架空電力線路的防雷保護研究

田錦濤

摘 要：雷電主要產生于積雨云中，積雨云某些云團帶正電荷，某些云團帶負電荷，這些正負電荷會對大地產生靜電感應，這樣地表物體便會產生異性電荷。當這些電荷積聚到一定程度時，云團與云團間電場強度以及云團與大地間電場強度便可把空氣擊穿，開始放電，產生閃電與巨響，同時形成很大的雷電流，這就是我們通常所說的雷電。在自然界產生雷電后，通常也會伴隨有一些強對流天氣，如陣雨、大風、冰雹等，這些現象都會對架空電流線路產生嚴重破壞。

關鍵詞：雷電；架空線路；防雷措施

一、現狀調查及事故原因分析

（一）現有的防雷措施。現有配電公用線路的主要避雷方案如下：1、每個臺區在跌落式熔斷器與變壓器之前設置高壓避雷器1組。2、每個線路分段點斷路器開關電源、負荷側分別設置高壓避雷器1組。3、配電線路在雷擊氣候較多區域設置過電壓保護器。

（二）雷擊跳閘原因分析。1、避雷設備質量問題。線路所用避雷器質量不達標，避雷器方波電流達不到國家標準，當發生雷電時避雷器易被擊爆，進而引起線路跳閘。2、避雷器結構問題。我市部分避雷器為跌落式結構，因跌落式避雷器的結構特點，避雷器與接地體通過可卸的活動連接口中的一個小鐵片互相接觸，無法通過強大的雷電流，其泄流能力不強，不能有效泄流，容易造成線路殘壓過高，擊爆設備。同時，這些避雷器在遭受雷擊時自動脫扣，可有效降低線路單相接地可能性，但是對于雷擊密度較高的地方來說，下一個雷電再次影響線路時因沒有避雷器保護就會造成線路雷擊跳閘。3、過電壓保護器設置點不合理。按現有模式，過電壓保護器設置選點主要是事后處理原則，沒有結合開平地區雷區分布整體考慮，過電壓保護器設置位置不夠全面，當發生新一輪雷電天氣時，未設置過電壓保護器的配電線路無法受到有效保護，進而引發配電線路雷擊跳閘。

二、防雷設備原理分析

（一）氧化鋅避雷器。氧化鋅避雷器的工作原理：因氧化鋅材質的非線性伏安特性（電壓越小電阻越大，電壓越大電阻越小），當線路正常供電運行時，作用于避雷器的電壓為工頻電壓，此時避雷器自身電阻很大，流過其的電流可忽略不計，不會對配電線路的正常運行造成影響。只有當架空線路遭受直接雷或感應雷時，此時避雷器承受過電壓，避雷器中的氧化鋅電阻迅速下降，泄放過電壓能量，從而保護線路，使電力系統得以繼續正常工作，不至于跳閘停電。

（二）過電壓保護器。過電壓保護器與普通氧化鋅避雷器相比增加了引流環，引流環與避雷器連接，與架空導線保證一個適當的空氣間隙，在配電線路正常供電運行狀態下，空氣間隙阻斷工頻電壓，此時避雷器可理解為不工作（理論使用壽命更長）。當架空線路在直擊雷或感應雷的作用下，間隙被雷擊過電壓擊穿，電弧在引流環上燃燒，將雷電過電壓通過避雷器引至大地，雷電過電壓結束后，此時避雷器本體僅承受線路正常供電運行的工頻電壓，其電阻在極短時間內突然變大，電流電弧被抑制在較低數值，電弧在短時間內自然斷開，架空導線停止對避雷器放電，從而保護線路。

（三）防雷線夾。防雷線夾工作原理：將防雷線夾設置于電桿的負荷側方向，當線路遭受雷擊時，防雷線夾引弧臂與接地板之間形成閃絡，形成短路通道，因雷電電弧向負荷側移動的特性，持續的工頻電弧移到線路的燃燒臂上燃燒，通過燃燒釋放雷電過電壓，保護配電線路正常運行。

本文介紹一種新型的防雷線夾組合方案，此方案即在普通安裝方法的基礎上加入了防雷引流線。防雷引流線先與架空線路連通，然后將防雷線夾設置于防雷引流線上，此方法有如下優勢：1、防雷線夾設置在防雷引流線上，即使因防雷線夾安裝不規范也只會燒斷防雷引流線，可使主線能夠得到最大限度保護。2、此方案通用性強，因加入了防雷引流線，防雷線夾型號固定，施工工藝統一，設置效果能夠得到更好保障。3、在防雷線夾中加入防雷引流線的使用，可大大降低導線雷擊斷線率。

三、架空線路防雷措施

（一）裸導線架空線路配置。1、每間隔5基電桿設置1組線路避雷器。2、線路避雷器間隔不超過300m，每個耐張段內最少配置1組線路避雷器。3、變電站出線線路段4基電桿內如沒有設備的，設置1組線路避雷器。4、在山頂的高位電桿塔或迎風坡，線路檔距較長的，每間隔一基桿塔設置1組避雷器。5、對于聯絡線路，在架空線路聯絡點的斷路器兩側各設置1組避雷器。6、每個臺區在跌落式熔斷器與變壓器之間設置高壓避雷器1組；臺區桿塔前后4個檔距（或超過200m）仍然沒有第二個臺區的，必須在臺區的第一基桿塔處設置防雷線夾或者過電壓保護器1組。

（二）絕緣導線架空線路配置。1、每隔10基電桿設置1組線路避雷器。2、每2基電桿配置1組防雷線夾。3、變電站出線線路段5基電桿內如沒有設備的，設置1組線路避雷器。

（三）地網設置要求。1、對各類需接地的設備、裝置其接地網電阻值必須滿足相關規程、規范要求。2、定期對接地網的接地電阻值進行監測，確保不因接地電阻過高造成反擊。

四、結語

總之，架空輸電線路的防雷保護屬于一項系統工程，在工程設計階段就應仔細分析，充分考慮本地實際情況，引入切實可行的防雷方案，選用高可靠性的防雷設備，同時在架設輸電線路時，也應重視裝設一些防雷保護措施，只有這樣全方位防雷，才能更好保護架空輸電線路，使其免受雷電損壞，才能提高電力系統供電的連續性、可靠性。

參考文獻：

[1]李海璇，吳漢斌，柴小亮.架空電力線路防雷保護技術應用分析[J].電子世界，2012（22）.

[2]馬雪梅.淺析架空電力線路防雷與接地[J].中國新技術新產品，2015（17）.endprint