CN211790685U - 一种架空输电线路防止雷击的装置 - Google Patents

Abstract

一种架空输电线路防止雷击的装置，包括预放电避雷针、电流互感器，预放电避雷针固定设置于架空线路的杆塔顶端，电流互感器可以感应获取高压架空输电线路中架空地线的感应电流，电流互感器包括有互感线圈，互感线圈有两条引出线，其中一条所述引出线与所述预放电避雷针的感应端电性连接，另一条引出线与所述预放电避雷针的接地端电性连接，预放电避雷针的接地端与大地电性连接。本实用新型设置了电流互感器，其能够增加预放电避雷针的感应范围和主动放电的强度，提高预放电避雷针的防护范围，提高了本实用新型使用的可靠性。

Description

一种架空输电线路防止雷击的装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统运维防护技术领域，更具体地说，特别涉及一种架空输电线路防止雷击的装置。

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，输电线路经常是沿公路铁路、稻田、山脊进行铺设，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，高压架空线路一般都为裸露的金属导线，在正常工作下架空导线要进行电力输送(线缆带高压电)，所以它对雷电的引用力是非常强的，这就更容易导致架空导线遭受雷击。尽管在架空导线铺设之初就在输电线路的上方设置了架空地线用来防雷和保护输电线路，但输电线路遭受雷击的情况还是时有发生。

经过电力系统专家分析实验，雷击主要有如下两种情况：一种是雷电的反击，另一种是雷电的绕击。所谓雷电的绕击是指：雷电绕开架空地线(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地线的正上方，其也可能出现在架空地线的两个侧边，雷电发生在侧边就有可能导致雷电打击到输电线路；架空输电线路带有高压交流电，在一个变化周期内可能会产生与雷云电性相反的电荷，会对雷电产生吸引作用，导致雷电绕开架空地线而直接打击到输电线路上；另外就是由于杆塔的高度相对较高，杆塔附近的导线更容易遭到雷击。在输电线路遭受到雷电打击后会导致输电线路的空开跳闸，其会直接影响电网的安全稳定运行和供电的可靠性。

实用新型内容

(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

本实用新型提供了一种架空输电线路防止雷击的装置，包括预放电避雷针、电流互感器，预放电避雷针固定设置于架空线路的杆塔顶端，电流互感器的感应线圈可以套设在架空输电线路中的架空地线上以感应获取架空输电线路中架空地线的感应电流，也可以套设在架空输电线路中的架空地线与高压杆塔连接的金具上以获取架空输电线路中架空地线的感应电流，电流互感器为互感线圈，互感线圈有两条引出线，其中一条引出线与预放电避雷针的感应端电性连接，另一条引出线与预放电避雷针的接地端电性连接，预放电避雷针的接地端与大地电性连接。

架空地线又称避雷线，是在高压和超高压线路上设置于导线上方和杆塔顶部的直接与大地连通的导线。由于架空地线对导线的屏蔽作用，可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。

预放电避雷针是一种主动防雷装置。其利用在空中感应的雷云的电场变化，在针头产生强烈的火花放电，使针头周围的空气加速电离，并在电场的作用下迅速形成一条向上的雷电先导，与雷云的下行先导相遇，形成主放电通道，从而大大提高了避雷针的接闪速度和保护半径。

预放电避雷针的接地端是预放电避雷针与大地进行连通的装置，一般是预放电避雷针的安装接地支柱，也可以是单独的接地线。

预放电避雷针的感应端是预放电避雷针感应大气空间电场变化的部件，根据不同型号的预放电避雷针，其感应端可以是预放电避雷针的感应外壳，也可以是另外的感应电极。

现有技术中通过在输电导线上方设置架空地线或者避雷线的方式可以防止一部分雷电袭击，但对从架空输电线路侧方位绕开架空地线的雷电侵袭难以有效防护。本申请通过将预放电避雷针固定设置于架空线路的杆塔顶端，预放电避雷针本身就有先于周围的被保护物体提前放电和提前接闪雷电的功能，只是面对漫长和复杂的输电线路也有点鞭长莫及和力不从心；通过将电流互感器的感应线圈套设在架空输电线路中的架空地线上或者架空输电线路中的架空地线与高压杆塔连接的金具上，互感线圈的两条引出线分别与预放电避雷针的感应端和接地端电性连接，即使远处雷云电场的微小变化也会在架空地线上产生感应电流，电流互感器将会感应到架空地线上产生的这种感应电流，通过引接线传递到预放电避雷针的感应端，这时预放电避雷针的针头就会产生强烈的火花放电，使针头周围的空气加速电离并在电场的作用下迅速形成一条向上的雷电先导。电流互感器将架空地线与预放电避雷针的感应端连通，相当于将架空地线作为预放电避雷针的感应端，有效增大了预放电避雷针的可感知范围和对雷电的反应强度，实现了更好的引雷、避雷效果。

尤其在雷电绕击架空输电线路时，雷电从架空输电线路侧方位绕开架空地线对输电线路打击的过程中，架空地线一定能预先感应到雷电威胁的来临，并通过电流互感器将雷电信号传递给预放电避雷针，预放电避雷针将在绕击发生之前迅速作出强烈反应将雷电引向自身，从而保护输电线路的安全，这样就解决了现有技术中架空地线不能对雷电绕击输电线路进行有效防护的问题。

