線路避雷器安裝布點(diǎn)策略

方緒豪 邱 賽 吳友強(qiáng)

溫州益坤電氣股份有限公司 浙江 溫州 325000

絕大多數(shù)輸電線路都暴露在外界環(huán)境中，而線路鐵塔往往是安全范圍內(nèi)最高的建構(gòu)筑物。在雷電頻發(fā)區(qū)域或高發(fā)季節(jié)，線路鐵塔發(fā)生雷擊事故的概率較大。一旦線路遭受雷擊，將會導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)癱瘓，不僅影響了居民的生產(chǎn)生活，同時還會對公眾生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。為此，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)在輸電線路鐵塔上安裝避雷器等輔助設(shè)備，從而降低雷擊事故發(fā)生概率，盡可能的減小負(fù)面影響。

1 線路避雷器的主要作用

1.1 避雷器的定義與主要作用 避雷器是一種能釋放過電壓能量，且控制過電壓幅值的保護(hù)裝置。在使用過程中，將避雷器與保護(hù)設(shè)備并聯(lián)連接。正常情況下，避雷器只流過微安級的泄漏電流，不會增加線路電阻，也不會干預(yù)輸配電流程。如果避雷器電壓值達(dá)到動作電壓標(biāo)準(zhǔn)，避雷器導(dǎo)通，則可通過調(diào)節(jié)大電流，釋放過電壓能量，并將過電壓控制在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)備的絕緣性能。在釋放過電壓能量后，避雷器自主恢復(fù)原始狀態(tài)。

1.2 線路避雷器防雷的原理 對于常規(guī)高度的桿塔來說，線路的防雷能力與如下四類因素有關(guān):①線路絕緣子的50%放電電壓；②有無架空電線；③雷電強(qiáng)度；④桿塔的接地電阻值。絕緣子的50%放電電壓是固定的，而雷電強(qiáng)度則與地理位置和氣候條件存在緊密關(guān)聯(lián)。如果不選擇安裝避雷器，要提升輸配電線路的防雷水平，就應(yīng)當(dāng)采取如下幾類措施:架空地線、減小桿塔接地電阻值、配置自動重合閘等。對于偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶來說，由于地理位置特殊，自然環(huán)境復(fù)雜，發(fā)生雷擊事故的概率較大，且線路防雷處理難度較高。

由于線路避雷器與絕緣子是并聯(lián)連接的，一旦輸配電線路遭受雷擊，就會促使雷電流分流，一部分經(jīng)避雷線導(dǎo)入相鄰桿塔，另一部分經(jīng)塔體自身傳導(dǎo)至大地。一旦雷電流超過限定數(shù)值，在經(jīng)過避雷線與導(dǎo)線時，由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用，會在導(dǎo)向和避雷線上產(chǎn)生耦合效應(yīng)。避雷器的分導(dǎo)電流值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于避雷線的分導(dǎo)電流值，而這種分流的耦合效應(yīng)會提高導(dǎo)線點(diǎn)位，使導(dǎo)線和塔頂?shù)碾娢徊钚∮诮^緣子的瞬時電壓，預(yù)防絕緣子的閃絡(luò)現(xiàn)象。此外，線路避雷器對接地電阻沒有特殊要求，適用于環(huán)境復(fù)雜的山區(qū)。由此可知，線路避雷器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2 線路避雷器的分類

線路避雷器主要包括串聯(lián)間隙和無串聯(lián)間隙兩類，這兩類避雷器的核心原理存在較大差異，且各有優(yōu)缺點(diǎn)。

1)在正常情況下，串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器可以有效隔離電網(wǎng)運(yùn)行電壓，減小自身的電壓負(fù)荷強(qiáng)度。若避雷器發(fā)生突發(fā)故障，不會對輸配電線路造成干擾。但是此類避雷器的放電特性由間隙決定，保護(hù)性較差。需要格外注意的是，此類避雷器對安裝操作的要求較高。

