電力輸電線路避雷器防雷的基本原理

1、電力輸電線路避雷器防雷的基本原理雷擊桿塔時(shí)， 部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電 流經(jīng)桿塔流人大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性， 般用沖擊接地 電阻來表征。雷擊桿塔時(shí)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沖擊接地電阻： Ldi/dt暫態(tài)分量。當(dāng)塔頂電位 Ut 與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位 U1 的差值超過絕緣子串 50%的放 電電壓時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即 Ut-UlU50，如果考慮線路 工頻電壓幅值 Um 的影響。則為 Ut-Ul+UmU50。因此，線路的耐雷水 平與 3 個(gè)重要因素有關(guān)， 即線路絕緣子的 5墩電電壓、雷電流強(qiáng)度和 塔

2、體的沖擊接地電阻。 般來說， 線路的 50%放電電壓是 定的，雷電 流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān)。不加裝避雷器時(shí)，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(qū)，降低接地電阻是 非常困難的。這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。 加裝避雷器以后，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，線傳人相臨桿塔。一部分 經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。大部分 的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線 和導(dǎo)線時(shí)。 由于導(dǎo)線問的電磁感應(yīng)作用， 將分另 !在導(dǎo)線和避雷線七產(chǎn) 生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流， 這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高，使導(dǎo)

3、線和塔頂之間的電位差 小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會發(fā)生閃絡(luò)。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(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。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，對于山區(qū)桿塔，則往往在 4 個(gè)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面積降低電阻率。在 工頻狀態(tài)下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時(shí)，因接地線過長會有 較大的附加電感值， 雷電過電壓的暫態(tài)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(luò)，反而使線 路的耐雷水平下降。因?yàn)榫€路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要 求不太

4、嚴(yán)格，對山區(qū)線路防雷比較容易實(shí)現(xiàn)，加裝避雷器前后線路的 耐雷水平發(fā)生了明顯變化。不難發(fā)現(xiàn)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(yīng)該對其有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測量，以確保避雷器 安裝質(zhì)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(jié)的絕緣電阻應(yīng)不低于 1000。進(jìn)口氧化鋅避雷器每節(jié)的絕緣電阻一般按廠家的標(biāo)準(zhǔn)。如日本明電舍 規(guī)定：對 ZSE-C2Z型 294kV 氧化鋅避雷器應(yīng)使用 1000V兆歐表，絕緣電阻不低于 2000M2 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

5、。lmA 為試品通過 lmA直流時(shí)，被試避雷器兩端的電壓值。規(guī)程規(guī)定： lmA 電壓值 UlmA與初始值比較，變化應(yīng)不大于 5%。0.75UlmA 電壓下 的泄漏電流應(yīng)不大于 50A時(shí)。也就是說，在電壓降低 25%時(shí)，合格的 氧化鋅避雷器的泄漏電流大幅度降低，從 l00 A降至 50A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(zhì)有裂紋。測量時(shí)。為防止表面泄漏電流的影響， 應(yīng)將瓷套表面擦凈或加屏蔽措施，并注意氣候的影響。一般氧化鋅閥 片 UlmA 的溫度系數(shù)約為 （0.05-0.17）%，即溫度每增高 lO， U1mA 約降低 l%，

6、必要時(shí)可進(jìn)行換算。3 運(yùn)行電壓下交流泄漏電流測量用 LCD-4型檢測儀可以測得運(yùn)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(yàn)研究表明：當(dāng)氧化鋅避雷器閥片受潮或老化時(shí)，阻性電流幅值增 加很快，因此監(jiān)測阻性電流可以有效地監(jiān)測避雷器絕緣狀況。 規(guī)程規(guī)定：當(dāng)泄漏電流有功分量增加到 2 倍初始值時(shí)，應(yīng)停電進(jìn) 行檢查。國內(nèi)有些單位自己制定了某些判斷標(biāo)準(zhǔn)，如有的單位規(guī)定， 當(dāng) 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(shí)。 應(yīng)

7、進(jìn)行停電試驗(yàn)，以判斷絕緣優(yōu)劣。低壓架空線路分布很廣，尤其在多雷區(qū)單獨(dú)架設(shè)的低壓線路，很容易 受到雷擊。同時(shí)，低壓架空線直接引入用戶時(shí)，低壓設(shè)備絕緣水平很 低。人們接觸的機(jī)會又多，因此必須考慮雷電沿著低壓線侵入屋內(nèi)的 防雷保護(hù)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(cè)裝 組闐型避雷器 或保護(hù)問隙。變壓器低壓側(cè)為中性點(diǎn)不接地的情況，應(yīng)在中性點(diǎn)處裝 設(shè)擊穿保險(xiǎn)器 ;b、對于重要用戶， 宜在低壓線路引入室內(nèi)前 50m 處，安裝一組低壓避 雷器，室后再裝一組低壓避雷器 ;c、對于 般用戶，可在低壓進(jìn)線第一支持物處。裝 組低壓避雷器或 擊穿保險(xiǎn)器，亦可將接戶線的絕緣

8、子鐵腳接地，其工頻接地電阻不應(yīng) 超過 30;d、對于易受雷擊的地段，直接與架空線路柑連接的電動機(jī)或電度表， 宜加裝低壓避雷器或間隙保護(hù)，間隙距離可采用1.5-2mm，也可以采用通訊設(shè)備上用的 500v 放電間隙保護(hù)。電源避雷器原則上與負(fù)載并聯(lián)，目的是把雷電電壓峰值限制在電器可 以承受的范圍內(nèi)。在比較篩選合格的避雷器后，在安裝時(shí)還應(yīng)考慮線 路敷設(shè)和接地處理問題。根據(jù)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、衰減施加在電子沒備 上的電磁干擾和過電壓能量。 屏蔽可以大到整棟樓層， 小到設(shè)備機(jī)房、 電纜線等。測最結(jié)果表明：電纜屏蔽一端接地，可將高頻干擾電壓降低個(gè)數(shù)餐級，屏蔽兩端接地，可降低兩個(gè)數(shù)最級。因此，屏蔽處理 是線路敷設(shè)和避雷器安裝必不可少的 項(xiàng)內(nèi)容。 線路避雷器安裝時(shí)應(yīng)注意：選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔， 最好在兩側(cè)相臨桿塔上同時(shí)安裝 ;垂直排列的線路可只裝上下 2 相;安裝 時(shí)盡量不使避雷器受力。并注意保持足夠的安全距離 ;避雷器應(yīng)順桿塔 單獨(dú)敷設(shè)接地線，其截面不小于 25mm2，盡量減小接地電阻的影響。 投入運(yùn)營后進(jìn)行必要的維護(hù)：結(jié)合停電定期