39
5 运行维护要求
3 ）运行 5 年后的线路避雷器应进行抽样试验， 抽样比例可按 3-5% （至少 1 支）抽取，抽样避雷器 应进行局部放电试验，如抽样避雷器试验不满足要 求，要求对同批次避雷器加大抽样比例，如仍出现 一支不合格，应对同批次避雷器全部进行试验，确 定是否能够继续运行。 4）动作20次及以上的避雷器应进行直流试验， 试验不合格应退出运行。
线路避雷器宜选择带串联间隙的避雷器。
1 ）“架空输电线路差异化防雷工作指导意见” （国家电网生〔2011〕500号）：线路避雷器宜选择 带串联间隙的避雷器。
2 ）由于串联间隙的隔离作用，避雷器本体部分 基本不承担系统运行电压，可以不考虑长期运行电 压下的电老化问题，且本体部分的故障不会对线路 运行产生隐患[9]。
2 ）根据对湖南、华北电科院调研，带绝缘支撑 间隙避雷器的复合绝缘子本身有老化和维护的问题， 故首选纯空气间隙避雷器。但由于纯空气间隙避雷 器在耐张塔上不便安装，故耐张塔选用带绝缘支撑 间隙避雷器。 3）报告[11]指出：带串联绝缘子间隙避雷器安装 不需要外加支架，安装简单、方便；虽然带串联空 气间隙避雷器有可靠性高、寿命长的优点，但是安 装很复杂（加装支架且应沿导线方向伸出），对于 在耐张塔和特殊塔形安装非常困难。
31
2 ）行标 [1] 对带间隙避雷器额定电压的推荐值和 华北公司企标推荐值如下表：
电压等级
110kV 220kV 500kV
DL/T 815-2002[1]
90～102 180～204 396
华北公司企标[12]
102 192 396
32
3 ）华北公司企标对标称放电电流的推荐值为 10kA。 4 ）雷电冲击电流残压根据额定电压和标称放电 电流推荐值在DL/T 815-2002[1]表3中查得。
17
未装设避雷器时杆塔耐雷水平为91kA，现在左 右两相均加装避雷器的方式下，雷击#3杆塔顶部， 随着雷电流增加，计算结果如下： 1）I=145kA时，虽然超过#3杆塔耐雷水平，全 线都不闪络。 2）I=160kA时，相邻#1闪络，#3、#2塔不闪络。 3）I=167kA时，除#3塔外，相邻塔都闪络，此 时不存在外延“保护范围”。
复合外套外观
22
避雷器放电电压性能要求
对避雷器应进行雷电冲击50%放电电压试验和工 频耐受电压试验，其试验值应与线路绝缘水平相配 合，以保证避雷器在雷电过电压下放电，而在工频 过电压下不放电。典型推荐值见下表。
系统标称电压（有 效值） 工频耐受电压（有 效值）不小于 雷电冲击50%放 电电压（峰值） 不大于
5
分类
内间隙
带串联间隙线路 避雷器 外间隙 线路避雷器 带支撑件间 隙 无间隙线路避雷 器（带脱离器）
不带支撑件 间隙（纯空 气间隙）
6
带绝缘支撑件间隙线路避雷器
7
不带绝缘支撑件间隙线路避雷器 （纯空气间隙线路避雷器）
带脱离器的无间隙线路避雷器
8
带串联间隙金属氧化物避雷器
其目的是在雷电过电压的情况下保护与之并联 的绝缘子串，故串联间隙应仅在快波前过电压下击 穿，而能承受各种工频和系统中出现的缓波前过电 压（操作过电压）。
40
参考文献
[1]DL/T 815-2002 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器 [S] ， 2002． [2]解广润 主编．电力系统过电压[M]．水利电力出版社，1985． [3]35~220kV 线 路 型 金 属 氧 化 物 避 雷 器 [R] ． 杭 州永 德 电 气 有 限 公 司 ， 2011． [4]江西输电线路防雷技术深化研究[R]．江西省电力科学研究院，2012． [5]IEC 60099-8 2011 Surge arresters–Part 8: Metal-oxide surge arresters with external series gap (EGLA) for overhead transmission and distribution lines of a.c. systems above 1 kV[S]， 2011． [6] JB/T 10497-2005 交流输电线路用复合外套有串联间隙金属氧化物避雷 器[S]．2002．
5 运行维护要求
以下参考华北公司[12]、浙江公司[14]企业标准： 1）建立台账、运行记录并密切加以监视，雷雨 季节及时记录雷击动作情况；同时还应建立必要的 检修、试验、轮换制度，确保装置运行的可靠性。 2）结合线路检修进行的运行维护工作包括： 避雷器本体外观目测；串联间隙、上下电极测 量和检查；高压电极和接地端连线检查；连接件检 查；检查、记录计数器动作次数；检查在线或离线 监测装置。
9
带串联间隙金属氧化物避雷器
带串联间隙 金属氧化物避 雷器与绝缘子 串相并联，它 由金属氧化物 避雷器本体和 串联间隙两部 分构成。
