線路避雷器的選型與應(yīng)用

張洋海

摘 要：線路避雷器是電力線路中常用的避雷器，可以保護(hù)線路絕緣子外的電器設(shè)備，在必要情況下，還可以保護(hù)其他的電器設(shè)備。在運(yùn)行的過(guò)程中，電路避雷器會(huì)直接與絕緣子并聯(lián)，可以有效避免由于雷擊事故給電力線路系統(tǒng)的運(yùn)行造成的不良影響。為了提升線路避雷器的使用效果，需要進(jìn)行科學(xué)的選型與應(yīng)用，該文主要對(duì)線路避雷器選型與應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：線路避雷器 選型 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0057-02

將線路避雷器安裝在電力線路中可以預(yù)防瞬態(tài)雷電沖擊造成絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象。線路避雷器和線路絕緣子在電路中呈并聯(lián)關(guān)系，如果線路被雷電擊中，線路避雷器就能夠有效地避免雷電直擊或繞擊輸電線路造成的系統(tǒng)故障。一般國(guó)內(nèi)外的主要輸電方式是采用架空輸電線路，在線路地勢(shì)高、路線長(zhǎng)、范圍大等原因的影響下，其被雷電擊中的次數(shù)非常頻繁，這也是目前世界輸電線路不可避免的自然環(huán)境危害。安裝線路避雷器的目的在于減少線路雷擊跳閘次數(shù)，以增加電力系統(tǒng)的安全性。雖然線路避雷器的安裝會(huì)增加電力線路的建造成本，然而其能夠大大提高線路的運(yùn)行穩(wěn)定性，減少線路維護(hù)成本。從目前線路避雷器的使用情況來(lái)看，這一設(shè)備并沒(méi)有得到大范圍的推廣使用。該文將對(duì)線路避雷器的結(jié)構(gòu)類型、安裝選擇和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。

1 線路避雷器的結(jié)構(gòu)組成與選擇方式分析

1.1 線路避雷器的結(jié)構(gòu)組成

線路避雷器從結(jié)構(gòu)上大致可分為無(wú)間隙和外串間隙兩種，而外串間隙又可以劃分為絕緣支撐件間隙與純空氣間隙。實(shí)踐表明，有間隙和無(wú)間隙線路避雷器能夠極大避免絕緣子串閃絡(luò)故障的產(chǎn)生。根據(jù)外套材料的差異，可以將線路避雷器分為瓷外套線路避雷器與合成外套線路避雷器；從電壓等級(jí)上可分為配電線路避雷器與輸電線路避雷器；根據(jù)使用功能分為用于限制雷電過(guò)電壓或者操作過(guò)電壓的線路避雷器、限制雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的兩種兼?zhèn)涞木€路避雷器。一般在使用中，線路避雷器可以看作是一種復(fù)合外套的避雷器。無(wú)間隙線路避雷器的功能就是限制雷電過(guò)電壓以及操作過(guò)電壓；而帶外串聯(lián)間隙線路避雷器（EGLA），在結(jié)構(gòu)上是可以通過(guò)復(fù)合外套金屬氧化物避雷器與串聯(lián)間隙相結(jié)合，達(dá)到限制雷電過(guò)電壓和或部分操作過(guò)電壓的功能。

1.2 線路避雷器的選擇與安裝

在電力系統(tǒng)中使用線路避雷器可以避免雷擊過(guò)電壓造成絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象和操作過(guò)電壓造成絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象。具體可以根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況來(lái)確定線路避雷器最有效地安裝位置，通常的安裝方式包括線路懸掛、絕緣子懸掛、豎立于塔臂上等。 當(dāng)然在進(jìn)行實(shí)際安裝前還要將線路避雷器自身重量和覆冰重量計(jì)算在內(nèi)。國(guó)內(nèi)線路避雷器一般在山區(qū)安裝比較普遍，自然環(huán)境比較惡劣，無(wú)法隨時(shí)進(jìn)行日常維護(hù)工作，這就要求其具有免維護(hù)性，而達(dá)到免維護(hù)性的前提是線路避雷器生產(chǎn)過(guò)程必須按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行和避雷器應(yīng)額外裝配脫離器、失效指示設(shè)備等。

2 線路避雷器的發(fā)展趨勢(shì)

