现代防雷技术概述

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1、现代防雷技术概述根据调研，在国内高压输电线路跳闸事故中，因雷击引起的线路跳闸事故约占总跳闸事故的４０％～６０％，特别是在地形复杂、土壤电阻率高的多雷地带，跳闸率更高。在国外，雷击也是高压输电线路安全运行的主要危害，雷害事故一般占总事故的５０％以上。由于雷击线路后雷电波沿线路侵入变电站会对变电设备构成巨大威胁，可能导致大面积停电事故，因此，限制输电线路雷击过电压是确保电力系统安全可靠运行的重要任务。一、主要防雷措施1、架设避雷线避雷线的功能主要有：防止雷电直击导线；对雷电流起分流作用，降低塔顶电位；对导线具有耦合作用，降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压；

2、对导线具有屏蔽作用，降低绝缘子串上的感应电压。规程规定：220KV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线，110KV线路一般也应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽作用，减小绕击率，避雷器对导线的保护角应不超过２０°；５００ｋＶ及以上电压等级的超高压和特高压线路都应架设双避雷线，保护角在１５°以下。我国特高压输电线路建议采用负保护角来降低雷击跳闸率。2、架设耦合地线在导线下面架设耦合地线，可以增加分流和耦合作用，降低绝缘子串上的电压，提高线路的耐雷水平。由于耦合地线在导线下方且与大地相连接，实际上相当于降低杆塔高度，减小绕击率。耦合地线与避

3、雷线将导线屏蔽其中，减小了山区线路由于地形影响而使导线受到侧击的概率。但是，耦合地线的终端杆塔因雷击分流作用减小和大气电场分布的畸变，可能会成为相对的薄弱点，更易遭受雷击，因此应尽量降低终端杆塔的接地电阻，并增加一片绝缘子。线路架设耦合地线后，可能会对杆塔强度、导线交叉跨越等产生影响，因此一般只适用于丘陵、山区、跨越档和降低杆塔接地电阻困难的地区。3、降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻可以降低雷击杆塔时的地电位升高，防止产生对导线的反击，对于110KV及以上电压等级的混凝土杆塔或铁塔线路是很有效的保护措施。4、安装线路避雷器线路避雷器分为串联间隙型和

4、无间隙型两种，已在美国、日本等国家广泛推广和应用，取得了良好的效果和丰富的运行经验。我国也相继研制成功了110KV、220KV、500KV的复合外套金属氧化物避雷器，并在多个地区电网中投入运行，取得了良好效果。串联间隙型避雷器分固定间隙和纯空气间隙两种，在雷电压作用下，串联间隙动作后避雷器本体才处于工作状态，因此，阀片荷电率较高，寿命长。固定间隙避雷器的安装方式是：首先将与避雷器串联的间隙用复合绝缘子固定，并在复合绝缘子的两端安装环状电极，然后将避雷器的另一端挂在铁塔臂上，其中的一个环状电极与高压导线连接。这种结构的优点是间隙距离不受风偏影响，间隙

5、距离可保持不变，安装容易；其缺点是复合绝缘子要承受工作电压的作用。纯空气间隙避雷器是将间隙的一个电极安装在避雷器本体下端，另一个电极则在导线上，为保持其间隙距离，电极形状必须制作成弧形。这种结构的缺点是必须考虑外界因素的影响，如导线发生舞动，会引起间隙距离发生变化。无间隙型避雷器的一端挂在铁塔臂上，另一端直接与高压导线连接，利用氧化锌阀片的非线性特性保护绝缘子串。与带串联间隙型避雷器相比，无间隙型避雷器具有吸收冲击能量可靠、无放电延时和无分散性的优点。为防止避雷器本身故障时影响线路正常运行，无间隙型避雷器一般装有故障脱落装置。线路避雷器并联安装于线

6、路绝缘子串两端，利用其残压的钳电位防止该绝缘子串闪络。由于线路避雷器投资较大，因此主要安装在雷电活动强烈、土壤电阻率高和降低接地电阻有困难的易击段或易击点。二、输电线路防雷新技术1、新型的输电线路结构基于避雷线和耦合地线的运行经验，目前国外正开展新型输电线路杆塔结构的研究，其特点是加装２根避雷线将５平行系统改为７平行系统，如图１所示。这种结构增加了对雷电流的分流作用，削弱了雷电过电压的强度，改善了输电线路的防雷性能，抗绕击效果较好。杆塔高度增加１０％～２０％，对于单回线路的综合投资还是可以接受的。2、保护间隙关于绝缘子串的保护间隙，国外已有比较成熟

7、的经验，在日本称为招弧角，在德国称为引弧保护装置，其在国内应用不多，只在220KV及以下电压等级且防雷有困难的线路上使用，如江苏镇江２２０ｋＶ谏泰线的跨江段、南京大胜关跨越先期运行的２２０ｋＶ线路。国内外的招弧角的构造大致可分为棒形、球形、羊角形、网球拍形。这种形状的优点是：能有效地捕捉闪络电弧根部，保护绝缘子串和导线；能改善绝缘子串的电压分布。3、负角保护针负角保护针呈圆棒形，针尖、主管和底部３部分采用铆钉连为一体。负角保护针必须装在导线上方横担头部，若安装在地线支架的挂线点上方，则无法达到负保护角的效果。三、当前防雷工作存在的主要问题1、虽然近

8、年来对防雷工作投入较大，但雷击跳闸占线路总跳闸的比例仍然偏高，除了因为线路规模不断扩大，遭受雷击概率提高，雷电活动具有一定