北极星输配电⽹讯: 1 线路避雷器的原理
1.1 定义
线路型避雷器主要⽤于交流输变电线路，是为了限制线路雷电过电压，提⾼线路耐雷⽔平，是降低系统因雷击故障引起的跳闸率专门设计的⼀种悬挂安装于输电杆塔上的避雷器。现在交流输电线路主要采⽤⽤复合外套⾦属氧化物避雷器。 复合外套⾦属氧化物避雷器为并联连接在线路绝缘⼦的两端，⽤于限制线路上的雷电过电压及(或)操作过电压之⽤的复合外套⾦属氧化物避雷器(以下简称线路避雷器)。⾦属氧化物避雷器(压敏避雷器)是以氧化锌(ZnO)基压敏电阻(⾮线性电阻)组成的。
1.2 分类
线路避雷器的分类如下避雷器分类图所⽰。从间隙特征上讲，线路避雷器⼤体上分为⽆间隙和有间隙避雷器两⼤类，有间隙避雷器⼜有外串间隙和内间隙之分，由于产品制造和运⾏⽅⾯的综合原因，内间隙避雷器在线路上⼏乎不⽤，因此有间隙线路避雷器通常是指外串联间隙避雷器。有间隙线路避雷器作为主流的线路避雷器，⼜有两种主要形式，即纯空⽓间隙避雷器和绝缘⼦⽀撑间隙避雷器，如下图所⽰。 图带绝缘⽀撑件间隙线路避雷器
电锅炉制造图不带绝缘⽀撑件纯空⽓间隙线路避雷器
图带脱离器的⽆间隙线路避雷器
⽆间隙线路避雷器主要⽤于限制雷电过电压及操作过电压；带外串联间隙线路避雷器由复合外套⾦属氧化物避雷器本体和串联间隙两部分构成，主要⽤于限制雷电过电压及(或)部分操作过电压。近⼗⼏年来，国内外采⽤带外串联间隙⾦属氧化物避雷器，⼤⼤提⾼了⾦属氧化物避雷器承受电⽹电压的能⼒，⼜具有更好的保护⽔平，因此EGLA(带外串间隙线路避雷器)是应⽤最⼴泛的线路避雷器，其基本构成如下图所⽰。
图带串联间隙⾦属氧化物避雷器的基本构成
我国在20世纪90年代开发出了带脱离器的⽆间隙避雷器，35～500kV线路型避雷器均有多年应⽤经验，最长运⾏时间已有⼗多年之久，取得了良好的防雷效果。但是鉴于对安装于交通不便的野外特别是⼭区等，⽆间隙避雷器的维护是⼀个普遍的问题。另外，由于⽬前国内绝⼤多数脱离器的性能、质量和可靠性不好，屡次发⽣避雷器还是完好的脱离器却动作了，或者避雷器已损坏了但脱离器仍未动作的现象。鉴于这些原因，近些年的线路避雷器的安装应⽤普遍集中于有串联间隙避雷器上。
另外，线路避雷器按外套材料可分为瓷外套线路避雷器和合成外套线路避雷器；按电压等级⼜分为配电线路避雷器和输电线路避雷器；按功能⼜分为主要⽤于限制雷电过电压的线路避雷器和主要⽤于限制操作过电压的线路避雷器或兼有限制雷电过电压及操作过电压的线路避雷器。
1.3 ⾮线性特性
氧化锌避雷器的特性主要是由材料的⾮线性特性决定。
释放器氧化锌元件的⾮线性特性主要是由晶界层形成的，在低电场强度下其电阻率为1010~1011W˙m，⽽当电场强度达到106~107V/m时，其电阻率骤然下降进⼊低电阻状态。
2 线路避雷器的作⽤
煤炭水分2.1 避雷器的基本功能
避雷器应具有以下四种机能：
1)抑制过电压的机能;
2)冲击电流的通流机能;
3)从瞬时接地状态下⾃我恢复性能(续流遮断性能);
4)不发⽣不必要的动作。
避雷器的动作原理图钢结构运输
2.2 线路避雷器的保护范围
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分两种情况来研究。
1)#3杆塔(已装设避雷器)顶部遭受雷击后，相邻杆塔是否有闪络风险。
2)雷击点在#3和相邻杆塔(未装避雷器)之间的地线上，相邻杆塔是否存在闪络风险。
当雷击点在装设避雷器的#3塔和相邻杆塔之间的地线上时，从下表列出了邻塔发⽣闪络的反击闪络电流的变化。
可以看出：随着落雷点离临塔越近，邻塔反击闪络电流降低，说明本塔装有线路型避雷器对于相邻塔的雷击保护作⽤不明显，因此可以说本塔装有避雷器并不能保护相邻塔。
2.3 线路避雷器的安装相别
1)110kV线路宜在三相均安装避雷器。
2)220kV线路接地电阻⼤于10Ω，或运⾏经验证明反击故障为主的线路(段)宜在三相均安装避雷器；否则，单回路可仅在两边相安装，同塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。
3)500kV线路在接地电阻不满⾜设计要求时，应三相全部安装。否则，单回路可仅在两边相安装，同塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。
2.4 其他
1)对于接地电阻很难降低的杆塔，可考虑加装三相线路避雷器。对于220kV线路，安装线路避雷器后，接地电阻要求满⾜20Ω以下即可。
2)安装线路避雷器的杆塔，可不须安装负⾓保护针。
3 线路避雷器的性能要求
3.1 机械性能
悬挂式安装时，应进⾏拉伸负荷试验：型式和抽样试验取避雷器⾃重的15倍，耐受60s不损坏。试验前后避雷器本体局放变化不⼤于10pC，局放量不⼤于10pC，直流参考电压变化不⼤于5%。 ⾮悬挂式安装时，应进⾏抗弯负荷试验
注：线路避雷器本体在型式试验时，不是设计⽤于扭转负荷的，如果要受到扭转负荷，经供需双⽅同意，需要进⾏专门的试验。
3.2 避雷器放电电压性能要求
对避雷器应进⾏雷电冲击50%放电电压试验和⼯频耐受电压试验，其试验值应与线路绝缘⽔平相配合，以保证避雷器在雷电过电压下放电，⽽在⼯频过电压下不放电。典型推荐值见下表。
3.3 避雷器冲击伏秒特性
避雷器的冲击伏秒特性曲线应⽐被保护的绝缘⼦串的伏秒特性曲线⾄少低10%。
3.4 避雷器本体的局部放电
不应⼤于10pC。
3.5 避雷器本体的残压
3.6 电流冲击耐受
避雷器本体应通过2ms⽅波电流耐受试验、⼤电流冲击耐受试验以及⼤电流冲击负载试验。试验值如下表：
3.7 额定电压、标称放电电流
110kV、220kV和500kV线路避雷器的额定电压分别建议选择102kV、192kV和396kV;110kV、220kV标称放电电流建议选择10kA，500kV选择10kA或20kA。
1)避雷器额定电压是施加到避雷器端⼦间的最⼤运⾏⼯频电压有效值，选择避雷器额定电压时，仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂时过电压。
2)⾏标对避雷器额定电压值如下表：
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