CN110932219A - 架空输电线路防雷击方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空输电线路防雷击方法，在该方法中，在架空线路上通过设置具有主动放电功能的主针，在发生雷电时，通过主针吸引雷电。通过本发明的方法设计，在架空线路上安装能够进行预放电的主针来主动吸引雷电，能够解决雷电绕击的问题。在本发明中，通过主针的感应电极，感应到周围电场变化产生电势、触发主针主针放电，对雷电进行吸引，致雷电打击到主针的主针，再通过放电针将雷击电能释放到大地土壤中。避雷器主针放电对雷电进行吸引，使雷电打击在主针主针上，通过这种方式可以扩大主针的感应范围实现更大范围防止输电线路受到雷击。

Description

架空输电线路防雷击方法

技术领域

本发明涉及电力***运维防护技术领域，更具体地说，特别涉及一种架空输电线路防雷击方法。

背景技术

架空线路主要指架空明线架设在地面之上，使用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。

随着气候恶化，电网雷害事故越来越严重，特别是我们国家，因为地质结构特殊，气象环境复杂，输电线路经常是盘山铺设，或者是沿公路铁路、稻田、山顶进行铺设，由于线路铺设的特殊性，输电线路杆塔面临的雷电环境更加恶劣。并且，架空线一般都为裸露的金属导线，在正常工作下架空线还进行电力输送(线缆带电)，所以它对雷电的引用力是非常强的，这就更容易导致架空线遭受雷击。尽管在架空线铺设之初就在输电线路的上部设置了架空底线用来防雷，但输电线路雷击还时有发生。

经过电力***专家分析实验，雷击主要有如下两种情况：一种是雷电大反击，另一种是雷电的绕击。所谓的绕击是指：雷电绕开架空底线(避雷线)直接打击输电线路。发生绕击的原因主要有如下几点：用于架空导线的杆塔或杆塔安装地势比较高，雷电的发生不一定在架空底线的上端，其也可能出现在架空底线的侧边，雷电发生在侧边就导致雷电可能打击到输电线路；架空输电线路带有高压交流电荷，在一个变化周期内可能会产生与雷云电性相反的电荷，高压输电线路会对雷电吸引，导致雷电绕开架空底线而直接打击到输电线路上；另外就是雷击一般发生在杆塔附近，由于杆塔的高度高，更容易引发雷击。在输电线路遭受到雷电打击后会导致输电线路端的保护空开跳闸或者设备被损毁，其会直接影响电网的安全稳定运行和供电用电的可靠性。

发明内容

(一)技术问题

综上所述，如何解决现有技术中架空线路仍然存在一定概率雷击的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种架空输电线路防雷击方法，在该架空输电线路防雷击方法中，本发明首先对架空线路周围空间内雷电的放电进行感应；然后，在架空线路周围空间内有雷电放电时，通过放电方式对雷电进行吸引；最后，将吸引的雷电电能采用隔离方式输送至地表。

具体的，一种架空输电线路防雷击方法，包括步骤：将预放电避雷器固定设置于架空输电线路杆塔的顶端，以对架空线路周围空间内雷电的放电进行感应，并通过主动放电的方式对雷电进行吸引，所述预放电避雷器的接地端通过绝缘固定座与杆塔绝缘隔离；将所述避雷器的接地端通过接地线进行接地处理，以将预放电避雷器吸引的雷电电能采用与杆塔隔离的方式进行释放。

优选地，在本发明所提供的架空输电线路防雷击方法中，在架空线路上设置针状结构的主针，在主针上设置感应电极，由感应电极对架空线路周围空间内雷电放电时电荷变化进行感应并产生感应电能，由主针将感应电能进行释放从吸引雷电。

优选地，在本发明所提供的架空输电线路防雷击方法中，将主针采用竖直安装的方式设置到架空线路上，将多个感应电极采用环绕主针的方式安装到主针上，在一个主针上采用设置多个感应电极的方式对周围空间内雷电的放电情况进行感应。

优选地，通过电流互感器从架空地线上获取感应电流，并将所述感应电流传输给所述感应电极，从而使得预放电避雷器通过主针进行主动放电。

优选地，在电流互感器与感应电极之间串联设置有可调电阻，利用可调电阻对预放电避雷器的放电电压进行调节

优选地，在本发明所提供的架空输电线路防雷击方法中，主针采用绝缘方式固定设置在架空线路的杆塔上，通过接地线将预放电避雷器的接地端连接至埋设于地下的接地网，由接地网对吸引的雷电电能进行释放。

