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線路避雷器選擇與安裝
日期：2025-05-06 11:11
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摘要：
為了減少輸電線路的雷擊故障，采取了各種綜合防雷措施，如降低杆塔接地電阻、提高線路絕緣水平、采用負角保護、架設耦合地線等，取得了一定的效果。但對於分布在高土壤電阻率的部分線路。降低杆塔接地電阻難度較大，對於防治繞擊雷對線路造成的故障仍冇有好的對策。
目前.國外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器用於輸電線路的防雷，取得了很好的效果。隨著我們國家科技的不斷發展和進步，我國也對線路避雷器開始了研製和開發，目前線路避雷器已經廣泛地應用於電力部門。在電力配電線路中，常用的避雷器有：閥型避雷器、管型避雷器、氧化鋅避雷器等，低壓配電係統提倡選用低壓氧化鋅避雷器。氧化鋅閥片在正常運行電壓下，閥片的電阻很高。僅可通過微安級的泄漏電流。但在強大的雷電流通過時，卻呈現很低的電阻，使其迅速泄人大地，實現限壓分流的目的。閥片上的殘壓幾乎不隨通過電流的大小而變化，時常維持在小於被保護電器的i申擊試驗電壓，使設備的絕緣得到保護，雷電流過後又恢複到原絕緣狀態。
氧化鋅避雷器具有優異的非線性伏安特性。殘壓隨衝擊電流波頭時間的變化特性平穩，陡波響應特性好，冇有間隙擊穿特性和滅弧問題。其電阻片單位體積吸收能量大，還可以並聯使用，所以在保護超高壓長距離輸電係統和大容量電容器組特彆有利。對於低壓配電網的保護也很適合，是低壓配電網的主要保護措施。
線路避雷器防雷的基本原理
雷擊杆塔時，—部分雷電流通過避雷線流到相臨杆塔，另一部分雷電流經杆塔流人大地，杆塔接地電阻呈暫態電阻特性，—般用衝擊接地電阻來表征。
雷擊杆塔時塔頂電盥迅速提高，其電位值為
Ut=iRd+Ldi/dt(1)
式中i——雷電流;
Rd——衝擊接地電阻：
Ldi/dt——暫態分量。
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，將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-Ul>U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響。則為Ut-Ul+Um>U50。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的5∞墩電電壓、雷電流強度和塔體的衝擊接地電阻。—般來說，線路的50%放電電壓是—定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關。不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的。這也是為什麼輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝避雷器以後，當輸電線路遭受雷擊時，線傳人相臨杆塔。一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值後，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相臨杆塔。雷電流在流經避雷線和導線時。由於導線問的電磁感應作用，將分另!}在導線和避雷線七產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大於從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小於絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡。因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用。這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法。在平原地帶相對較容易，對於山區杆塔，則往往在4個塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑。