号、29号塔的接地电阻在13 以上，附近的27号、28号塔位于河流两岸，标称高度比26号、29号塔高。经过分析，我们认为26号、29号塔遭受雷击的原因是部分雷电流经避雷线至26号、29号塔或雷击该塔后，由于该塔的接地电阻较大，雷电流未能够流入大地就使绝缘子发生闪

7、络。因此，我们确定在26号、29号塔各安装一组线路避雷器。至今已运行近2年时间，期间该线路未发生雷击故障，而从放电计数器的读数表明，26号、29号塔避雷器发生了多次动作(见表2)。在同一地区，地形、气候条件相同而未有安装线路避雷器的110 kv线路却出现了雷击故障。35 kv清白线全长8.8 km，线路杆塔主要位于山地上，杆塔的接地电阻都在16 以上。在1997年7月30日，30号杆l2相绝缘子被雷击碎；1999年8月2日，32号杆l1相绝缘子被雷击碎。鉴于此情况，我们于2000年对该线路进行了现场勘察，并根据雷击杆塔的接地电阻及其所在的自然环境，确定在该线路的31号、32号杆各加装一组线路避

8、雷器。运行至今已近3年，期间该线路未发生雷击故障，而从放电计数器的读数表明，31号、32号杆避雷器发生了多次动作(见表2)。4结束语a) 多雷击杆塔加装了线路带串联间隙避雷器后，杆塔未发生雷击跳闸，线路的雷击跳闸率降低了，防止雷击线路取得了初步的效果。b) 雷电定位系统便于查找故障点，其提供的雷电流数据对分析绕击、反击有很好的指导作用，建议进一步开展此项工作。c) 继续对有雷击故障的线路进行系统分析，有针对性地加装线路避雷器，以提高杆塔的耐雷水平，提高线路的运行可靠性，同时不断积累应用线路避雷器防雷工作方面的运行经验。前言近几年来，由于环境条件的不断劣化，雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多，

9、不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。从山东省来看，淄博属于多雷区，每年都发生雷击线路掉闸故障。前些年，主要集中在南部山区线路，近几年有向北部平原转移的趋势，雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。为了减少输电线路的雷击故障，采取了各种综合防雷措施，如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等，取得了一定的效果。但对于分布在高土壤电阻率的部分线路，降低杆塔接地电阻难度较大，对于防治绕击雷对线路造成的故障仍没有好的对策。目前，国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷，取得了很好的效果。从1997年开始，淄博电业局与原电力部中能公

10、司合作，使用该公司生产的线路避雷器，并分别在35 kv、110 kv线路上运行，经过2个雷雨季节的考验取得了明显的效果。1线路避雷器防雷的基本原理雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为ut=ird+l.di/dt(1)式中i雷电流；rd冲击接地电阻；l.di/dt暂态分量。当塔顶电位ut与导线上的感应电位u1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即ut-u1u50，如果考虑线路工频电压幅值um的影响，则为ut-u1+umu50。因此，线路

11、的耐雷水平与3个重要因素有关，即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因

12、为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。避雷器动作时塔顶电位和导线电位变化波形见图1。以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法，在平原地带相对较容易，对于山区杆塔，则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂，以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率，在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时，因接地线过长会有较大的附加电感值，雷电过电压的暂态分量l.di/dt会加在塔体电位上，使塔顶电位大大提高，

13、更容易造成塔体与绝缘子串的闪络，反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用，对接地电阻要求不太严格，对山区线路防雷比较容易实现，加装避雷器前后线路的耐雷水平与杆塔冲击接地电阻的关系见图2，从图中不难发现加装线路避雷器对防雷效果是十分明显的。图1im=200 ka，塔顶ie和导线ia的电位波形图图2线路耐雷水平iw与杆塔冲击接地电阻的关系2线路避雷器使用及动作情况淄博电业局管辖的110 kv龙博1线和35 kv南黑线、炭谢线位于丘陵和山地，多年来经常发生雷击跳闸故障，据统计110 kv龙博1线在19891996年共发生5次雷击掉闸，35 kv南黑线、炭谢线分别在19941997年各发