2)無串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器下端由跨接線直接連接輸電線路，以便全方位動態(tài)監(jiān)控整個線路運(yùn)行狀況。此外，無串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器安裝工序簡便，保護(hù)特性較為突出。

3)無論是串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器，還是無串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器，在輸配電線路防雷處理方面都體現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢，只是需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際需求，選擇適宜的線路避雷器，以保證整個輸配電線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 線路避雷器安裝布點(diǎn)的方法

3.1 避雷器和桿塔安裝選點(diǎn)和選型 在對避雷器進(jìn)行安裝選點(diǎn)時，其需要滿足的要求有:避雷器安裝位置應(yīng)處在較易發(fā)生雷電襲擊的區(qū)域內(nèi)；接線電阻率偏高，以保證避雷效果；要滿足跨距大的基本要求；安裝在地形較為復(fù)雜，環(huán)境較為惡劣的區(qū)域；要對周邊存在重要設(shè)備的區(qū)域?qū)嵤┍芾灼鞯陌惭b。

桿塔安裝需要滿足的要求有:一個桿塔上只能安裝一個避雷裝置，其位置應(yīng)控制在頂部或者側(cè)面上；在特殊情況下需要安裝兩個避雷器，并將其放置在上下兩層或兩側(cè)位置；雷電頻發(fā)區(qū)域內(nèi)的桿塔需要安裝一組避雷器，以保證區(qū)域內(nèi)設(shè)備、建筑的安全性。

3.2 避雷器安裝布設(shè)的具體流程 避雷器布設(shè)的科學(xué)性、合理性，一方面能夠降低工作人員的作業(yè)壓力，減少失誤的產(chǎn)生；另一方面也可以提升線路的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，保證相關(guān)設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。在進(jìn)行避雷器安裝時，其具體的操作流程為:

1)明確線路桿塔坐標(biāo)位置，并將其導(dǎo)入到地圖中。

2)在地圖上明確標(biāo)注出安裝點(diǎn)位。

3)獲取各待選安裝點(diǎn)的雷電因子評估值，具體包括檔距、歷史雷擊點(diǎn)、跨河、金屬礦區(qū)、邊坡、高差、海拔、地閃密度、變電站進(jìn)線2公里內(nèi)的數(shù)值。根據(jù)這些雷電因子數(shù)值，來獲取權(quán)重因子和K值。

以權(quán)重因子和K為基礎(chǔ)，對避雷器點(diǎn)位安裝的合理性進(jìn)行分析。在避雷器的點(diǎn)位確定和安裝上，主要制定了三項(xiàng)優(yōu)選方案，以加強(qiáng)安裝的合理性。

第一種優(yōu)選方案是先將將權(quán)重因子和K大于預(yù)設(shè)闕值的安裝點(diǎn)篩選出來，并在這些安裝點(diǎn)中選擇至少一個安裝點(diǎn)作為避雷器的安裝選點(diǎn)。

第二種優(yōu)選方案是對現(xiàn)有的待選安裝點(diǎn)予以排序，按照排列結(jié)果選擇合適的安裝點(diǎn)作為避雷器安裝選點(diǎn)。

第三種優(yōu)化方案是先對雷電因子的評估值進(jìn)行評價，在確保其準(zhǔn)確性后，將其作為初期篩選條件。之后根據(jù)初期篩選條件選擇合適的避雷器安裝布設(shè)。

或者在該環(huán)節(jié)中，將優(yōu)化方案一和二的方法融合起來，從篩選出的大于預(yù)設(shè)闕值的安裝點(diǎn)中選擇一個安裝點(diǎn)作為避雷器安裝選點(diǎn)，或者按照排列順序完成最終避雷器安裝選點(diǎn)的確定，以此來加強(qiáng)線路避雷器安裝的合理性，強(qiáng)化防雷效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，增設(shè)輸配電線路避雷器，可以有效減少雷擊事故，盡可能的降低損失。但是要進(jìn)一步強(qiáng)化防雷處理效果，還需保證安裝布點(diǎn)的合理性，并嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行安裝操作，以維護(hù)輸配電線路的正常運(yùn)行。