以增加地線與土壤的接觸麵積降低電阻率。在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時，因接地線過長會有較大的附加電感值，雷電過電壓的暫態分量Ldi/dt會加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡，反而使線路的耐雷水平下降。因為線路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要求不太嚴格，對山區線路防雷比較容易實現，加裝避雷器前後線路的耐雷水平發生了明顯變化。不難發現加裝線路避雷器對防雷效果是十分明顯的。
在避雷器使用前，都應該對其有關技術參數進行測量，以確保避雷器安裝質量。
l絕緣電阻的測量。對35kV及以下氧化鋅避雷器用2500V兆歐表搖測，每節的絕緣電阻應不低於1000Ω。
進口氧化鋅避雷器每節的絕緣電阻一般按廠家的標準。如日本明電舍規定：對ZSE-C2Z型294kV氧化鋅避雷器應使用1000V兆歐表，絕緣電阻不低於2000MΩ。
2測量直流和泄漏電流。測量直流電壓UlmA及75%UlmA電壓下的泄漏電流，目的是為了檢查其非線陛特性及絕緣性能。
lmA為試品通過lmA直流時，被試避雷器兩端的電壓值。《規程》規定：lmA電壓值UlmA與初始值比較，變化應不大於±5%。0.75UlmA電壓下的泄漏電流應不大於50μA時。也就是說，在電壓降低25%時，合格的氧化鋅避雷器的泄漏電流大幅度降低，從l00μA降至50μA以下。
若UlmA電壓下降或0.75UlmA下泄漏電流明顯增大，就可能是避雷器閥片受潮老化或瓷質有裂紋。測量時。為防止表麵泄漏電流的影響，應將瓷套表麵擦淨或加屏蔽措施，並注意氣候的影響。一般氧化鋅閥片UlmA的溫度係數約為(0.05-0.17)%℃，即溫度每增高lO℃，U1mA約降低l%，必要時可進行換算。
3運行電壓下交流泄漏電流測量
用LCD-4型檢測儀可以測得運行電壓下避雷器的泄漏電流(全電流)及其有功分量(阻性電流)和無功分量(容性電流)、功率損耗Px等。
試驗研究表明：當氧化鋅避雷器閥片受潮或老化時，阻性電流幅值增加很快，因此監測阻性電流可以有效地監測避雷器絕緣狀況。
《規程》規定：當泄漏電流有功分量增加到2倍初始值時，應停電進行檢查。國內有些單位自己製定了某些判斷標準，如有的單位規定，當330kV氧化鋅避雷器的阻性電流峰值超過0.3mA、llO一220kV，氧化鋅避雷器的阻性電流峰值超過0.2mA或測量值較初始值明顯增加時。應進行停電試驗，以判斷絕緣優劣。
低壓架空線路分布很廣，尤其在多雷區單獨架設的低壓線路，很容易受到雷擊。同時，低壓架空線直接引入用戶時，低壓設備絕緣水平很低。人們接觸的機會又多，因此必須考慮雷電沿著低壓線侵入屋內的防雷保護措施。其具體措施如下：
a、3-10kVY/Y或Y/Y接線的配電變壓器，宜在低壓側裝—組闐型避雷器或保護問隙。變壓器低壓側為中性點不接地的情況，應在中性點處裝設擊穿保險器;b、對於重要用戶，宜在低壓線路引入室內前50m處，安裝一組低壓避雷器，室後再裝一組低壓避雷器;c、對於—般用戶，可在低壓進線支持物處。裝—組低壓避雷器或擊穿保險器，亦可將接戶線的絕緣子鐵腳接地，其工頻接地電阻不應超過30Ω;d、對於易受雷擊的地段，直接與架空線路柑連接的電動機或電度表，宜加裝低壓避雷器或間隙保護，間隙距離可采用1.5-2mm，也可以采用通訊設備上用的500v放電間隙保護。
電源避雷器原則上與負載並聯，目的是把雷電電壓峰值限製在電器可以承受的範圍內。在比較篩選合格的避雷器後，在安裝時還應考慮線路敷設和接地處理問題。根據保參碗豫，對雷電壓敏感情況，適度考慮屏蔽處理。屏蔽是指利用各種屏蔽體來阻擋、衰減施加在電子冇備上的電磁乾擾和過電壓能量。屏蔽可以大到整棟樓層，小到設備機房、電纜線等。測*結果表明：電纜屏蔽一端接地，可將高頻乾擾電壓降低—個數餐級，屏蔽兩端接地，可降低兩個數*級。因此，屏蔽處理是線路敷設和避雷器安裝必不可少的—項內容。
線路避雷器安裝時應注意：選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線路杆塔，*好在兩側相臨杆塔上同時安裝;垂直排列的線路可隻裝上下2相;安裝時儘量不使避雷器受力。並注意保持足夠的**距離;避雷器應順杆塔單獨敷設接地線，其截麵不小於25mm2，儘量減小接地電阻的影響。