优选地，在本发明所提供的架空输电线路防雷击方法中，将电流互感器采用对称安装的方式设置在主针两侧的架空线路上。

(三)有益效果

通过本发明的方法设计，在架空线路上安装能够进行预放电的主针来主动吸引雷电，能够解决雷电绕击的问题。在本发明中，通过主针的感应电极，感应到周围电场变化产生电势、触发主针主针放电，对雷电进行吸引，致雷电打击到主针的主针，再通过放电针将雷击电能释放到大地土壤中。避雷器主针放电对雷电进行吸引，使雷电打击在主针主针上，通过这种方式可以扩大主针的感应范围实现更大范围防止输电线路受到雷击。

附图说明

图1为本发明架空输电线路防雷击方法的一种实施例的实施结构示意图；

图2为本发明架空输电线路防雷击方法的另一种实施例的实施结构示意图；

附图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

预放电避雷器1、101主针、感应电极102、接地端103、绝缘固定座104、接地线2、接地网3、绝缘固定件4、电流互感器5、架空地线6、引出线7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1和图2所示，本发明提供如下实施例：

本发明提供了一种架空输电线路防雷击方法，在该架空输电线路防雷击方法中，本发明采用如下步骤：

将预放电避雷器1固定设置于架空输电线路杆塔的顶端，以对架空线路周围空间内雷电的放电进行感应，并通过主动放电的方式对雷电进行吸引，所述预放电避雷器的接地端103通过绝缘固定座104与杆塔绝缘隔离；将所述预放电避雷器的接地端103通过接地线2进行接地处理，以将避雷器吸引的雷电电能采用与杆塔隔离的方式进行释放。

作为优选的实施方案，所述预放电避雷器具有主针101，在主针101上设置感应电极102，由感应电极102对架空线路周围空间内雷电放电时电荷变化进行感应并产生感应电能。

进一步地，将主针101采用竖直安装的方式设置到架空线路上，将多个感应电极102采用环绕主针101的方式安装到主针1上，在一个主针101上采用设置多个感应电极102的方式对周围空间内雷电的放电情况进行感应。

对于本领域技术人员而言，在雷雨天气中，在架空线路周围空间如果出现雷电，那么架空线路周围空间电荷将会发生变化。本发明基于此，设置了一个针状结构的主针101，将主针101通过采用绝缘安装的方式固定设置在架空线路的杆塔上，主针101的顶端为针尖状结构，其发生雷电时，主针101的针尖处更容易聚集电荷吸引雷电。

不过，为了增加雷电的吸引力，本发明在主针101上设置了感应电极102，感应电极102可由多个感应线圈组成，每一个线圈都在周围环境电荷发生变化时产生感应电能，将感应线圈设置多个，并且均布在主针101的周围，其能够提高感应电能总量，感应电能传输至主针101上并聚集在主针101的针尖处，能够极大程度地提高主针101对于雷电的吸引力。

更重要的是：聚集在主针101针尖处的电荷量达到一定程度后，其能够主动放电将电荷释放到主针101针尖的周围空气中，这种主动放电的方式更加增加了对于雷电的吸引力。

然后，将吸引的雷电电能采用隔离方式输送至地表。

雷电能量巨大，其无法直接应用，因此，本发明需要将主针101吸引的电能释放到大地。

具体地，预放电避雷器1采用绝缘方式固定设置在架空线路的杆塔上，所述预放电避雷器的接地端通过接地线2连接至铺设于地下的接地网3，由接地网3对吸引的雷电电能进行释放，所述接地线2与架空输电线的杆塔之间通过绝缘固定件4进行绝缘隔离处理。