線路避雷器的發(fā)展趨勢(shì)為小型化、高壓化、標(biāo)準(zhǔn)化與智能化，現(xiàn)分別闡述如下。

2.1 線路避雷器的小型化

線路避雷器中使用高電位梯度（400 V/mm）的電阻片，能夠減少單位高度電阻片的使用數(shù)量進(jìn)而減少線路避雷器的體積和重量，使其在電力線路的安裝更方便、更安全。

2.2 線路避雷器的高壓化

隨著目前使用的電網(wǎng)等級(jí)的逐漸提高，操作過(guò)電壓的幅值也在逐漸變大。伴隨超、 特高壓電網(wǎng)中使用的避雷器性能與雷電過(guò)電壓防護(hù)的逐漸成熟，操作過(guò)電壓成為選取各種線路保護(hù)裝置絕緣性的基礎(chǔ)條件。所以，在超、特高壓電網(wǎng)中使用線路避雷器就是為了深度限制操作過(guò)電壓。

2.3 線路避雷器的標(biāo)準(zhǔn)化

與線路避雷器的技術(shù)研究相比，對(duì)線路避雷器確定標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試軟件和使用規(guī)范刻不容緩。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，電力領(lǐng)域?yàn)榱耸咕€路避雷器能夠廣泛應(yīng)用已經(jīng)打好了基礎(chǔ)，線路避雷器的IEC標(biāo)準(zhǔn)與CIGRE導(dǎo)則的確立，使線路避雷器能夠快速推廣使用。目前，我國(guó)已經(jīng)頒布了外串間隙線路避雷器的相關(guān)選擇標(biāo)準(zhǔn)，也即將出臺(tái)關(guān)于線路避雷器的使用標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況來(lái)看，線路避雷器在市場(chǎng)上有著良好的發(fā)展前景，且在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之后，線路避雷器也將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

2.4 線路避雷器的智能化

伴隨電網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其智能化水平也越來(lái)越高，而智能線路避雷器的研究發(fā)展成為首要解決的科研項(xiàng)目。目前，國(guó)際上對(duì)于智能避雷器沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義，但其理論上應(yīng)該具有的就是可以使用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)管線路避雷器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。從金屬氧化物避雷器監(jiān)控情況來(lái)看，可以采用電阻片芯組溫度參數(shù)來(lái)進(jìn)行判斷，計(jì)算出避雷器浪涌計(jì)數(shù)、電老化監(jiān)控與能量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，此外，還可以應(yīng)用無(wú)線無(wú)源聲表面波濾波器，采取該種設(shè)置方式不會(huì)影響避雷器的性能，監(jiān)控外部污染、老化情況以及過(guò)度能量吸收情況，利用測(cè)試線路電流情況，可以分析出避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.5 外串間隙線路避雷器的廣泛應(yīng)用

目前世界范圍內(nèi)使用最普遍的就是外串聯(lián)間隙線路避雷器（EGLA）。具有的零功率損耗、外套材料使用少、MOV材料少、使用壽命長(zhǎng)、系統(tǒng)穩(wěn)定以及制造成本低等特點(diǎn)，使其能夠快速發(fā)展進(jìn)步，成為目前最有效、最經(jīng)濟(jì)、使用最廣泛的避雷器。

3 結(jié)語(yǔ)

線路避雷器能夠有效地控制線路雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，它也為建造緊湊型輸電線路和提升電壓等級(jí)等提供了強(qiáng)大的后勤保障。在考慮經(jīng)濟(jì)效益和線路跳閘率的情況下，對(duì)在整個(gè)電力線路中線路避雷器的安裝數(shù)量、安裝位置和電壓等級(jí)進(jìn)行合理有效的安排，使線路避雷器的設(shè)計(jì)能夠滿足各種不同的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭曉亮，陳坤，劉新，等.±500kV直流線路避雷器在江城線的應(yīng)用[J].電瓷避雷器，2014（4）：111-115.

[2] 劉守豹，許安，王大興，等.基于雷擊暫態(tài)特性分析的220kV線路避雷器通流容量研究[J].電瓷避雷器，2016（3）：142-147.

[3] 程登峰，陶有奎，楊道文.線路避雷器的應(yīng)用效果分析[J]. 安徽電力，2008（2）：42-45.

[4] Pommerenke D ，Strehl T，Heinrich R，et al.Discrimination between internal PD and other pulses using directional coupling sensors on HV cable systems[J]. Dielectrics and Electrical Insulation， IEEE Transactions on，2000，6（6）：814-824.

[5] 王金水，馬玲，王建榮.35kV輸電線路避雷器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2011（9）：41-42.