带串联间隙金属氧化物避雷器 结构及安装示意图
10
2 原理
非线性特性
氧化锌避雷器的特性主要是 由材料的非线性特性决定。
氧化锌元件的非线性特性主 要是由晶界层形成的，在低电 场 强 度 下 其 电 阻 率 为 1010~1011W· m ，而当电场强度 达到 106~107V/m时，其电阻率 骤然下降进入低电阻状态。
25
电流冲击耐受
避雷器本体应通过2ms方波电流耐受试验、大电 流冲击耐受试验以及大电流冲击负载试验。试验值 如下表：
系统标称电压有效值 (kV) 2ms方波冲击电流值(A) 大电流冲击耐受电流峰 值(kA)
110
400
100
220
500
600
1200
100
100
26
4 选型
避雷器型号含义
27
结构形式
圆饼状的氧化锌阀片
11
氧化锌元件的伏安特性可由下式表示：
U CI
a
其非线性系数a与电流密度有关，一般为 0.01~0.04，在大的雷电流下，a也不大于0.1。
氧化锌阀片与碳 化硅阀片伏安特 性比较
12
避雷器的基本功能
避雷器应具有以下四种机能： 1）抑制过电压的机能；
2）冲击电流的通流机能；
3）从瞬时接地状态下自我恢复性能（续流遮断性
35
计算方法：
绝缘子串U50%计算方法（IEC推荐公式）。
U s t 400 L 710
L t 0.75
其中Us-t为伏秒特性绝缘子闪络电压 (kV)；L为绝 缘子串长度 (m) ； t 为从雷击开始到闪络所经历的时 间(μs)。在缺少实际试验数据的情况下，对于瓷绝缘 子可取 t=10μs 对 应的闪 络电压 值作为 该绝缘 串的 U50%。
利用ATP仿真软件，以5基220kV线路为例：
#3 #1 #2
#3已安装避雷器
仿真线路段示意图
16
#4
#5
分两种情况来研究。 1）#3杆塔（已装设避雷器）顶部遭受雷击后， 相邻杆塔是否有闪络风险。 2）雷击点在#3和相邻杆塔（未装避雷器）之间 的地线上，相邻杆塔是否存在闪络风险。
注：接地电阻为10W，档距取400m，其它具体参数见 《江西输电线路防雷技术深化研究》报告[4] 。
37
浙江公司[14]、浙江永德[3]给出的参考值如下：
纯空气间隙(mm) 浙江公司 杭州永德 400~480 820~880 绝缘支撑间隙(mm) 浙江公司 杭州永德 480 820
系统标称 电压(kV)
110 220 500
430±20 840±30 1200±150
480±10 980±10
38
28
在直线塔上宜选择纯空气间隙避雷器，在耐张塔 上宜选择绝缘支撑间隙避雷器。 1 ）带绝缘支撑间隙避雷器结构的优点是间隙距 离不受风偏的影响，安装较容易。而空气间隙避雷 器在大风作用下，间隙距离会发生变化，电极形状 必须制作成弧形，其优点是有间隙隔离系统运行电 压，电阻片老化现象减轻[10]。
29
30
额定电压、标称放电电流
110kV 、 220kV 和 500kV 线路避雷器的额定电压 分 别 建 议 选 择 102kV 、 192kV 和 396kV ； 110kV 、 220kV 标 称 放 电 电 流 建 议 选 择 10kA ， 500kV 选 择 10kA或20kA。 1 ）避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最 大运行工频电压有效值，选择避雷器额定电压时， 仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂 时过电压。
0
160
50
138
100
130
150
124
200
115
400 （邻塔顶） 91
19
线路避雷器的安装相别
1）110kV线路宜在三相均安装避雷器。 2）220kV线路接地电阻大于10Ω，或运行经 验证明反击故障为主的线路（段）宜在三相均安 装避雷器；否则，单回路可仅在两边相安装，同 塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。 3）500kV线路在接地电阻不满足设计要求时， 应三相全部安装。否则，单回路可仅在两边相安 装，同塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。
18
当雷击点在装设避雷器的 #3 塔和相邻杆塔之间的 地线上时，从下表列出了邻塔发生闪络的反击闪络电 流的变化。 可以看出：随着落雷点离临塔越近，邻塔反击闪 络电流降低，说明本塔装有线路型避雷器对于相邻塔 的雷击保护作用不明显，因此可以说本塔装有避雷器 并不能保护相邻塔。
落雷点距#3距离 (m) 邻塔反击闪络电流 (kA)
110
185
560
220
500
370
567
960
1760
23
避雷器冲击伏秒特性
避雷器的冲击伏秒特性曲线应比被保护的绝缘子 串的伏秒特性曲线至少低10%。
避雷器本体的局部放电
不应大于10pC。