閥式避雷器是用來保護(hù)發(fā)、變電設(shè)備的主要元件。在有較高幅值的雷電波侵入被保護(hù)裝置時(shí)，避雷器中的間隙首先放電，限制了電氣設(shè)備上的過電壓幅值。在泄放雷電流的過程中，由于碳化硅閥片的非線性電阻值大大減小，又使避雷器上的殘壓限制在設(shè)備絕緣水平下。雷電波過后，放電間隙恢復(fù)碳化硅閥片非線性電阻值又大大增加，自動(dòng)地將工頻電流切斷，保護(hù)了電氣設(shè)備。
在正常電壓下，非線性電阻阻值很大，而在過電壓時(shí)，其阻值又很小，避雷器正是利用非線性電阻這一特性而防雷的：在雷電波侵入時(shí)，由于電壓很高（即發(fā)生過電壓），間隙被擊穿，而非線性電阻阻值很小，雷電流便迅速進(jìn)入大地，從而防止雷電波的侵入。當(dāng)過電壓消失之后，非線性電阻阻值很大，間隙又恢復(fù)為斷路狀態(tài)。隨時(shí)準(zhǔn)備阻止雷電波的入侵。
閥型避雷器的安裝:
1．閥型避雷器安裝位置距被保護(hù)設(shè)備的距離應(yīng)盡量靠近。避雷器與10千伏變壓器的最大電氣距離：雷雨季節(jié)經(jīng)常運(yùn)行的單路進(jìn)線應(yīng)小于15米，雙路進(jìn)線小于23米，三路進(jìn)線小于27米，若大于上述距離時(shí)應(yīng)在母線上設(shè)閥型避雷器。
2．避雷器應(yīng)垂直安裝，不得傾斜，引線要連接牢固，避雷器上接線端子不得受力。
3．為防止其正常運(yùn)行和雷擊后發(fā)生故障，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，避雷器安裝位置要處于跌開式熔斷器保護(hù)范圍之內(nèi)。
4．閥型避雷器的引線截面不應(yīng)小于：銅線16平方毫米；鋁線25平方毫米。接地引下線與被保護(hù)設(shè)備的金屬外殼應(yīng)可靠與接地網(wǎng)連接，其接地電阻不大于5Ω。
閥型避雷器的故障處理:
閥型避雷器在運(yùn)行中常發(fā)生異?，F(xiàn)象和故障，應(yīng)對(duì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析判斷，并及時(shí)采取措施進(jìn)行故障處理。
1．天氣正常而發(fā)現(xiàn)避雷器
瓷套有裂紋，應(yīng)立即停止運(yùn)行，即將故障相避雷器退出運(yùn)行，更換合格的避雷器。雷雨中發(fā)現(xiàn)瓷套有裂紋，應(yīng)維持其運(yùn)行，待雷雨過后再進(jìn)行處理。若因避雷器瓷套裂紋而造成閃絡(luò)，但未引起系統(tǒng)接地時(shí)，在可能條件下應(yīng)將故障相避雷器停用。
2．避雷器內(nèi)部異常或套管炸裂。這種現(xiàn)象可能會(huì)引起系統(tǒng)接地故障，處理時(shí)，人員不得靠近避雷器，可用或人工接地轉(zhuǎn)移的方法，斷開故障避雷器。
3．避雷器在運(yùn)行中突然爆炸。這種情況下，若尚未造成系統(tǒng)永久性接地，可在雷雨過后，拉開故障相的隔離開關(guān)將避雷器停用，并及時(shí)更換合格的避雷器。若燒炸后已引起系統(tǒng)永久性接地，則禁止使用操作隔離開關(guān)來停用故障的避雷器。
4．避雷器動(dòng)作指示器內(nèi)部燒黑或燒毀，接地引下線連接點(diǎn)燒斷，避雷器閥片電阻失效，火花間隙滅弧特性變壞，工頻續(xù)流增大，若有以上這些異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)對(duì)避雷器作電氣試驗(yàn)或解體檢查。
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浪涌和避雷器有什么區(qū)別？
浪涌保護(hù)器和避雷器不是一回事。浪涌保護(hù)器，主要是防止感應(yīng)雷的，避雷器的范圍比這個(gè)更廣一些，包括直擊雷或非直擊雷的防護(hù)。
雖然二者都有防止過電壓，特別是防止雷電過電壓的功能，但在應(yīng)用上還是有許多區(qū)別的。
1、避雷器有多個(gè)電壓等級(jí)，從0.38KV低壓到500KV特高壓均有，而浪涌保護(hù)器一般只有低壓產(chǎn)品；
2、避雷器多安裝在一次系統(tǒng)上，防止雷電波的直接侵入，而浪涌保護(hù)器大多安裝在二次系統(tǒng)上，是在避雷器消除了雷電波的直接侵入后，或避雷器沒有將雷電波消除干凈時(shí)的補(bǔ)充措施；
3、避雷器是保護(hù)電氣設(shè)備的，而浪涌保護(hù)器大多是為保護(hù)電子儀器或儀表的；
4、避雷器由于接于電氣一次系統(tǒng)上，要有足夠的外絕緣性能，外觀尺寸比較大，而浪涌保護(hù)器由于接于低壓，尺寸制作的可以很小。
1. 前言
目前，在我國(guó)隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)用電質(zhì)量需求的不斷提高，對(duì)輸電線路供電可靠性的要求也越來越高。近幾年來，由于環(huán)境條件的不斷劣化雷擊引起的輸電線路掉閘故障也日益增多，不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行，而且極大的影響了日常的生產(chǎn)、生活。從山東省來看，淄博屬于多雷區(qū)，每年都發(fā)生雷擊線路掉閘故障。前些年，主要集中在南部山區(qū)線路，近幾年有向北部平原轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，雷擊已成為影響輸電線路安全可靠運(yùn)行的*主要因素。
為了養(yǎng)活輸電線路的雷擊故障，近年來我們采取了各種綜合防雷措施，如降低桿塔接地電阻，提高線路絕緣水平，采用負(fù)角保護(hù)、架設(shè)耦合地線等。取得了一定的效果，但對(duì)于分布在高土壤電阻率的部分線路，降低桿塔接地電阻難度較大，對(duì)于防治繞擊雷對(duì)線路造成的故障仍沒有好的對(duì)策。
變電站設(shè)備采用避雷器防雷眾所周知，目前國(guó)外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器，用于輸電線路的防雷，取得了很好的效果。從97年開始淄博局開始與電力部中能公司合作，使用該公司生產(chǎn)的線路避雷器，并分別在35kV、110kV線路上運(yùn)行，經(jīng)過兩個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn)取得了明顯的效果。