接地网3通过导电能力较强的铜绞线实现雷电电能的传输，其可以避免电流量过大而出现的线缆击断问题。

本发明采用的是主动放电方式吸引雷电，从而避免雷电绕击。为了保证本发明所提供的架空输电线路防雷击方法顺利实施，本发明还采用如下优化设计：获取架空地线6上的感应电流，并将感应电流传输给预放电避雷器进行主动放电。具体地，由电流互感器5从架空地线6通过感应取电的方式获取感应电流，通过主针101进行主动放电。可以理解的是，雷云电场的变化会让架空地线6产生感应电流，电流互感器5能感应到架空地线6产生的感应电流，将感应电流传递到预放电避雷器1的感应电极102，预放电避雷器1的主针101的针头会产生强烈的火花放电，使周围空气电离，在电场的作用下形成一条雷电先导，达到引雷的效果，利用电流互感器5将架空地线与预放电避雷器1的感应电极102连通，让架空地线6作为感应电极102的延伸长度，增大了感应电极102的感应范围，同时又使预放电避雷器1可以产生更强的火花放电，更好地吸引、引导雷电以避免架空输电线路受到雷击。

参阅图2所示，作为具体的，电流互感器5的感应线圈可以套设于架空地线6上，也可以套设在架空地线6与高压杆塔连接的金具上，来获取架空地线6的感应电流，电流互感器5的互感线圈有两条引出线，其中一条引出线7与预放电避雷器1的感应电极102电性连接，另一条引出线7与预放电避雷器1的接地端103电性连接，预放电避雷器1的接地端103进行接地处理。

具体地，将电流互感器5采用对称安装的方式设置在主针1两侧的架空地线上。

由于放电电能量较大，为了避免无用放电的情况出现，本发明在电流互感器与感应电极102之间串联设置可调电阻，利用可调电阻对预放电避雷器的主动放电电压进行调节。

基于上述的架空输电线路防雷击方法，本发明还提供了一种架空线路防止雷击的装置，本发明所提供的架空线路防止雷击的装置包括如下组成部分：

第一部分、预放电避雷器

预放电避雷器的一端为安装端、用于固定安装到架空线路上，预放电避雷器的另一端为引雷端、预放电避雷器竖直设置且引雷端远离架空线路。

预放电避雷器采用金属材料制成，其主针为圆柱体结构，在预放电避雷器主针的一端为安装端，安装端为圆柱体结构，安装端的直径大于预放电避雷器主针的直径，预放电避雷器主针的另一端为引雷端，引雷端采用针尖结构，这样可以聚集电荷，从而更能够对雷电进行吸引。

在本发明的具体实施方式中，预放电避雷器采用金属材料一体成型，这样能够提高预放电避雷器的结构强度，同时可以保证雷电顺利地流过预放电避雷器。

预放电避雷器安装在高压塔上，其应当与高压塔为绝缘连接结构，因此，在本实施例中，于安装端设置有绝缘子支座，绝缘子支座固定设置在架空线路的高压塔的顶部，预放电避雷器通过绝缘子支座固定安装到架空线路上。

第二部分、感应电极

感应电极为能够在变化电场环境下产生感应电动势的装置，由于本发明应用在架空线路上，当本发明安装在高压塔上时，架空线缆上输送的为交流电，架空线路周围存在变化电场，因此，感应电极能够产生感应电动势。

具体地，感应电极包括有电极支座，电极支座套设于预放电避雷器上并与预放电避雷器电气连接，电极线圈设置于电极支座上并与电极支座电气连接；电极线圈设置有多个，全部的电极线圈竖直设置、且环绕电极支座等间隔设置。

在本发明的另一个实施方式中，电极支座与预放电避雷器之间设置有陶瓷绝缘套筒，这样电极支座与预放电避雷器之间为绝缘连接结构，在电极支座上设置的多个电极线圈之间串联，串联的多个电极线圈、其两端引出引线穿过电极支座与预放电避雷器直接连接，这样能够提高预放电避雷器的电压。

当然，在本发明的另一个实施方式中，电极支座与预放电避雷器电气连接，在电极支座上设置的多个电极线圈之间为并联结构，这样当其中一个过着多个电极线圈损坏，预放电避雷器仍然能够通过其他正常工作的电极线圈存在电压，其可以提高本发明使用的可靠性。

第三部分、电流互感器

电流互感器用于进一步提高感应电压，具体地，电流互感器设置到高压地线上用于获取感应电流，电流互感器与电极线圈电气连接。其中，电流互感器具有两根线圈线头，两根线圈线头分别与相邻的两个电极线圈连接。

