线路避雷器的保护范围及影响因素

线路避雷器的保护范围及影响因素

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（国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司辽宁丹东118000）

摘要：文章以国家规程中的简化法确定保护范围为基础，根据实际运行中的配值，带入避雷器及其保护设备的具体参数，计算推导线路避雷器的保护范围以及影响因素，进而得出相应理论数值及结论供大家参考。

关键词：线路；避雷器；保护范围；影响因素

引言

避雷器被广泛应用于电力、冶金、石油、化工等大规模用电系统行业中。在设计避雷器配置过程中，诸如避雷器的额定运行电压、雷电冲击残压、方波通流、标称放电电流等己是大家较为熟悉的参数。在避雷器安装密度方面，也多以隔杆投放的排列方式为主，对于雷电频繁地区则以加密避雷器的方法予以解决，即为每杆一组避雷器的排列方式。可是当我们讨论到避雷器的具体保护范围以及隔杆投放的合理性时，则无法对其给出相对精确的解释，只能根据经验而论。

1线路避雷器保护范围的计算方法

对于线路避雷器保护范围的计算方法，国标GB11032一2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》中并没有针对此项的规定，其标准主要是以避雷器本身特性为基础，进而规范行业内相对应的检测及实验。而对于避雷器保护范围的计算方法，目前仅有国家机械行业标准JB/T5894一1991《交流无间隙金属氧化物避雷器一使用导则》附录B中有所规定。但是就标准内容而言，其中公式BI中的距离系数DF、公式BZ中的常数K以及公式B4中的安全系数SF，均没有给出明确的取值或取值范围参考表，仅给出模糊因素（具体内容见该标准19页一20页）。进而使得避雷器保护范围的理论计算值出现了较大的选择区间，方案设计的合理性也会因此出现较大的偏差，从而影响输电线路安全运行。

2线路避雷器保护范围的取值

通过上述依据我们可知，国家标准中对于避雷器保护范围的具体计算方法仍然存在一些不确定因素，因此，下面我们将针对这些界限模糊的常数作进一步的推导计算，尽可能的缩小其范围，从而提高实际设计中理论推导计算的精准度。根据国家电力行业标准DL/T620一1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第十章，表19电压范围I电气设备选用的耐受电压中，设备雷电冲击耐受电压项目下可以查到变压器的雷电耐受电压为60kV。根据国家标准GB11032一2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》附录J，表J.10典型的线路避雷器参数中可查到10kV线路避雷器雷电冲击电流残压为50kV。根据国家标准GB50061一2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》第五章，表5.24导线或地线平均运行张力上限及防振措施中，档距和环境状况项目下可查到66kV及以下长距离输电线路平均挡距一般在120一500m之间，平均杆塔安全高度在4.5一5.5m之间。根据避雷器安装经验可知al+a2的长度可近似等于杆塔平均高度。因此，这里通过折中考虑的方法我们可以保守估计避雷器与被保护设备或线路之间的连接线平均有效长度约在315m左右。进而整理后带入上述逻辑关系中，可进一步缩小常数K的平均取值范围，通过计算可得出K二0.032。最后，将上述常数K带入公式B6可推算出10kv线路避雷器保护范围此计算结果略小于我们之前计算时所带入的避雷器与被保护设备或线路之间的连接线平均有效长度315m。因此，通过上述一系列推导我们可知，10kV系统常规型号线路避雷器，在设计使用过程中采用隔杆投放的方式是存在一定风险的，即输电线路挡距大于312.5m时避雷器会出现保护死角。在环境恶劣、雷电活动频繁等特殊地区需予以重视，尽量不采用隔杆投放的设计方式，或更换高性能特殊型号避雷器加强保护。

3线路避雷器自身性能对其保护范围的影响

根据上述推导结论我们可知，10kV系统所用的常规型号线路避雷器（如图1），在设计时采用隔杆投放的排列方式是无法对挡距大于312.5m的输电线路实现无死角保护的。想要彻底解决该问题，可以从两方面着手：①加密避雷器的方法，采用每杆投放的排列方式；②提高避雷器性能的方法，采用保护范围较大的避雷器。每杆投放避雷器对于设计而言固然操作简单，但在实际应用上无法给线路保护带来更大的提高，并且随着安装避雷器数量成倍增加，设备成本、施工费用以及工期也随之提高。相比之下采用高性能避雷器则是更优的设计理念，目前国内所生产的高性能低残压避雷器在雷电过电压保护方面提高的同时亦增大了对输电线路的保护范围。下面我们以10kv系统，YH5wS一17/4lD型低残压避雷器为例具体说明根据避雷器型号参数我们可知，避雷器雷电冲击电流残压为4kIV。所以低残压避雷器的保护范围是常规避雷器的1.9倍，因此，在设计安装时采用每隔2杆投放一组低残压避雷器的方式（避雷器与被保护设备或线路之间的连接线平均有效长度小于等于395.8m时）或采用每隔3杆投放一组的方式（避雷器与线路之间的连接线平均有效长度小于等于296.8m时，即可实现对输电线路无死角的保护。不但提高了对线路雷电过电压的保护性能，还增大了对线路的有效保护距离，从而达到线路保护全面提高的目的。在雷击频发地区更应予以设计采用。

结束语

最终的结论如下：①对于常规型号线路避雷器而言，通常在设计中所使用的隔杆投放方式是存在一定风险的，对于雷电活动频繁的地区容易发生由雷电流释放不及时所导致的输电线路损坏、停电等事故；②采用加密避雷器的方法在普遍地区是十分有效的，但因为其工程量相对较大，成本亦较高，新建项目不推荐使用；③采用性能较高的低残压避雷器可以增大对输电线路的保护范围，提高线路运行的可靠性。常规情况下，每隔2一3杆投放一组即可达到线路的无死角保护；④国家标准中规定的避雷器设计原则是针对普遍性问题的。如果按照特殊的雷电易击段或雷电活动频繁的区域统一制定标准，势必造成经济上的浪费。仅从这点出发考虑，国家标准中的避雷器参数选择是相对合理的。

参考文献：

[1]李美丽，王楠.线路避雷器的保护范围及影响因素[J].2016.123.236.

[2]海丽娜.线路避雷器的保护范围及影响因素[J].2.015.258.269.