防繞擊和負(fù)角避雷針在輸電線路

1 防繞擊和負(fù)角避雷針在輸電線路中 的應(yīng)用情況 2008 年 6 月 16 日 2 防繞擊和負(fù)角避雷針 在輸電線路 中的 應(yīng)用 情況 一 輸電線路防雷指標(biāo) 輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用耐雷水平和雷擊跳閘率這兩個指標(biāo)來衡量。在分析輸電線路對雷擊的響應(yīng)（包括雷擊跳閘率）時，一般都依靠現(xiàn)有線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，要求用現(xiàn)代化的技術(shù)評價(jià)設(shè)計(jì)線路的耐雷性能，要求我們對設(shè)計(jì)中的下列幾個因素的影響做出評價(jià)： 1、線路上的雷擊次數(shù)、繞擊率和繞擊次數(shù)，雷電流的幅值、陡度和波頭時間； 2、新型桿塔結(jié)構(gòu)和尺寸； 3、絕緣水平和工頻電壓對雷擊事故率的影響； 4、高土壤電 阻率對 桿塔接地電阻的影響。 防雷原則 根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，因地制宜采取合理的保護(hù)措施。而線路本身的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，是衡量其防雷保護(hù)是否可靠的最好指標(biāo)。過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范中所推薦的各種防雷保護(hù)方法，系根據(jù)全國一般地區(qū)大多數(shù)線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性而制定的，所以在選擇每一條線路具體的防雷技術(shù)措施時，必須從實(shí)際出發(fā)，具體情況具體分析，做到區(qū)別對待，因地制宜，以便在節(jié)約的原則下做好防雷工作。 制定輸電線路的防雷保護(hù)措施時，主要應(yīng)該考慮以下幾個方面： 1、 防止直接雷擊。線路直擊雷事故有繞擊和反擊兩種，線路的繞擊耐雷水平是遠(yuǎn)低于其反擊耐雷水平的。 2、 防止發(fā)生反 擊 3、 防止雷擊閃絡(luò)后建立工頻短路電弧。 4、 保證線路不間斷供電。 5、 特殊桿塔的保護(hù)。 “繞擊”的特點(diǎn)是：定位高度比反擊低；只在滿足繞擊充要條件時發(fā)生?，F(xiàn)在提出一種輸電線路繞擊防護(hù)的新思路。輸電線路的屏蔽系統(tǒng)由地線、桿塔和大地三者構(gòu)成輸電線路發(fā)生繞擊跳閘事故可歸咎于屏蔽系統(tǒng)的引雷能力不夠?qū)τ诰唧w情況，增強(qiáng)某一屏蔽體的引雷能力，可有效 3 地防止繞擊跳閘 事故的發(fā)生。模擬試驗(yàn)和仿真計(jì)算研究的結(jié)果證明了它的可行性。 二 輸電線路防繞擊 1，國內(nèi)外繞擊跳閘 概況 “繞擊”的特點(diǎn)是：定位高度比反擊低；只在滿足繞擊充要條件時發(fā)生?，F(xiàn)在提出一種輸電線路繞擊防護(hù)的新思路。輸電線路的屏蔽系統(tǒng)由地線、桿塔和大地三者構(gòu)成輸電線路發(fā)生繞擊跳閘事故可歸咎于屏蔽系統(tǒng)的引雷能力不夠?qū)τ诰唧w情況，增強(qiáng)某一屏蔽體的引雷能力，可有效地防止繞擊跳閘事故的發(fā)生。模擬試驗(yàn)和仿真計(jì)算研究的結(jié)果證明了它的可行性。 隨著我國電力事業(yè)的蓬勃地發(fā)展，我國電網(wǎng)的電壓等級越來越高，高壓及超高壓輸電線路越 來越多。