14、生6次雷击掉闸，虽然采取了各种措施，效果均不明显。1997年在易遭雷击的龙博1线6264号和南黑线87、89、90号及炭谢线51号分别装设了7组共20只线路型氧化锌避雷器，安装方式是在龙博1线和南黑线各悬挂3组9只，在炭谢线51号上相和下相各悬挂1只(该杆不久前遭雷击)，经过2个雷雨季节的考验，线路未发生故障及掉闸事故，避雷器动作情况见表1。表1避雷器动作情况【摘要】介绍了线路避雷器防雷的原理，并对挂网运行2 a以后的避雷器进行了跟踪统计，对线路避雷器的防雷效果进行了评估。【关键词】输电线路杆塔线路避雷器雷击application of lightning arresters on trans

15、mission linesabstractthis paper introduces the theory of the transmission line lightning arresters. after one year of application and recording, the effect of lightning protection for the transmission line arresters is evaluted.key wordstransmission linetowerline lightning arresterlightning strick0前

16、言近几年来，由于环境条件的不断劣化，雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。从山东省来看，淄博属于多雷区，每年都发生雷击线路掉闸故障。前些年，主要集中在南部山区线路，近几年有向北部平原转移的趋势，雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。为了减少输电线路的雷击故障，采取了各种综合防雷措施，如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等，取得了一定的效果。但对于分布在高土壤电阻率的部分线路，降低杆塔接地电阻难度较大，对于防治绕击雷对线路造成的故障仍没有好的对策。目前，国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电

17、线路的防雷，取得了很好的效果。从1997年开始，淄博电业局与原电力部中能公司合作，使用该公司生产的线路避雷器，并分别在35 kv、110 kv线路上运行，经过2个雷雨季节的考验取得了明显的效果。1线路避雷器防雷的基本原理雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为ut=ird+l.di/dt(1)式中i雷电流；rd冲击接地电阻；l.di/dt暂态分量。当塔顶电位ut与导线上的感应电位u1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即ut-u1u50，

18、如果考虑线路工频电压幅值um的影响，则为ut-u1+umu50。因此，线路的耐雷水平与3个重要因素有关，即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线

19、和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。避雷器动作时塔顶电位和导线电位变化波形见图1。以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法，在平原地带相对较容易，对于山区杆塔，则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂，以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率，在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时，因接地线过长会有较大的附加电感值

20、，雷电过电压的暂态分量l.di/dt会加在塔体电位上，使塔顶电位大大提高，更容易造成塔体与绝缘子串的闪络，反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用，对接地电阻要求不太严格，对山区线路防雷比较容易实现，加装避雷器前后线路的耐雷水平与杆塔冲击接地电阻的关系见图2，从图中不难发现加装线路避雷器对防雷效果是十分明显的。图1im=200 ka，塔顶ie和导线ia的电位波形图图2线路耐雷水平iw与杆塔冲击接地电阻的关系线路避雷器在输电线路防雷中的应用 来自: 书签论文网 2线路避雷器使用及动作情况淄博电业局管辖的110 kv龙博1线和35 kv南黑线、炭谢线位于丘陵和山地，多年来经常发生雷击

21、跳闸故障，据统计110 kv龙博1线在19891996年共发生5次雷击掉闸，35 kv南黑线、炭谢线分别在19941997年各发生6次雷击掉闸，虽然采取了各种措施，效果均不明显。1997年在易遭雷击的龙博1线6264号和南黑线87、89、90号及炭谢线51号分别装设了7组共20只线路型氧化锌避雷器，安装方式是在龙博1线和南黑线各悬挂3组9只，在炭谢线51号上相和下相各悬挂1只(该杆不久前遭雷击)，经过2个雷雨季节的考验，线路未发生故障及掉闸事故，避雷器动作情况见表1。表1避雷器动作情况线路名称装设杆号杆型安装相别投运时间避雷器动作情况/次龙博1线62号直线垂排上中下1997-05-30上0，中1，下263号耐张垂排上中下1997-05-30上0，中1，下164号耐张垂排左中右1997-05-30左1，中0，右1南黑线87号耐张杆左中右1997-06-10无动作89号耐张杆左中右1997-06-10无动作90号耐张杆左中右1997-06-10无动作炭谢线51号耐张垂排上下1997-07-24上5，下21997-07-21检查；1998-04-07检查。 3避雷器的选型及安装维护线路避雷器有2种类型，即带串联间隙和无串联间隙2种，因运行方式不同和电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。线路避雷器安装时应注意：(1)选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好在两侧相