优选地，所述安装架包括有上安装片以及下安装片，所述上安装片与所述下安装片通过螺栓连接并夹装在杆塔上。

优选地，所述互感线圈成对设置并以所述主针的安装点为对称点对称设置。

优选地，所述预放电避雷针的底端设置有绝缘子座，所述绝缘子座与所述上安装片通过螺栓连接，所述预放电避雷针通过所述绝缘子座固定设置在所述上安装片上。

优选地，所述电流互感器为柔性开口互感器。

优选地，所述电流互感器与所述接地端之间设置有可调电阻。

(三)有益效果

通过上述结构设计，在本实用新型提供的架空输电线路防止雷击的装置的有益效果是，利用在高压杆塔顶部设置预放电避雷针可以实现对雷电的主动吸引和引导，通过利用电流互感器感应架空地线的感应电流，再将电流互感器与预放电避雷针的感应端联通，增大了预放电避雷针的感知范围和放电强度，实现了更大范围以及更高效的防雷保护效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中预放电避雷针设置在上安装架上的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中架空输电线路防止雷击的装置的整体结构示意图；

在图1至图2中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1-预放电避雷针、2-电流互感器、3-安装架、4-上安装片、5-下安装片、6-绝缘支座、7-金具、8-架空地线、11-主针、12-接地端、13-感应端。

具体实施方式

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

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1至图2，其中，图1为本实用新型实施例中预放电避雷针设置在安装架上的结构示意图；图2为本实用新型实施例中架空输电线路防止雷击的装置的整体结构示意图。

本实用新型提供了一种架空输电线路防止雷击的装置，包括预放电避雷针1、电流互感器2，预放电避雷针1固定设置于架空线路的杆塔顶端，电流互感器2的感应线圈可以套设于架空地线8上，也可以套设在架空地线8与高压杆塔连接的金具7上，来获取架空地线8的感应电流，电流互感器2的互感线圈有两条引出线，其中一条引出线与预放电避雷针1的感应端13电性连接，另一条引出线与预放电避雷针1的接地端12电性连接，预放电避雷针1的接地端12与大地电性连接。架空线路的杆塔顶端设置有安装架3，安装架3一般可以为两条并行设置的金属型材，安装架3用于安装和固定预放电避雷针1。

具体地，安装架3包括上安装片4及下安装片5，上安装片4与下安装片5通过螺栓连接并夹装在杆塔顶部的角钢上。当预放电避雷针1不需要单独接地时，预放电避雷针1底部的接地端12可以直接通过螺栓与上安装片4固定，不需要单独设置接地线，铁塔与预放电避雷针1底部的接地端12直接连通，铁塔替代接地线对预放电避雷针1的接地端12进行接地。当预放电避雷针1需要单独接地时，预放电避雷针1的底部通过螺栓与绝缘支座6的顶部连接，绝缘支座6底部与上安装片4通过螺栓连接，同时需要建立单独的接地线将预放电避雷针1的接地端12与大地连通，根据不同的电压等级和安装高度，绝缘支座6可以竖直叠加，这样可以起到将预放电避雷针1的接地端12与架空输电线路的杆塔隔离，防止输电线路受到来自预放电避雷针下泄电流的反击。

为了进一步提高感应范围，在本实用新型中，电流互感器2成对设置并以预放电避雷针1的安装点为对称点对称设置。电流互感器2不仅设置个数增加，而且分布和感知范围也得到增加，其能够达到提高传递至预放电避雷针感应端13的感应信号强度的目的，进一步增加了本实用新型使用的可靠性。

具体地，电流互感器2为柔性开口互感器，其便于电流互感器2的安装。

作为本实用新型结构的进一步优化，本实用新型在电流互感器2与预放电避雷针1的接地端12之间串联设置有可调电阻，可实现预放电避雷针1放电电压的调节。

在使用时，通过安装架3将预放电避雷针1固定设置于架空线路的杆塔顶端，将电流互感器2套设于架空输电线路中的架空地线8上或者架空输电线路中的架空地线8与高压杆塔连接的金具7上，电流互感器2两条引出线分别与预放电避雷针1的感应端13及接地端12 电性连接，电流互感器2可以感应到架空地线8的电流，雷云电场的变化会让架空地线8产生感应电流，电流互感器2能感应到架空地线8 产生的感应电流，通过引接线传递到预放电避雷针1的感应端13，预放电避雷针1的主针11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2将架空地线与预放电避雷针1的感应端13连通，让架空地线 8作为预放电避雷针1感应端13的延伸长度，增大了预放电避雷针1 感应端13的感应范围，同时又使预放电避雷针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。

本实用新型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实用新型限于所公开的形式。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实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种架空输电线路防止雷击的装置，其特征在于，包括预放电避雷针、电流互感器，所述预放电避雷针固定设置于架空线路的杆塔顶端，所述电流互感器用于感应获取高压架空输电线路中架空地线的感应电流，所述电流互感器包括有互感线圈，所述互感线圈有两条引出线，其中一条所述引出线与所述预放电避雷针的感应端电性连接，另一条引出线与所述预放电避雷针的接地端电性连接，所述预放电避雷针的接地端与大地电性连接。

2.根据权利要求1所述的架空输电线路防止雷击的装置，其特征在于，还包括有用于将所述预放电避雷针安装固定在杆塔上的安装架，所述安装架包括有上安装片以及下安装片，所述上安装片与所述下安装片通过螺栓连接并夹装在杆塔上。

3.根据权利要求2所述的架空输电线路防止雷击的装置，其特征在于，所述预放电避雷针的底端设置有绝缘子座，所述绝缘子座与所述上安装片通过螺栓连接，所述预放电避雷针通过所述绝缘子座固定设置在所述上安装片上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的架空输电线路防止雷击的装置，其特征在于，所述电流互感器为柔性开口互感器。

5.根据权利要求4所述的架空输电线路防止雷击的装置，其特征在于，所述电流互感器与所述接地端之间设置有可调电阻。

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