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架空输电线路避雷器保护失效原因分析

及建议

摘要：在我国南方，雷击是引起架空输电线路故障的首要原因。尽管雷击跳

闸大概率能够重合（再启动）成功，但随着人们对供电可靠性要求的提高，运维

单位在降低雷击跳闸方面投入仍在不断加强，如采用负保护角设计、石墨等新型

接地体、线路避雷器等。其中线路避雷器因防雷效果良好，近年来在南方大规模

使用，在提高供电可靠性方面起到了一定积极作用。

关键词：架空输电线路；避雷器；保护失效；原因分析；建议；

引言

随着中国社会经济的发展，人民生活水平和物质文化生活水平越来越高，这

意味着电力需求越来越大，电力系统的安全受到越来越多的关注。近年来，由于

航空传输线路上闪电现象的严重程度，对航空线路上的地雷防护措施的研究变得

越来越重要，造成了一定程度的破坏。

一、避雷器炸裂引起跳闸原因分析

分析认为，在２２０ｋＶ乙线０８３号Ｃ相遭受雷击后，雷电过电压导致避

雷器间隙放电，雷电流流经避雷器，上节避雷器发生内部短路，引发避雷器本体

压力释放孔动作，在工频电弧灼烧下避雷器的环氧管端部断裂；压力释放时避雷

器（包括绝缘子间隙部分）遭受的冲击力非常大，使得下节避雷器端部与间隙支

撑绝缘子连接的球头螺栓螺纹根部断裂，避雷器串断成３段，其中避雷器上下两

节在冲击力的作用下带弧下坠，在坠落过程中，法兰对间隙环部分放电，将下节

元件短路，形成外部短路通道，引起线路跳闸。避雷器脱开挂点到下坠至一定距

离后，电弧熄灭，线路接地故障消除，重合闸重合成功。下坠过程中由于冲击力

比较大，下节避雷器与地面物体碰撞，使下节外套留下了刮擦痕迹。

二、避雷器炸裂原因分析

根据运行经验和查询文献，内部绝缘降低有以下２种可能：１）避雷器经过

多年运行，由于结构老化的原因，出现内部受潮情况，但从此次解剖的情况看，

没有找到避雷器内部锈蚀痕迹和漏点通道，因此可排除受潮损坏；２）避雷器的

电阻片装配中，有可能存在人工个别因素（比如振动、磕碰），个别电阻片表面

受损，工人在检查过程中漏检，而该情况在做出厂试验中较难发现，在运行中如

遭受雷击，该片电阻片会发生闪络，其周围电阻片受闪络电弧影响，可能破损导

致绝缘下降，多次雷击（含回击）后导致避雷器内部绝缘强度低值。分析认为本

次避雷器炸裂可能是原因２）导致。

三、架空输电线路雷电防护措施

（一）设计选型

１）２２０ｋＶ甲线ＸＡ厂家供货批次避雷器底座３个小支柱绝缘子外侧与

底座法兰盘外沿处于同一垂直平面，这种结构使得小支柱绝缘子与底座外沿所在

垂直平面较容易形成雨帘，有可能使计数器漏动作，建议将小支柱绝缘子向底座

中心缩进，使其外侧与底座外沿错位；或者采取其他工艺，如弃用小支柱绝缘子，

采取整体工艺。２）避雷器动作计数器宜采用两位数的指针式大表盘计数器，２

２０ｋＶ丙线ＸＣ厂家供货批次避雷器计数器采用的是站内避雷器表头，运行中

因数字太小、距离太远难以统计读数。有条件的单位可采用双表盘，即采用引线

将一个表盘安装至塔身中下部，便于运行统计读数。３）建议优先选用环氧筒与

阀片间填充有非空气绝缘介质的避雷器，同时加强避雷器内部阀片侧面的防爬电

处理。

（二）合理安装避雷器及其避雷线

在架空输电线路上，可以通过合理安装避雷针来达到防雷效果。架空输电线

路安装避雷针，因此输电线路受雷击现象影响时，雷电放电产生漂移现象，部分

放电电流通过避雷针传输到邻近的柱杆，然后放电电流通过柱杆传输到地面。如

果雷电荷载超过指定的值，则避雷针可以将放电电流分割为支流，并传递给相邻

的柱杆。当闪电放电电流通过避雷针和导体时，放电电流可能受导体中电磁方向

的影响，从而允许放电电流在避雷针和导体中产生耦合元件，避雷针放电漂移比

避雷针放电漂移重要得多，并且由分流产生的耦合元件现象可能导致导电电平升

高，因此绝缘子的闪光电压将高于导体与塔顶之间的电气电平。因此，绝缘子不

会出现火花现象，因此输电线路的避雷针具有很好的配电箱作用，而且这种作用

也是输电线路安装避雷针的一个重要特点。地雷防护线是航空传输线路中最常见

的地雷防护措施，在航空传输线路上安装地雷防护线可产生以下效果。首先，它

可以有效地防止闪电直接击中相线。第二，闪电击中柱子顶端时，可以使闪电产

生的电流分流现象，减少闪电进入柱子产生电流的现象。第三，它可以屏蔽导线，

从而有效降低导线引起的电压。伴随着电力产业的不断发展，避雷线的效果并不

特别明显，避雷线在低压输电线路上运行不