具体地，电流互感器为柔性开口互感器。

为了能够对预放电避雷器的主动放电电压进行调节，在本发明中，电流互感器与电极线圈之间设置有可调电阻。

第四部分、放电组件

放电组件包括有放电引线以及用于设置到地面土壤中用于放电的接地网，接地网与预放电避雷器的接地端电性连接。

本发明提供的架空线路防雷击方法，将预放电避雷器安装在输电线路高压塔的顶端，将预预放电避雷器上安装的感应电极与导线接通，导线的另一端与变频电流互感器的一极连接，将变频电流互感器套设在输电线路的架空地线(避雷线)上，与杆塔相隔一定的距离，电流互感器的另一极通过导线连接至预放电避雷器的另一感应电极上。在电流互感器的一端串联一可调节电阻。由于架空地线(避雷线)分布在输电线的电场中，输电线路的电压也会使得架空地线(避雷线)产生变化的电压而导致预放电避雷器在没有受到雷击时也进行放电，由于设置有可调电阻，因此通过可调节电阻将这一部分电能过滤。

在本发明中，变频电流互感器为柔性开口互感器，这样便于互感器在在避雷线上安装。

为提高防雷效果，变频电流互感器的互感线圈对称分布在高压塔的两侧，并且每一侧设置的互感线圈数量相同，且同侧设置的互感线圈等间隔分布。

预放电避雷器通过绝缘子支座安装在杆塔顶端；效果保证预防放电避雷针在受到雷击后，预放电避雷器主体和杆塔隔离而雷电全部通过接地线排释放到大地，避免雷电对杆塔的损坏。

通过本发明的方法设计，在架空线路上安装能够进行预放电的主针来主动吸引雷电，能够解决雷电绕击的问题。在本发明中，通过主针的感应电极，感应到周围电场变化产生电势、触发主针主针放电，对雷电进行吸引，致雷电打击到主针的主针，再通过放电针将雷击电能释放到大地土壤中。避雷器主针放电对雷电进行吸引，使雷电打击在主针主针上，通过这种方式可以扩大主针的感应范围实现更大范围防止输电线路受到雷击。

由于主针的感应电极长度有限，感应距离收到限制而不能在预放电避雷器范围外的雷电进行吸引，进一步地，通过再接地引下线(避雷线)上套设一组电流互感器，在雷电降临过程前，接地引线(避雷线)感应到周围电场变化，会产生电压电流，高频电流互感器感应到架空接地线电压变化，而产生互感电压通过线路传输给预放电避雷器感应电极，避雷器主针放电对雷电进行吸引，使雷电打击在预放电避雷器主针上，通过这种方式可以扩大预放电避雷器的感应范围实现更大范围防止输电线路受到雷击。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种架空输电线路防雷击方法，其特征在于，包括步骤：

将预放电避雷器固定设置于架空输电线路杆塔的顶端，以对架空线路周围空间内雷电的放电进行感应，并通过主动放电的方式对雷电进行吸引，所述预放电避雷器的接地端通过绝缘固定座与杆塔绝缘隔离；

将所述预放电避雷器的接地端通过接地线进行接地处理，以将预放电避雷器吸引的雷电电能采用与杆塔隔离的方式进行释放。

2.根据权利要求1所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，所述预放电避雷器具有主针，在主针上设置感应电极，由感应电极对架空线路周围空间内雷电放电时电荷变化进行感应并产生感应电能，由主针将感应电能进行释放从而吸引雷电。

3.根据权利要求2所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，将主针采用竖直安装的方式设置到架空线路上，将多个感应电极采用环绕主针的方式安装到主针上，在一个主针上采用设置多个感应电极的方式对周围空间内雷电的放电情况进行感应。

4.根据权利要求2所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，通过电流互感器从架空地线上获取感应电流，并将所述感应电流传输给所述感应电极，从而使得预放电避雷器通过主针进行主动放电。

5.根据权利要求4所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，在电流互感器与感应电极之间串联设置有可调电阻，利用可调电阻对预放电避雷器的放电电压进行调节。

6.根据权利要求5所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，将电流互感器采用对称安装的方式设置在主针两侧的架空地线上。

7.根据权利要求1－6所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，所述预放电避雷器的接地端通过接地线连接至铺设于地下的接地网。

8.根据权利要求7所述的架空输电线路防雷击方法，其特征在于，所述接地线与架空输电线的杆塔之间通过绝缘固定件进行绝缘隔离处理。

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