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一、架空輸電線路雷電過電壓概述
架空輸電線路地處曠野，綿延數千千米，很容易遭受雷擊.雷擊是造成線路跳閘的主要原因.同時，雷擊線路形成的雷電過電壓波.沿線路傳播侵人變電所.也是危害變電所設備運行的重要因素。
根據過電壓形成的物理過程，雷電過電壓可以分為兩種。一是直擊雷過電壓。它是雷電直接擊中桿塔、避雷線或導線（見圖2. 1中①、②或③）引起的線路過電壓。二是感應雷過電壓。它是在雷擊線路附近大地，由于電磁感應在導線上產生的過電壓。運行經驗表明.直擊雷過電壓對電力系統的危害大，感應雷過電壓只對35 kV及其以下的線路有威脅。圖2.1 雷擊輸電線路部位示意圖
按照雷擊線路部位的不同，直擊雷過電壓又分為兩種情況.一種是雷擊線路桿塔或避雷線時，雷電流通過雷擊點阻抗使該點對地電位大大升高.當雷擊點與導線之間的電位差超過線路絕緣的沖擊放電電壓時，會對導線發生閃絡，使導線出現過電壓。因為這時桿塔或避雷線的電位(值)反而高于導線。故通常稱為反擊。另一種是雷電直接擊中導線(無避雷線時)或繞過避雷線(屏蔽失效)擊中導線.直接在導線上引起過電壓。后者通常稱為繞擊。
雷擊線路可能導致兩種破壞性后果。一是使線路發生短路接地故障。雷電過電壓的作用時間雖然很短(數十秒)，但導線對地(避雷線或桿塔)發生閃絡以后，工頻電壓將沿此閃絡通道繼續放電，進而發展成為工頻電弧接地。此時繼電保護裝置將會動作，使斷路器跳閘，影響線路正常送電。二是形成沿輸電線路侵人變電站的雷電波，在變電站內產生復雜的折反射過程，可能使電力設備承受很高的過電壓，以致設備絕緣破壞.造成停電事故。
輸電線路防雷性能的優劣，工程上主要用耐雷水平和雷擊跳閘率這兩個指標來衡盆。耐雷水平是指線路遭受雷擊時所能耐受的不致引起絕緣閃絡的大雷電流幅值(單位為kA).耐雷水平越高，線路的防雷性能越好.雷擊跳閘率是指在折算至年雷電日數為40的標準條件下.每百千米線路每年因雷擊引起的線路跳閘次數.單位為:次/百千米·年。需擊跳閘率是衡量線路防雷性能的綜合性指標。二、感應過電壓
在雷云對地放電過程中.放電通道周圍的空間電磁場將發生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線。由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來.這就是感應過電壓。感應過電壓包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。
雖然對于感應過電壓形成的物理解釋已經有了一個比較一致的認識，但由于難以得到雷電放電過程的原始數據等原因，感應過電壓有多種不同的計算方法，而且結果還差別較大。
由于感應過電壓對各相導線來說基本相同，所以不會發生相間閃絡。又由于感應過電壓是因電磁感應而產生的，其極性與雷云電荷.即與雷電流的極性正相反，因而絕大部分感應過電壓是正極性的，這一點與直擊雷過電壓不同。另外，感應過電壓的波形較直擊雷過電壓更平緩，波頭由幾秒至幾十秒，波尾則可達數百秒。避雷線由于對導線有屏蔽作用.因而能降低導線上的感應過電壓幅值。避雷線與導線間的藕合系數越大，導線上的感應過電壓就越低。
三、雷擊導線過電壓
無避雷線的線路，當雷閃放電過分靠近線路時，發生的就不是雷擊地面的感應過電壓，而是雷電直擊導線的過電壓。在我國110 kV及其以上線路一般都架
有避雷線.以免導線直接遭受雷擊，但由于各種偶然因素的影響.仍有可能發生避雷線屏蔽失效.雷電繞過避雷線而擊中導線的情況，通常稱繞擊.