2. 線路避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另有一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地中，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻的特性，一般用沖擊接地電阻來表征。
雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值為：Ut=iR地+ L· di/dt
i為雷電流，R地為沖擊接地電阻，后面一頂為暫態(tài)分量。當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即：Ut- UI > U50，如果考慮線路工頻電壓幅值勤UM 的影響，則上式應(yīng)為Ut - UI+UM > U50。因此線路的耐雷水平與三個(gè)重要因素有關(guān)，即線路絕緣子的50%放電電壓，雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān)，不加裝避雷器時(shí)，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝避雷器以后，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超過一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用，將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高，使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，因此線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。避雷器動(dòng)作時(shí)塔頂電位和導(dǎo)線電位變化波形見圖1
以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法，在平原地帶相對(duì)較容易，對(duì)于山區(qū)的桿塔，則往往在四個(gè)塔角的部位采用較長(zhǎng)的輻射地線或打深井加降阻劑，以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率，在工頻狀態(tài)下接地電阻會(huì)有所下降。但遭受雷擊時(shí)，因接地線過長(zhǎng)會(huì)有較大的附加電感值，雷電過電壓的暫態(tài)分量Ldi/dt會(huì)加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡(luò)，反而使線路的耐雷水平下降。因?yàn)榫€路避雷器具有鉗位作用，對(duì)接地電阻要求不太嚴(yán)格，對(duì)山區(qū)的線路防雷比較容易實(shí)現(xiàn)，加裝避雷器前后線路的耐雷水平與桿塔沖擊接地電阻的關(guān)系見圖2，從圖中不難發(fā)現(xiàn)加裝線路避雷器對(duì)防雷效果是十分明顯的。
3. 淄博電業(yè)局線路避雷器使用及動(dòng)作情況設(shè)計(jì)
淄博局管轄的110kV龍博1線和35kV南黑線、炭謝線位于丘陵和山地，多年來經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘故障，據(jù)統(tǒng)計(jì)：110kV龍博1線在89年、90年、93年、96年發(fā)生五次雷擊跳閘，35kV南黑線,和35kV
炭謝線分別在94年、95年、96年、97年各發(fā)生6次雷擊掉閘，雖然采取了各種措施，效果均不明顯。97年在易遭雷擊的110kV龍博1線#62、#63、#64和35kV南黑線#87、#90、#90，35kV炭謝線#51分別裝設(shè)了七組共20只線路型氧化鋅避雷器，安裝方式是在龍博1線和南黑線各懸掛三組9只線路避雷器，在炭謝線#51上相和下相各懸掛1只(該桿不久前遭雷擊)，經(jīng)過兩個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn)，線路未發(fā)生故障及掉閘事故，避雷器動(dòng)作情況如表1：
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4.避雷器的選型及安裝維護(hù)
線路避雷器有兩種類型，即帶串聯(lián)間隙和無串聯(lián)間隙兩種，因運(yùn)行方式不同和電站避雷器相比在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有所區(qū)別。
線路避雷器安裝時(shí)應(yīng)注意：(1)選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔，*好在兩側(cè)相臨桿塔上同時(shí)安裝。(2)垂直排列的線路可只裝上下兩相。(3)安裝時(shí)盡量不使避雷器收力，并注意保持足夠的安全距離。(4)避雷器應(yīng)順桿塔單獨(dú)敷設(shè)接地線，其截面不小于25平方毫米，盡量減小接地電阻的影響。
投運(yùn)后進(jìn)行必要的維護(hù)，(1)結(jié)合停電定期測(cè)量絕緣電阻，歷年結(jié)果不應(yīng)明顯變化。(2)檢查并記錄計(jì)算器的動(dòng)作情況。(3)對(duì)其緊固件進(jìn)行較緊，防止松動(dòng)。(4)五內(nèi)拆回，進(jìn)行一次直流1mA參考電壓及75%參考電壓下泄露電流測(cè)量。
5結(jié)束語
淄博局嘗試應(yīng)用線路氧化鋅避雷器防止線路雷害故障取得了初步效果，裝設(shè)線路避雷器的桿段均未發(fā)生雷擊掉閘，在此基礎(chǔ)上，山東省局今年撥專款用于220kV線路，在我局作為試點(diǎn)，已經(jīng)一步探討積累應(yīng)用線路避雷器進(jìn)行防雷工作的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，便于今后在全省推廣應(yīng)用。
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