[實用新型]全覆蓋型架空輸電線防雷裝置

有效

• 申請號: 201420173720.3
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN203826907U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 沈瀾;萬剛;魏文偉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網四川省電力公司內江供電公司
• 主分類號: H02G13/00
• 分類號: H02G13/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本實用新型涉及防雷擊裝置，特別是電力架空輸電線的改進、全覆蓋型避雷裝置。

背景技術

雷云放電在電力系統中引起雷擊過電壓，或稱大氣過電壓。

架空線路中常見的過電壓有兩種：第一種是雷擊發生在架空線附近，通過電磁感應在輸電線上的過電壓；第二種是雷電直接擊打在導線上產生的過電壓。具體情況有三種：

1、雷擊桿塔頂部；2、雷擊避雷線空間部分；3、繞過避雷線擊于導線。

雷擊故障按性質又分為兩種：

1）、可恢復：雷擊閃絡發生后，由于空氣絕緣強度恢復，重合閘投入成功；

2)、永久性：因絕緣子脫落、導線斷裂等嚴重故障發生，重合閘投入失敗。

雷電打擊會給電力設施帶來不同形式的損傷和破壞，如下：

雷擊造成過電壓，都可能對絕緣子、輸電線造成損傷，故一般會引起重合閘保護動作。

雷擊會引起絕緣子閃絡放電，對瓷質表面造成燒傷脫落；對玻璃絕緣子造成網狀裂紋；對鐵件造成熔化痕跡等，都將使絕緣強度大幅降低。

雷電擊打在輸電線或避雷線上，可能會引起斷股甚至斷裂，使輸電工作無法進行。

雷電擊打在通過內部鐵芯接地的水泥桿塔上時，強烈的雷電流有可能引起桿體爆裂，造成主網跳閘等。

以上損傷，可能造成保護動作，報警或跳閘停運，所以，危害非常大。

雷電是影響輸電線安全的重要因素，長期以來占據線路故障跳閘的首位。雷電是大氣活動的自然過程，迄今還不可控制。但我們可以通過對常發事故進行分析，尋找雷擊規律，加強防范，這是可以做到的。易遭雷擊破壞重點記錄如下：

1）、處于高山峻嶺的半山區或峰頂的桿塔；

2）、處于水塘、水庫附近的輸電線路；

3）、大跨越桿塔，如跨越800米以上的山嶺或江河湖泊的桿塔；

4）、安裝在接地電阻高的桿塔，如巖石塔基及輸電線等。

避雷線對于輸電線路的保護是最有效和最基本的措施，避雷線能防止雷電直擊導線，同時還具有分流作用，用來減少流經塔桿的雷擊電流。

圖1-A、圖1-B是常見的兩種高壓輸電線與鐵塔型結構，其中圖1-A是貓頭鷹式，輸電線為三角形排列，圖1-B是羊角形式，輸電線為水平排列。圖1-A、圖1-B中序號標記相同，1是鐵塔，2是輸電線，3是絕緣瓷瓶，4是避雷線。

以原220kV輸電線為例，對該電壓等級現普遍采用雙避雷線，在每基桿處接地，如圖1-A、圖1-B右上角，避雷線對導線保護角α小于等于25°。

220kV輸電線兩根等高避雷線的保護范圍如圖2所示。

避雷線環形保護角范圍用下面公式確定：

rx＝ha＝（h-hg）p

圖2及式中標記：h是避雷線高度，ha是地線到輸電線距離，hg是導線對地高度，D為兩根避雷線間的水平距離，α是避雷線保護角，P為高度修正系數。

架空輸電線上，避雷線的保護范圍請見圖1-B、圖2，用保護角α來表示。保護角是避雷線的鉛垂線與避雷線和邊導線的夾角。顯然，理論上，當α越小，雷擊導線的概率就越低，避雷線對導線的屏蔽保護也就越充分可靠。但是，實際中，α太小，輸電線隨風擺動時會脫離避雷線的保護范圍。

我們現舉實例說明：圖2中，在220kV輸電線中按常規布局，桿塔高h約20米左右，兩根避雷線間距離D是5米，避雷線與輸電線的距離ha取5米，相鄰兩輸電線間距離是4.5―5米，保護角取25°，經tgα正切值查證為0.4663，由此可以計算出輸電線可偏移外支距離x的長度為：

x＝tgα·ha＝0.4663х5＝2.33（米）；

因為線間距、地線導線距、保護角等都相應有規定約束，故此x數值的計算式和計算結果則有特殊意義，它使在設計安裝時有參考和遵守依據。否則，在工作中很容易馬虎忽略，而一旦超出此數據，即偏移、支出過多，便在避雷線保護角外了，將會加重雷擊過電壓，增加跳閘次數等，所以，實施中需充分注意。

圖2中，左避雷線位于左輸電線的右上方，右避雷線位于右輸電線的左上方。

現有的避雷方式仍然存在缺陷，如尺寸配合不當等，依然不能滿足防雷需要。

圖3是圖2的A、B、C三相完整補充圖。從圖3中可以看到幾點：

1、A相C相在25°避雷線保護角內，而B相雖然在避雷線交叉掩蓋下，但嚴格觀察，它卻在保護角外；

2、在高山峻嶺和江河湖泊，電力桿塔往往跨度大，輸電線弧垂重，隨風吹擺度最大，導線平時在保護角內，但在強風吹刮下完全可能超出保護范圍；