繞擊發生的概率雖然很低，但一旦雷電擊中導線，導致線路跳閘的幾率將很高。四、雷擊塔頂過電壓
雷擊塔頂(包括雷擊塔頂附近的避雷線)時，桿塔電感與接地電阻的存在將使塔頂電位瞬時升高，其電位位甚至大大超過導線電位，引起絕緣子串閃絡，即反擊，造成線路跳閘，同時在線路上形成向線路兩側傳播的過電壓波.過電壓波侵人發電廠、變電站。
除上述二種雷電過電壓外，還有一種雷擊避雷線擋距中央時的過電壓.國內外大量的運行經驗表明，此時引起擋距中央避需線與導線空氣問隙發生閃絡是非常罕見的，故對這種雷電過電壓此處不再分析。
應當指出，上面的感應過電壓、雷擊導線過電壓、雷擊塔頂過電壓的計算公式都沒有考慮絕緣子串的運行電壓，亦即導線的運行電壓.對220 kV及其以下的線路來說，運行電壓所占比重不大，一般可以忽略。但在超高壓線路中，隨著電壓等級的提高，工作電壓不應再被忽略，有人建議至少應按照導線運行相電壓峰值的一半來考慮，且電壓極性與雷電流極性相反。因為任何時刻都至少有一相導線運行在與雷電流相反的極性下。如果按照統計法計算，則雷擊時的導線工作電壓瞬時值及其極性應作為一個隨機變來考慮。但這些還都沒有列入電力行業的相關規程中。
五、雷擊跳閘率
當雷閃放電造成線路產生雷電過電壓時，若雷電流超過相應情況下的耐雷水平，則導致線路絕緣發生閃絡。但雷電過電壓的持續時間極短，只有幾十秒、高壓開關還來不及跳閘.只有當沖擊閃絡后的閃絡通道發展成穩定的工頻電弧時才會導致線路跳閘。這些過程都有隨機性。因此工程中除耐雷水平外.還采用雷擊跳閘率作為一個綜合指標，來衡量線路防雷性能的優劣。我國電力行業標準DL/T 620 1997給出了一般上壤電阻率地區有避雷線線路的耐雷水平和雷擊跳閘率數值.見表2.
表2 架空輸電線路典型桿塔的耐雷水平及雷擊跳閘率
1、優點：電路簡單，采用復合對稱電路，共模、差模全保護，L、N可以隨便接。
2、缺點：壓敏電阻RV1短路失效后易引起火災。好在每個壓敏電阻上串聯一個工頻保險絲以防壓敏電阻短路起火。如果L、N線不可能接反，則可省去壓敏電阻RV2、RV3，將放電管G的上端直接接到N線上，構成“1+1”電路。
3、壓敏電阻的壓敏電壓值參照下表選取（選壓敏電壓高一點的更、耐用，故障率低，但殘壓略高）；根據通流容量要求選擇外形尺寸和封裝形式，或采用幾個壓敏電阻并聯（應挑選壓敏電壓相近的并聯，以延長使用壽命和確保）。
4、陶瓷氣體放電管的通流容量根據要求的通流容量選擇，直流擊穿電壓為470V～600V。當防雷器要求的通流容量≤3KA時，可以用玻璃放電管代替。
5、壓敏電阻和氣體放電管都必須按沖擊10次以上的降額值計算通流容量（壓敏電阻為一次沖擊通流容量的三分之一左右，氣體放電管為大通流容量的一半左右）
消費者在選購防雷器時往往了解不足，對防雷器存在多種誤區，造成選擇不當。選購防雷器有哪些注意事項呢?
點：防雷器外形和尺寸：
防雷器外形和尺寸與制造防雷器的閥片材料相關的。根據防雷器的使用環境，如果使用空間大不必可慮防雷器外形尺寸;如果使用在室內，那么要對防雷器的尺寸進行考慮：碳化硅防雷器SiC閥片，單位通流容量僅為ZnO閥片的1/4，在相同通流能力條件下，SiC閥片直徑較大，防雷器外徑也大;在相同額定電壓和殘壓條件下，碳浪涌保護器化硅防雷器高度比氧化鋅防雷器大。
第二點：防雷器性價比：
無間隙氧化鋅防雷器的閥片，長時間受到電網電壓作用，環境條件苛刻，在出廠時要對閥片進行嚴格檢驗。無間隙氧化鋅防雷器的閥片承受暫態過電壓的能力較弱，不能應用于3-35kv的電網中。對于間隙氧化鋅防雷器串聯使用，閥片長期作業不受損壞。
第三點：防雷器使用壽命：
使用環境、質量、耐用程度等等多方面因素都影響著防雷器的使用壽命。閥門的老化程度直接影響著防雷器的使用壽命。串聯間隙氧化鋅防雷器的間隙閥片耐久，無間隙氧化鋅防雷器的閥片次之，碳化硅防雷器閥片壽命短，時間一般為7-10年，如果使用條件苛刻的話使用壽命會大大縮短。串聯間隙氧化鋅防雷器的閥片綜合壽命高達20年以上。
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