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架空线路防雷方案

三、10KV架空线路防雷措施
(一)防雷装置的种类
目前,针对10kV架空配电线路的防雷产品有多种,有垂直双向穿刺型防弧金具、金属氧化物避雷器、单双极放电间隙、多腔室吹弧保护器、架空避雷线等[1]。大部分10kV架空配电线路防雷装置的安装无需采用额外接地的措施以增强防雷效果,这是由于当10kV架空配电线路遭受雷击时,防雷装置将变为导通元件以实现对于10kV架空配电线路的保护。当防雷装置导通后,10kV架空配电线路所承受的电压主要为防雷装置两端的残存电压,从而可以最大限度的实现对于10kV架空配电线路的保护。
1、氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级),当过电压作用时电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。但氧化锌避雷器存在外部绝缘污闪,氧化锌阀片老化,阀值下降等问题,需要定期维护或更换。
2、放电间隙
在靠近线路绝缘薄弱点位置导线和接地端分别安装放电间隙两极,两者形成一个空气间隙。当在架空线路上传输的雷电过电压超过一定数值时,空气间隙被超高电压击穿,在防雷装置的高压端和接地端之间引起闪络,形成短路通道,接续的工频电弧便在燃弧臂上燃烧,并将电压能量从导线上转移,由于雷电波的波头时间很短,雷电流波头过后,空气间隙放电会在工频电流过零点时自动熄灭。但其依靠的是自然灭弧,不能确保在线路保护动作前将电弧熄灭,不能保证线路不跳闸。
3、多腔室吹弧式保护器
雷击产生的过电压在导线和多腔室线路保护器之间产生一个大电弧,之后转化成大量小电弧,并由两个相邻电极之间的小灭弧室排出。在电弧释放过程中产生的高压气体将小电弧吹至周围空气中,从而把电弧熄灭,最大灭弧时间可少于10毫秒。其有释放能力强,保护范围广,免维护、预期运行寿命长的特点。
4、架空避雷线
避雷线又称架空地线,架设在杆塔顶部的金属导线,并接地良好,它能有效地将雷电的放电引入大地。架空避雷线在10kV架空配电线路的防雷保护中有所使用,可以使得10kV架空绝缘线路的抗雷击效果增强,能够使得架空绝缘线在遭受到雷击时不被雷击所损坏,具有投资小、安装简易、无需维护等的特点,与避雷针特点相似。避雷线还有电磁屏蔽作用,当线路附近雷云对地面放电时,可以降低在导线上引起的雷电感应过电压但是。避雷线的应用需要从10kV架空配电线路的周边环境入手进行充分、合理的考虑,确保防雷的有效性。
(二)防雷装置的选择
安装防雷装置的过程中,一般都是安装于10kV架空配电线路绝缘子的负荷侧,对于双向供电或是环网供电的架空绝缘线路则将防雷装置安装于供电方式的负荷侧 [2]10kV架空配电线路防雷装置的安装位置应当安装在距离被保护的线路绝缘子附近并将防雷装置安装于10kV架空配电线路导线的正下方。可以通过在10kV架空配电线路的全线线路上的每根杆塔上都安装防雷装置来提高10kV架空配电线路的防雷水平,确保10kV架空配电线路中的绝缘子不被闪络击穿。
防雷装置的选择,除了要结合区域的网架结构,设备特点等因素外,还要结合当地雷害发生的特点,对线路以及设备的破坏情况等进行选型,还需要考虑经济性与经济效益,防雷装置的安装难度、使用寿命,防雷装置的保护范围及引起的线路跳闸情况等进行选择。氧化锌避雷器目前是性能比较稳定,性价比较高的防雷装置,适合安装的主设备如配变、开关、电缆终端等位置,起到较好的作用,但其也有保护范围小、自身故障等局限性和缺点。多腔室吹弧式保护器保护的范围比较大,而且寿命长,灭弧能力高,能在线路保护动作前释放雷电能量,但其价格较高,适宜安装在雷害频发地区。放电间隙的安装适宜沿线多杆安装,能起到大面积、长距离保护的作用,但其释放雷电能量的方式是通过击穿空气实现,在保护动作前不一定能完成,仍然会引起线路跳闸,但能降低线路和设备受雷击损坏的机会。

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