兰华峰

（国网山西省电力公司运城供电公司，山西 运城 044000）

0 引言

近年来，因雷击引起的输电线路跳闸故障日益增多，直接影响到线路的安全、可靠运行。据统计，架空输电线路的跳闸故障近30%由雷电引起。由此可见，确保电网安全运行、降低输电线路的雷击跳闸率是目前急需解决的问题。在运城电网中，近20%的输电线路处于多雷区，每年都会发生雷击跳闸故障。前几年，雷击主要发生在中条山区域的山区线路，近几年地处丘陵和平原区域的线路也时有发生，雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的主要因素之一。

为减少输电线路的雷击故障，国网运城供电公司曾采取了多种综合防雷措施[1]，如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、加装阵列式消雷针、采用负角保护等，均取得了一定的成效。对于地处崇山峻岭及雷电密集地区等比较特殊的区域，由于降低杆塔接地电阻的难度较大，其防雷效果就受到了很大的限制。为更加有效地降低输电线路雷击故障率，国网运城供电公司在易受雷击的线路上安装了氧化锌避雷器，以此来防止雷击对输电线路的影响。

1 1 10 kV永大线安装避雷器的效果分析

110 kV永大线76号—95号杆塔跨越中条山山脉，在1978年7月至1998年9月期间，先后发生过14次雷击跳闸故障，平均每年发生0.7次。1999年8月，国网运城供电公司在该线路的76号—92号杆塔上加装了阵列式消雷针，但防雷效果不甚明显，在雷雨季节仍发生雷击跳闸故障，截止2004年7月，共发生过3次雷击跳闸故障，平均每年发生0.6次。110 kV永大线安装避雷器前的雷击跳闸情况见表1。

为提高110 kV永大线的防雷水平，减少雷击跳闸次数，国网运城供电公司参考往年的雷击数据，2005年5月13日，在易受雷击的2基耐张塔和3基直线塔上分别安装了2支YH10CX1-96/250型氧化锌避雷器。经过9个雷雨季节的运行，未发生过一起雷击跳闸故障。110 kV永大线安装避雷器后的计数器读数变化情况见表2。

从表2的计数器变化情况可以看出，每年都有雷电落在110 kV永大线的杆塔上，由于避雷器的分流作用，避免了雷击跳闸故障，线路的安全运行能得到保障，从而说明氧化锌避雷器具有一定的防雷作用。

表1 110 kV永大线安装避雷器前的雷击跳闸汇总表

表2 110 kV永大线安装避雷器前的雷击跳闸汇总表

2 氧化锌避雷器的防雷原理

氧化锌避雷器的主要作用是保护电气设备免受雷电侵入波过电压对设备造成的绝缘损坏[2]，即在架空输电线路或电气设备上人为地制造绝缘薄弱点（间隙装置）,因间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低，它利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使正常运行电压下的间隙处于隔离绝缘状态，流过避雷器的电流极小（μA或mA级），而当电气设备遭受雷击过电压时，间隙被击穿接地,电阻急剧下降处于导通状态，流过避雷器的电流可达数千安培，过电压的能量得以充分泄放，起到保护线路或设备绝缘的作用。

由于氧化锌避雷器的保护动作只泄放雷电流，雷电流泄放完毕后，立即恢复到再次动作的能力，故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击的保护能力，这对于多雷区输电线路的防雷保护尤为重要。

氧化锌避雷器按结构分为瓷外套和复合外套两大类，因复合外套氧化锌避雷器具有绝缘性能高、耐污秽性能强、防爆性能良好以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点，所以被输电线路广泛应用。

3 安装氧化锌避雷器的选点原则

架空输电线路安装氧化锌避雷器显然是一种有效的防雷方法，但由于其投资较大，而且还存在着长期运行可靠性和运行维护工作量等问题，为避免不必要的安装，真正发挥其防雷的作用，应结合以下的原则进行合理的选点。

a）根据本单位的雷击故障记录，选择易遭雷击和历年跳闸率高的输电线路杆塔。

b）选择山区接地电阻大、降阻难度大、同时又有遭受雷击可能的杆塔。

c）选择位于河流、水库等区域水汽较重容易产生雷云的杆塔。

d）选择地形特殊的杆塔，如山坡的迎风面，雷云易在此遭受山的阻挡而集结形成雷电的杆塔。

e）根据输电线路雷电定位系统的落雷地点和密集程度，选择可能遭受雷击的杆塔。

f）根据《山西电网“十二五”技术导则》的相关要求，对雷电活动强烈区、全高超过50 m的杆塔及孤立山头杆塔应装设线路避雷器，耐张塔外角侧应装设线路避雷器。

综合以上因素分析，运行单位应合理确定避雷器的最佳安装地点。

4 线路型氧化锌避雷器的安装及维护

线路型氧化锌避雷器有两种类型，即带串联间隙和无串联间隙两种，因运行方式不同和变电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。

线路型氧化锌避雷器的安装应注意以下几方面。

a）选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好在两侧相临杆塔上同时安装。

b）安装前核对避雷器的额定参数，测量串联间隙是否满足铭牌或安装说明书的要求。

c）避雷器应安装在被保护的绝缘子串附近，并与其保持适当距离，与接地体邻相导体，应满足绝缘距离的要求，安装时尽量不使避雷器受力。

d）避雷器本体单元和支撑放电间隙之间采用球头、碗头连接，吊上杆塔之前，应使两端球头、碗头安装到位。

e）避雷器的连接方式采用铰链支撑式（避雷器本体和支撑绝缘子以铰链方式串联，避雷器两端与杆塔、导线以铰链方式连接，避雷器呈倾斜状态），当导线发生较大风偏和舞动时，避雷器本体上端与横担连接处应活动灵活，避雷器本体下端与支撑间隙绝缘子铰链连接，以减小或避免支撑间隙绝缘子承受弯曲、扭转应力。

f）用提供的绝缘导线将计数器安装于避雷器单元侧面螺栓与杆塔之间，并及时记录下计数器所指示的动作次数数字，以此作为基准，供以后与定期的观测值作比较。

运行中线路型氧化锌避雷器的维护注意以下几方面。

a）结合线路停电机会，定期测量绝缘电阻，历年结果不应明显变化；同时对正常运行5 a的避雷器轮换抽检，进行泄漏电流测量试验。

b）雷雨季节安排运行人员检查并记录计数器的动作情况。

c）运行人员在巡视期间检查各连接点的连接情况，如有异常，及时安排检修人员进行处理。

5 结束语

目前，应用氧化锌避雷器的防雷措施已取得一定成效，根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求，结合线路防雷大修计划的批复情况，国网运城供电公司逐步对地处多雷区域线路的杆塔安装了避雷器，截止2014年7月底，已完成37条220 kV线路71基杆塔213支避雷器以及10条110 kV线路28基杆塔84支避雷器的安装工作。氧化锌避雷器防雷措施的实施，提高了线路的防雷水平，降低了雷击线路的几率，确保了国网运城供电公司的安全运行。

[1]王剑，张学鹏．输电线路防雷改进措施的研究[J]．华北电力技术，1998（10）：1-5.

[2]赵大智．高电压技术[M]．杭州：浙江大学出版社，1999：17-19.