新型防雷装置技术与应用

1.侧向避雷针

侧向避雷针是一种延伸于杆塔横担上的金属尖端，用于保护横担附近的线路不受雷电绕击。侧向避雷针的安装示意图如图3-23所示。

图3-23　侧向避雷针安装示意图

研究试验和运行经验表明，线路在整个挡距间遭受雷电绕击的概率是不同的：靠近杆塔附近的区域，导线被杆塔屏蔽保护，绕击概率极低，此区域为安全区域；在离杆塔稍远的区域内，杆塔导致的电场畸变使得此区域内的雷击绕击率大大提高，此区域为危险区域；挡距中央的广大区域内，杆塔对电场的影响减弱使得绕击率又回到正常水平，区域为正常区域。侧向避雷针自横担向外延伸的部分可以起到引雷的作用，相当于减小了杆塔附近避雷线的保护角，对该区域导线可以起到加强屏蔽的作用。根据线路整个挡距内绕击分布不均的规律，合理设置侧向避雷针的有效长度，使其有针对性地保护杆塔附近的绕击危险区域，即可达到降低线路绕击跳闸率的目的。

根据运行经验，安装侧向避雷针的防绕击措施具有简单、易维护的特点。加装线路避雷器对防绕击也可起到一定的防护作用，但安装位置一般在山区，运行维护的工作量较大，综合技术经济效益不如加装侧向避雷针。

2.可调间隙

仅通过提高线路耐雷水平、降低杆塔接地电阻等措施无法避免绝缘子闪络等事故的出现，因此可考虑在线路上加装可调间隙防雷装置，该装置可有效地降低出现雷击线路断线、绝缘子炸裂导致线路接地等永久性故障的发生概率，从而提高重合闸的成功概率，并减少经济损失。

绝缘子（串）加装可调间隙装置图如图3-24所示。

图3-24　绝缘子（串）加装可调间隙装置图

1—横担；2—绝缘子（串）；3—裸导线或绝缘导线；4—装置固定金具；5—球形电极；6—间隙可调设计；D—球形电极之间的距离；D1—装置固定金具与绝缘子（串）的水平距离；D2—可移动电极与绝缘子（串）的水平距离；D3—装置固定金具上的球形电极与裸导线或绝缘导线之间的距离

图3-24中所示6部分的间隙可调装置可根据当地常年气象情况以及绝缘子投入使用之后的实际情况调整球形电极之间的距离D，使其在变化的环境下灵活调整间隙距离从而实现对线路、绝缘子的有效保护。(www.xing528.com)

通过在绝缘子串旁并联一对金属球电极，从而构成保护间隙，并依据相关绝缘子50%雷电冲击试验值确定其间隙距离使其间隙放电电压低于绝缘子串放电电压。另外，由于该防雷装置具有间隙可调的特点，还可根据线路实际运行状况通过调整下间隙的调整装置，对上、下间隙之间的间隙大小进行调整，保证其对线路、绝缘子（串）的有效保护。

当线路处于正常运行状况时，保护间隙处于工频电场之中，但电场强度较低无法将空气间隙击穿，其对线路正常运行无影响；当导线发生雷击时，在导线与地之间（即绝缘子串两端）出现较高的雷电过电压，此时由于间隙的放电电压低于绝缘子串放电电压，雷电过电压通过间隙放电，工频持续电流在间隙间燃烧受到电弧电动力和风的作用而逐渐熄灭，使得绝缘子串得到保护而免于损坏；若导线为绝缘导线，间隙防雷装置可有效地保护绝缘导线而避免发生雷击断线事故。由于空气绝缘可在短时间内自行恢复，间隙放电属于瞬时性事故，从而提高了重合闸的成功率。

3.穿刺型防雷金具

穿刺型防雷金具是一种架空绝缘导线的防雷新方法，如图3-25所示，穿刺型防雷金具主要由穿刺式电极（图3-26）、接地电极和绝缘罩三部分构成。穿刺电极通过穿刺齿穿透绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线内部的导体紧密接触，引出高电位，这样就将绝缘导线变成了类似的裸露导线结构。当雷电过电压超过一定数值时，雷电过电压就会加在防雷金具的穿刺式电极和接地电极之间引起闪络，形成短路通道，接续的工频电弧便在防雷金具上燃烧，从而保护绝缘导线免于烧伤甚至断线。

图3-25　穿刺型防雷金具安装图　

图3-26　穿刺式电极

防弧金具穿刺电极能经受住一定次数的工频电弧烧灼，并可承受设计范围的工频电流。防弧金具穿刺电极配有绝缘罩，绝缘罩起两个作用：一是罩住穿刺电极，起到绝缘作用；二是给工频电弧弧根的运动留有通路，使工频电弧弧根能够从起弧点运动至穿刺电极端部燃烧，保护导线免于烧伤断线。

穿刺型防弧金具具有性能可靠、施工简单、成本低廉、寿命长、免维护等优点。它很好地解决了当前在架空绝缘线上普遍采用的防雷措施的不足，经过近几年的试用，取得了很好的防雷效果，具有很强的推广应用价值。

4.消雷装置

消雷器是一种新型的直击雷防护装置消雷装置，由顶部的电离装置、地下的电荷收集装置和中间的连接线组成。消雷装置与传统避雷针的防雷原理不同。后者是利用其突出的位置，把雷电吸向自身，将雷电流泄入大地，以保护其保护范围内的设施免遭雷击；而消雷装置是设法在高空产生大量的正离子和负离子，与带电积云之间形成离子流，缓慢地中和积云电荷，并使带电积云受到屏蔽，消除落雷条件。

除常见的感应式消雷装置外，还有利用半导体材料或利用放射线元素的消雷装置。