投入運營後進行必要的維護：結合停電定期測量絕緣電阻.曆年結果不應明顯變化;檢查並記錄計數器的動作情況;對其緊固件進行擰緊，防止鬆動;或者拆回，進行1次直流1mA及75%參考電壓下泄漏電流測量。
避雷器安裝後，必須提供良好的接地裝置，使雷電流迅速流向大地。將雷電所帶來的經濟損失降到*低程度。
目前.國外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器用於輸電線路的防雷，取得了很好的效果。隨著我們國家科技的不斷發展和進步，我國也對線路避雷器開始了研製和開發，目前線路避雷器已經廣泛地應用於電力部門。在電力配電線路中，常用的避雷器有：閥型避雷器、管型避雷器、氧化鋅避雷器等，低壓配電係統提倡選用低壓氧化鋅避雷器。氧化鋅閥片在正常運行電壓下，閥片的電阻很高。僅可通過微安級的泄漏電流。但在強大的雷電流通過時，卻呈現很低的電阻，使其迅速泄人大地，實現限壓分流的目的。閥片上的殘壓幾乎不隨通過電流的大小而變化，時常維持在小於被保護電器的i申擊試驗電壓，使設備的絕緣得到保護，雷電流過後又恢複到原絕緣狀態。
氧化鋅避雷器具有優異的非線性伏安特性。殘壓隨衝擊電流波頭時間的變化特性平穩，陡波響應特性好，冇有間隙擊穿特性和滅弧問題。其電阻片單位體積吸收能量大，還可以並聯使用，所以在保護超高壓長距離輸電係統和大容量電容器組特彆有利。對於低壓配電網的保護也很適合，是低壓配電網的主要保護措施。
線路避雷器防雷的基本原理
雷擊杆塔時，—部分雷電流通過避雷線流到相臨杆塔，另一部分雷電流經杆塔流人大地，杆塔接地電阻呈暫態電阻特性，—般用衝擊接地電阻來表征。
雷擊杆塔時塔頂電盥迅速提高，其電位值為
Ut=iRd+Ldi/dt(1)
式中i——雷電流;
Rd——衝擊接地電阻：
Ldi/dt——暫態分量。
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，將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-Ul>U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響。則為Ut-Ul+Um>U50。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的5∞墩電電壓、雷電流強度和塔體的衝擊接地電阻。—般來說，線路的50%放電電壓是—定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關。不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的。這也是為什麼輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝避雷器以後，當輸電線路遭受雷擊時，線傳人相臨杆塔。一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值後，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相臨杆塔。雷電流在流經避雷線和導線時。由於導線問的電磁感應作用，將分另!}在導線和避雷線七產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大於從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小於絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡。因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用。這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法。在平原地帶相對較容易，對於山區杆塔，則往往在4個塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑。以增加地線與土壤的接觸麵積降低電阻率。在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時，因接地線過長會有較大的附加電感值，雷電過電壓的暫態分量Ldi/dt會加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡，反而使線路的耐雷水平下降。因為線路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要求不太嚴格，對山區線路防雷比較容易實現，加裝避雷器前後線路的耐雷水平發生了明顯變化。不難發現加裝線路避雷器對防雷效果是十分明顯的。
