防绕击避雷针在架空线路上的应用探讨
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摘 要：本文对防绕击属性的避雷针在架空线路上的应用进行探讨，分析了线路出现雷击的原因，研究了运用防绕击避雷针的对策，阐述了防绕击避雷针实际工作的原理，探讨了防绕击属性的避雷针在架空线路上的应用设计要点，以及解决低等级架空线路不受雷击的举措。
关键词：防扰避雷针；架空线路；实际应用
中图分类号：TM862 文献标识码：A
1线路出现雷击的原因
对架空线路绕击问题而言，根据在高压送电线路运行方面的经验和现场试验相关的模拟试验，可得出一些结论，即雷电绕击率、避雷线等，对边导线保护角都会产生不同程度的影响，而且部分杆塔的高度、高压送电线路途经地形，对雷击也会产生较大的影响。实践得知部分地区的实际地质、气候条件等因素，通常与雷电之间具有非常大的关联性。尤其是山区，送电线路设计过程中，难免会遇到大跨度、大高差的档距，这些因素又是线路耐雷水平相对薄弱的环节，特别是部分雷电活动较为频繁的地区，会导致架空线路更容易遭到雷击。
一些高压送电线路出现雷击是多方面原因导致的，在雷击杆、塔顶部分避雷过程中，雷电的电流会直接流过塔体和接地体，让杆塔实际的电位出现升高的情况，还会在相应的导线上出现感应过电压。如果在导线和塔杆之间出现闪络的现象，这样的闪络就是属于反击闪络。另外，据相关的资料统计，在山区高压送电线的绕击率大约是在平地高压送电线路的相关值的三倍左右。因此绕击闪络的现象也是时有发生的。在为一些特殊山区设计电线路时，就不可避免的会出现大跨度以及大高差的情况，这是一个关键的弱雷环节，当此地区的雷电活动变得异常激烈时，这段山区的线路非常容易发生雷击事故。在实际工作中，地线上所架设侧针的长度是很重要的一个影响因素。当地线上所架设侧针的长度大于间隙下地线的电晕半径时，这时的侧针就能够有效的提高地线引雷的作用，在很大程度上会降低绕击闪络的概率。但是当针长小于地线的电晕半径时，侧针的尖端不会被形成的电晕层包围住，当针长发展到大于线的临界半径后，针就会被转移到电晕层的外周围，这在一定程度上能够拦截到可能引发绕击闪络的弱雷，从而减少发生雷击的情况。
架空线路之中很容易出现雷击，需要安装防绕击避雷针的情况主要有以下几种：首先是在一些特殊的地理环境和一些多变的气候条件地区，这样的地区时常出现雷电活动；其次是当线路安装处在海拔很高的斜坡或者山顶时，很容易出现雷电或雷电绕击的情况；再次，一些线路的设计标准很低，对于杆塔的防雷保护方面的角度很大，这样的情况也很容易受到绕击。除此之外，还有线路绝缘配合偏低，实际的耐雷水平很低等，这些都很容易导致在线路雷击时绕击跳闸。
2运用防绕击避雷针的对策
2.1防绕击避雷针的研究基础
在地线上架设水平侧向短针具有良好的作用，可以提高地线引雷的能力，防止频繁出现绕击跳闸的情况。这样分布式的相关绕击措施，本身具有对档距之中的任何危险段进行实际保护的优势。一旦在地线上面架设的侧针实际长度大于建缝地线临界点半径，侧针就可以有效的提高整个地线的引雷能力，从而大大降低出现绕击的情况。一旦针的长度比临界电晕半径小，针就会被淹没在整个地线构成的电晕层里面，针的实际存在不能形成突出的尖端，如果针的长度比临界电晕半径大，这个针就能在整个电晕层之外凸显，提前对渗透到低处电流，可能导致绕击的弱雷电进行及时的拦截。
2.2防扰击避雷针实际的保护范围
我们按照单个避雷针的保护范围进行实际的计算，进行计算需要的条件是，防扰击的避雷针对于导线的垂直高度在九米，整个水平的位移是1.45米，实际绕击避雷针对于地面的高度大于30米，整个被保护物体的导线实际的高度大于二分之一的地线对地高度。整个实际保护的范围是实际被保护导线的高度，p是高度的系数，当h小于等于30米时，P=1；当h在30米到120米之间的范围之中时，p=。我们经过实际的计算得知，这个防绕击避雷针对于实际导线保护范围半径是8.8米，如果实际的两根针之间的距离在15米的范围，就可以完全起到应有的保护效果。
2.3对于防绕击避雷针的实际分布
根据相关研究得知，输电线路绕击的区域一般在10到30米的范围之内，呈现这样的一个有效区域。在一些薄弱区域需要分别在离杆塔15到30米的架空地线上布置一支防绕击的避雷针，这样针对耐张转角塔跳线多次遭受绕击的实际情形，可以在地线的支架上面装配一支长度在600毫米的侧针。这样的布置理论上会对距离整个塔将近40米范围内的导线起到应有的保护作用。
