避雷線(lightning wire),又稱架空地線。架設在架空電力線路導線上方并予以接地的金屬架空線。用以承受直接雷擊并將雷電流通過接地引線或金屬桿塔本身引入大地,避免架空導線直接遭受雷擊,從而提高架空線路耐雷水平。它是超高壓架空線路的重要防雷保護裝置。通常用鍍鋅鋼絞線作進雷線。當利用避雷線作載波通道時,為減小高頻衰耗,也有用鋁包鋼絞線的。此外,為減少潛供電流,降低工頻過電壓和改善對通信、信號線的干擾,避雷線也可用鋼芯鋁絞線或鋼芯鋁合金絞線等良導體制成。
原理
雷電是客觀的自然現象,是無法防止的。避雷線實際上叫做引雷線可能更合理。避雷線是約定俗成的稱呼。它的工作原理和避雷針是一樣的,它是架設在通信線路上方的金屬導線,并接地良好。又稱它為架空地線。它能有效地將雷電的放電引入大地。如圖顯示了單根避雷線的保護范圍。
當通信線纜著雷時,可能打在線纜上,也可能打在電桿上。雷擊線纜時,在線纜上將產生遠高于線路電壓的所謂“過電壓”。而避雷線可以保護住通信線纜,使雷盡量落在避雷線上,并通過電桿上的金屬部分和埋設在地下的接地裝置,使雷電流流入大地。
分類
獨立避雷針
獨立避雷針與電氣設備的帶電部分,電氣設備的外殼,構架和建筑物的接地部分之間的空間距離不小于5m,其接地裝置與被保護物的接地體之間的地中距離不小于3m,以防止避雷針落雷時造成對被保護物放電或被保護物接地裝置放電而引起反擊。獨立避雷針的接地裝置一般是獨立的(即不與被保護物的接地體相連),其工頻接地電阻不應大于10Ω。當不能滿足要求時,其接地裝置可與主接地網相連接,但應保證其與主接地網的連接點和35kV及以下設備的接地線入地點之間的沿接地體的長度不小于15m,以避免避雷針上落雷時引起主接地網電勢升高太多而造成反擊。獨立避雷針不應設在人經常通行的地方,應距道路不小于3m。
構架避雷針
對于土壤電阻率小于1000Ω·m地區的110kV及以上的配電裝置,為降低造價并簡化布置,亦可將避雷針裝設在配電裝置的構架上,成為構架避雷針,其接地除了利用主接地網外,還應在其附近裝設集中接地裝置。
在變壓器的門型構架上不得裝設避雷針(線),而且任何避雷針(線)的接地引下線入地點到變壓器接地線入地點沿接地體的長度不應小于15m,以防止變壓器低壓繞組的絕緣遭到反擊而損壞。
安裝
在易于遭受雷擊的地點以及修復比較困難的通信電桿上,安裝避雷線能夠起到較好的雷電防護作用。避雷線一般都是鐵線制成的,通過卡釘固定在電桿上,避雷線的下部埋在土壤中。這樣就可以保護電桿免受直擊雷的“攻擊”了。
作用
減少了雷電直擊導線的機會,降低了線路絕緣承受的雷電過電壓幅值。
對導線有耦合作用。當雷擊塔頂或地線時,由于耦合,導線電勢將抬高,并且可使絕緣子串上的電壓降低。
對導線有屏蔽作用,降低導線上的感應過電壓。
架空地線經過適當改裝還可兼用作通信通道,如已研制出的光纖復合架空地線具有避雷、通信等多種功能。
應用
避雷線又稱架空地線,架設在桿塔頂部,一根或二根,用于防雷,110-220千伏線路一般沿全線架設。架空送電線著雷時,可能打在導線上,也可能打在桿塔上。雷擊導線時,在導線上將產生遠高于線路額定電壓的所謂“過電壓”,有時達幾百萬伏。它超過線路絕緣子串的抗電強度時,絕緣子將“閃絡”,往往引起線路跳閘,甚至造成停電事故。避雷線可以遮住導線,使雷盡量落在避雷線本身上,并通過桿塔上的金屬部分和埋設在地下的接地裝置,使雷電流流入大地。雷擊桿塔或避雷線時,在桿塔和導線間的電壓超過絕緣子串的抗電強度時,絕緣子串也將閃絡,而造成雷擊事故。通常用降低桿塔接地電阻的辦法,來減少這類事故。
注意事項
避雷線的保護效果還同它下方的導線與它所成的角度有關,角度較小時,保護效果較好。在架有兩根避雷線的情況下,容易獲得較小的保護角,線路運行時的雷擊跳閘故障也較少,但建設投資較大。我國近年來新建的220千伏以下線路,多采用一根避雷線。在雷擊不嚴重的110千伏及較低電壓的線路上,通常僅在靠近變電所兩公里左右范圍內裝設避雷線,作為變電所進線的防雷措施。避雷線一般使用鍍鋅鋼絞線架設,常用的截面是25、35、50、70平方毫米。導線的截面越大,使用的避雷線截面也越大。避雷線也會因風吹而振動,常易發生振動的地方通常裝有防震錘。
防雷的原則
線路防雷保護首先在于抓好基礎工作,國內外在雷電防護手段上并沒有出現根本的變化,很大程度上要依賴傳統的技術措施,只要運用得好,仍然是可以信賴的。對已投運的線路,應結合地區的地貌地形、地質以及土壤狀況與接地電阻的合理水平給出正確的評價,找出可能存在薄弱環節或缺陷,因地制宜地采取措施。
發展趨勢
國外超高壓線路有采用良導線架空地線的趨勢,主要采用鉛包鋼集團線,它具有強度較高、不生銹、又有適當的電導率的優點。一般用絕緣子使之與桿塔相互絕緣,利用間隙引導雷電流入地,這樣,可利用架空地線作為載波通道并減少電能感應損耗。
參考資料 >