在避雷器使用前，都應該對其有關技術參數進行測量，以確保避雷器安裝質量。
l絕緣電阻的測量。對35kV及以下氧化鋅避雷器用2500V兆歐表搖測，每節的絕緣電阻應不低於1000Ω。
進口氧化鋅避雷器每節的絕緣電阻一般按廠家的標準。如日本明電舍規定：對ZSE-C2Z型294kV氧化鋅避雷器應使用1000V兆歐表，絕緣電阻不低於2000MΩ。
2測量直流和泄漏電流。測量直流電壓UlmA及75%UlmA電壓下的泄漏電流，目的是為了檢查其非線陛特性及絕緣性能。
lmA為試品通過lmA直流時，被試避雷器兩端的電壓值。《規程》規定：lmA電壓值UlmA與初始值比較，變化應不大於±5%。0.75UlmA電壓下的泄漏電流應不大於50μA時。也就是說，在電壓降低25%時，合格的氧化鋅避雷器的泄漏電流大幅度降低，從l00μA降至50μA以下。
若UlmA電壓下降或0.75UlmA下泄漏電流明顯增大，就可能是避雷器閥片受潮老化或瓷質有裂紋。測量時。為防止表麵泄漏電流的影響，應將瓷套表麵擦淨或加屏蔽措施，並注意氣候的影響。一般氧化鋅閥片UlmA的溫度係數約為(0.05-0.17)%℃，即溫度每增高lO℃，U1mA約降低l%，必要時可進行換算。
3運行電壓下交流泄漏電流測量
用LCD-4型檢測儀可以測得運行電壓下避雷器的泄漏電流(全電流)及其有功分量(阻性電流)和無功分量(容性電流)、功率損耗Px等。
試驗研究表明：當氧化鋅避雷器閥片受潮或老化時，阻性電流幅值增加很快，因此監測阻性電流可以有效地監測避雷器絕緣狀況。
《規程》規定：當泄漏電流有功分量增加到2倍初始值時，應停電進行檢查。國內有些單位自己製定了某些判斷標準，如有的單位規定，當330kV氧化鋅避雷器的阻性電流峰值超過0.3mA、llO一220kV，氧化鋅避雷器的阻性電流峰值超過0.2mA或測量值較初始值明顯增加時。應進行停電試驗，以判斷絕緣優劣。
低壓架空線路分布很廣，尤其在多雷區單獨架設的低壓線路，很容易受到雷擊。同時，低壓架空線直接引入用戶時，低壓設備絕緣水平很低。人們接觸的機會又多，因此必須考慮雷電沿著低壓線侵入屋內的防雷保護措施。其具體措施如下：
a、3-10kVY/Y或Y/Y接線的配電變壓器，宜在低壓側裝—組闐型避雷器或保護問隙。變壓器低壓側為中性點不接地的情況，應在中性點處裝設擊穿保險器;b、對於重要用戶，宜在低壓線路引入室內前50m處，安裝一組低壓避雷器，室後再裝一組低壓避雷器;c、對於—般用戶，可在低壓進線支持物處。裝—組低壓避雷器或擊穿保險器，亦可將接戶線的絕緣子鐵腳接地，其工頻接地電阻不應超過30Ω;d、對於易受雷擊的地段，直接與架空線路柑連接的電動機或電度表，宜加裝低壓避雷器或間隙保護，間隙距離可采用1.5-2mm，也可以采用通訊設備上用的500v放電間隙保護。
電源避雷器原則上與負載並聯，目的是把雷電電壓峰值限製在電器可以承受的範圍內。在比較篩選合格的避雷器後，在安裝時還應考慮線路敷設和接地處理問題。根據保參碗豫，對雷電壓敏感情況，適度考慮屏蔽處理。屏蔽是指利用各種屏蔽體來阻擋、衰減施加在電子冇備上的電磁乾擾和過電壓能量。屏蔽可以大到整棟樓層，小到設備機房、電纜線等。測*結果表明：電纜屏蔽一端接地，可將高頻乾擾電壓降低—個數餐級，屏蔽兩端接地，可降低兩個數*級。因此，屏蔽處理是線路敷設和避雷器安裝必不可少的—項內容。
線路避雷器安裝時應注意：選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線路杆塔，*好在兩側相臨杆塔上同時安裝;垂直排列的線路可隻裝上下2相;安裝時儘量不使避雷器受力。並注意保持足夠的**距離;避雷器應順杆塔單獨敷設接地線，其截麵不小於25mm2，儘量減小接地電阻的影響。
投入運營後進行必要的維護：結合停電定期測量絕緣電阻.曆年結果不應明顯變化;檢查並記錄計數器的動作情況;對其緊固件進行擰緊，防止鬆動;或者拆回，進行1次直流1mA及75%參考電壓下泄漏電流測量。
避雷器安裝後，必須提供良好的接地裝置，使雷電流迅速流向大地。將雷電所帶來的經濟損失降到*低程度。
