500kV输电线路避雷器应用的相关分析

500kV输电线路避雷器应用的相关分析

彭正优

（云南省送变电工程公司650000）

摘要：在高压输电线路中，加装避雷器可以起到良好的防雷击作用。本文首先对输电线路避雷器原理进行阐述，然后对过去500kV输电线路避雷器的应用问题进行分析，针对此问题，介绍一种新型的避雷器，并对此避雷器的应用优势、使用条件、应用及维护方法等方面进行分析。

关键词：500kV输电线路；高梯度避雷器；应用方法

前言：雷电是自然界中不可避免的现象，可能会对高压输电线路造成危害，当前情况下，防雷措施主要包含选择合理的输电线路路径、架设避雷线、降低杆塔接地电阻、利用负及零地线保护角、安装避雷针与塔顶侧针等方法，在进行方法选择与实施时，需要考虑到电力系统运行路径以及区域特点、电阻大小等多种因素。

一、输电线路避雷器原理

在电力系统中，为保护电气设备不会受到操作过电压与大气过电压的破坏，需要利用金属氧化物避雷器，这种避雷器的核心元件是金属氧化物电阻片，具有陡波响应特点和优异非线性伏安特点，和传统碳化硅避雷器进行比较，这种避雷器对于过电压的通流能力有着显著的提高效果，改变了避雷器的特征。在正常工作电压的条件下，避雷器为高阻状态，只有几百微安电流流经避雷器，在过电压出现后，金属氧化物电阻片非线性相对较好，流过避雷器电流具有数千安培，避雷器为导通状态，可以让电压能量得到释放，让输变电设备受到的电压侵害得到有效减少[1]。

二、500kV输电线路避雷器的应用

（一）传统的避雷器应用问题

在500kV系统电压架空输电线路上安装避雷器，可以让线路在遭受雷击时有效避免雷击输电线路所引起的故障事件，也能够让雷电绕击导致的故障现象得到有效避免，但是，就传统的避雷器应用而言，其本身存在着多种问题：（1）传统避雷器的价格相对昂贵，会让避雷器的大规模使用受到限制；（2）传统线路避雷器会利用氧化锌阀片，具有较大的重量；（3）传统避雷器的设计参照为电站，不够科学的参数选取让避雷器本身具有较大的体积，安装存在困难。

（二）高梯度避雷器的应用分析

1.应用优势

串联间隙避雷器与无间隙避雷器是避雷器的两种主要形式，其中无间隙氧化锌避雷器的投入成本和价格相对较高，串联间隙避雷器的价格相对较低，带串联间隙高梯度金属氧化物避雷器利用了高梯度阀片，应用效果较好，且重量较轻、体积较小，安装较为简单。依照输电线路防雷保护要求，需要确保线路断路器、保护装置的可靠性与相关性能，需要让线路重合闸重合率得到提升。带串联间隙的高梯度金属氧化物避雷器装置的结构更为简单、安装更为简便，在500kV输电线路中，采用这种避雷器装置可以取得良好的保护效果。此种高梯度避雷器是带间隙避雷器，可以让高压输电线路的电压损坏现象得到有效避免，让高梯度金属氧化物电阻片作为核心元件，可以让雷击跳闸率得到有效降低。其内部采用的氧化锌电阻片电位梯度是205V/mm，和常规的220V/mm相比要更大，可以让避雷器重量与高度得到减小。

2.使用条件

利用高梯度避雷器，需要确保环境温度在-50℃到50℃之间，需要确保海拔高度在2000m以内，交流系统频率应该在48Hz到62Hz之间，其使用的最大风速应该在35m/s之内，避雷器的持续运行电压应该在长期施加避雷器上的工频电压之上，且应用地区应该确保在地震烈度8度之下。结合这种使用条件，可以发现此种避雷器在我国大部分地区都可以得到良好的应用效果[2]。

3.安装和维护

500kV输电线路的电压等级相对较高，设备的尺寸相对较大，和低电压输电线路相比，安装的难度相对较大，结合实例进行分析，可以采用500kV耐张搭边相安装方式，可以将耐张线夹悬挂在耐张绝缘子串出口之外3m的地方，将另一端连接塔身的横担主材。在避雷器和线路端的连接中，主要元件包含了U型环、楔形线夹、钢绞线、防晕线夹、导线端挂板、预绞丝护线条等，在直线塔边相安装中，需要确保安装方向为顺线路方向，一端需要和绝缘子串线夹出口外5.2m的导线进行连接，另一端需要和顺线路横担予以悬挂。在对500kV输电线路避雷器进行维护时，需要每年检查一次，重点检查对象为螺母、螺栓的紧固程度，需要对复合外套表面的脏污程度、腐蚀程度进行检查。

以华北地区检修分公司的500kV输电线路为例，该线路型式都为单回常规型，万顺一线、神保一线、神保二线、太顺一线、太顺二线和南昌一线都安装了这种避雷器，在安装之后的五年间，这些线路没有因雷击发生跳闸故障的现象出现，输电线路避雷器需要加装在易击区，或是地形相对复杂的杆塔之上。依照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等相关规定，对于多雷区、高雷区、强雷区都需要安装避雷器，将重点安装部位设定在桩顶高层较高的杆塔，海拔越高的地区、越空旷的地区就越容易遭到雷击。

4.注意事项

在500kV输电线路中，如果应用这种避雷器，那么需要重点关注三个方面：（1）读数。在避雷器的实际应用中，受到阳光照射等方面的影响，可能会让读数刻度消失，让动作次数难以统计，因此，需要应用防晒技术在计数器的表盘设计中，并清零处理出厂计数器数值。（2）绕击雷防范。可控避雷针、防雷测针的主要防护范围都是铁塔位置，没有较好的档内导线绕机雷防范效果，对此，需要让检验效果得到提升，可以采取增加避雷器安装数量的方法，让措施的应用效果得到提升。（3）结构金具。结构金具的不够标准主要是因为生产厂家不同、元件型号不同造成的，因此，在生产及安装的相关规范中，应该明确参数、规格的要求。

结论：

综上所述，针对传统避雷器价格相对昂贵、重量较大、安装不便等问题，可以利用新型的高梯度避雷器，它可以让这些问题得到合理规避。依照相关规范对其进行安装与维护，可以让500kV输电线路获得良好的防雷效果，让电力系统运行的可靠性与平稳性得到保障。

参考文献：

[1]李春成.输电线路避雷器的应用及其安装分析[J].低碳世界,2017,(18):76-77.

[2]林杰欢,李少逸.输电线路避雷器的应用与研究[J].科技尚品,2016,(01):217.