3防绕击避雷针实际工作的原理
3.1运用尖端放电原理，增加地线杆塔对于弱雷的吸引力
随着GPS定位观测系统广泛运用，对于输电线路雷击导致的故障，人们有了清晰的认识，雷击跳闸故障是由较小的雷电流引导致的，110kV的线路耐反击雷实际在45kA到75kA之间，但是在绕击故障的情况下，雷电的实际电流会达到8kA到30kA左右，这个数字远小于实际需要的耐雷要求。实际运行中可以根据雷电绕击的先导发展模型相关理论，把可能导致绕击的雷云采用避雷针吸引到架空的地线上面，这样可以充分发挥线路耐雷能力，有效防止绕击。
3.2对于侧针长度的确定
因为在电压等级和在气压不同的影响下，还有线路在架空地线的电晕半径方面存在不一样的情况，这时侧针需要暴露在电晕以外，才能实现本身具有的引雷方面的效果。我们依据长间隙放电的相关的理论知识以及模拟进行试验得到的结果可知，在线路加装侧针的长度，实际需要控制在30厘米或者比这还稍长一点。当然，实际需要的情况并不固定，对于长度的控制可以依据线路实际的需要进行设选择，通过减小保护角实际的数值来算出侧针需要的长度。
3.3对于实际安装位置的确定
整个输电线路在防雷方面实际上可以归结为一点，那就是对于杆塔头部的防雷，也就是对于高耸的架空线路做好有效的防雷。通过相关的模拟试验可以知晓，由于在输电线路的杆塔实际的引雷作用和它的档距之间相关的弧垂效益具有相关性，整个沿着输电线路档距的绕击实际上可以划分成为3个区域，我们叫做安全区域、危险以及正常区域。一般在平原地形里，整个危险的区域在距离杆塔10到30米的这个区域范围之内，我们需要把这个区域设为重点防护的区域，也就是在离杆塔大概10到20米的整个区域之内，等距离的平均布置2套侧针。此外还要在杆塔上适当部位安装好侧针，来防护进入杆塔侧面的地线，屏蔽实效区域的低空雷电先导，还要对于地线和其侧针实际屏蔽不足的地方进行补充。
4防绕击属性的避雷针在架空线路上的应用设计要点
我们根据对绕击的实际特点进行研究，防止绕击需要考虑到诸多方面的内容。首先是对于设计方面的耐雷水平要高于本地区实际的雷电活动的强度。可以在高空之中拦截雷电进行先导，不要让它进入到接地体绕击的区域之内。
对于既要防反击，还要防绕击的接地体，就要降低雷电先导对接地体闪击实际定位的高度。还要在接地体的侧面安装好接闪的相关装置。比如在高接地体或者是线路杆塔侧面安装具有防止绕击功能的全方位屏蔽防雷装置，在地线上就需要装设避雷针，这样可以有效防止反击雷和直击雷。装配的避雷针实际的有效性和引雷效率方面存在密切联系。避雷针实际的引雷效率，也就是对于被保护的物体的保护作用，这和雷电极性以及雷电的通道以及实际空间电荷的分布、保护物的高度以及相互之间的位置有一定关系，和实际大气、地理条件方面存在重要关系。一般地理条件会影响先导阶段的电场分布和主放电的实际发展。空气湿度和温度越高，避雷针实际具有的保护效果越小，相应的雷电流幅值就越大，整个避雷针实际引雷范围也会相应增大，这样它起到的实际保护范围就越大，效果也越好。
5解决低等级架空线路不受雷击的举措
5.1设置适当的避雷器
电力架空线路中，尤其是对低等级电力架空线路，依据实际规程会在用户端设置避雷针。但在海拔三千米以上的地区，受到雷击的现象很普遍，如果仅在用户端设置避雷针是不够的，很容易出现被雷击破坏的情况。我们一般可以在2公里左右适当的安装好避雷器，在2公里以内的，至少需在架设的一条架空线路中安装型号合适、质量可靠的3台避雷器。
5.2整条架空线路设置避雷线
在新建架空线路中设置避雷线防止雷击是行之有效的。但是在已建的架空线中增加避雷线很难，但并不是不能。还可以在杆塔的顶端加装抱箍，在这个抱箍上面加设支撑，避免在雷线上面进行实际的支撑，还需要保证让避雷针的中间的杆塔可靠接地，保证接地的电阻不小于10Ω。在高原上，只要是金属都可能成为雷击的对象。因此，在全线路之都需要进行避雷线设置，首先是要在全线路设置好避雷线，这样能避免雷击的灾难，其次是避雷线可以和避雷器共同构建保护体系，这样具有的实际的保障系数就会变大。
参考文献
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