而雷擊卻是高壓及超高壓輸電線路事故的主要原因之一。在我國實(shí)際的 220kV的線路的觀測中繞擊跳閘次數(shù)占了整個跳閘事故的 60%左右，而在 500kV 的輸電線路中繞擊的事故就更加嚴(yán)重了，俄、美、加等國的735 765kV 的線路防雷的經(jīng)驗(yàn)表明，超高壓的雷擊跳閘事故中，繞擊跳閘是主要的原因。因此對線路繞擊的研究對保證電網(wǎng)的安全可靠的運(yùn)行是非常重要的 。事故分析 發(fā)現(xiàn)繞擊率高的分布點(diǎn)主要集中在離輸電導(dǎo)線較近的中間部位，這和理論計(jì)算是一致的：在高于一定高度后的空間是屬于避 雷線的吸引半徑范圍之內(nèi)，其繞擊概率是很低或不發(fā)生 繞擊，而在低于這 一高度之后，即至地面的吸引半徑之后，如果此處落雷的話，繞擊的概率也是很低或是不繞擊。 “繞擊”的特點(diǎn)是：定位高度比反擊低；只在滿足繞擊充要條件 發(fā)生?，F(xiàn)在提出一種輸電線路繞擊防護(hù)的新思路。輸電線路的屏蔽系統(tǒng)由地線、桿塔和大地三者構(gòu)成輸電線路發(fā)生繞擊跳閘事故可歸咎于屏蔽系統(tǒng)的引雷能力不夠?qū)τ诰唧w情況，增強(qiáng)某一屏蔽體的引雷能力，可有效地防止繞擊跳閘事故的發(fā)生。模擬試驗(yàn)和仿真計(jì)算研究的結(jié)果證明了它的可行性。 減少繞擊故障的對策： 接地電阻的改善； 盡可能降低鐵塔高度； 增強(qiáng)線路的絕緣 ； 采用分裂導(dǎo)線； 減小邊導(dǎo)線保護(hù)角（山區(qū)線路可采用負(fù)保護(hù)角）； 桿塔橫擔(dān)上加裝側(cè)向避雷針； 避雷線上加裝側(cè)向短針； 加裝塔頂拉線； 加裝旁路架空地線。 2， 繞擊的原因 4 什么是 繞擊 ， 繞擊就是一種不和常規(guī)，不按人們予定的路經(jīng)，天空雷云對地發(fā)生的一種放電，此處主要是指雷云應(yīng)該對架空地線放電，雷云卻繞過地線對導(dǎo)線放電而發(fā)生繞擊。 它的機(jī)理如下： 高空帶電雷云激勵地面接地體，使其快速、強(qiáng)烈響應(yīng)，自頂端產(chǎn)生迎面先導(dǎo)與之交匯。裝有雷電接閃裝置的接地體，將把雷云先導(dǎo)發(fā)展方向引向自身。有些接地體在頂端裝設(shè)避雷針 、線等，用以控制接地體上部高空雷電先導(dǎo)對建筑物的危害。但并不是所有的高場強(qiáng)雷云在不斷向下分級發(fā)展的過程中，都恰好被裝在高接地體頂端的雷電接閃裝置所吸引。裝設(shè)在接地體頂端的雷電接閃裝置能否接閃，不僅與接閃裝置產(chǎn)生異性電荷的能力和異性電荷遷移速率有關(guān)，也與雷電先導(dǎo)頭部電場游離范圍即先導(dǎo)對接地體遷移異性電荷的吸引半徑有關(guān)；同時也和接地體產(chǎn)生迎面先導(dǎo)的能力有關(guān)。雷云在隨風(fēng)向快速移動的過程中，受到雷云與雷云之間，雷云與大地之間各種不斷變化的隨機(jī)因素影響。雷云先導(dǎo)在接受各種影響的同時，不斷地調(diào)整先導(dǎo)頭部分級發(fā)展的方向， 從而使先導(dǎo)頭部向接地體定向發(fā)展時的定位高度并不一定恰在接地體的上部空間。發(fā)展到接地體側(cè)面低空的雷電先導(dǎo)，將向便于泄放自己能量的方位 最后階躍 ，這是雷電先導(dǎo)有可能向接地體繞擊的原因，而接地體自身是否存在易于遭受繞擊的條件，也是繞擊能否發(fā)生的重要原因。 它的機(jī)理有另一種說法， 繞擊 的發(fā)生是 由于雷電流小于所選滾求半徑對應(yīng)的最小雷電流而產(chǎn)生的一種雷擊現(xiàn)象。 避雷針即接閃器的作用是形成一個接收雷擊的確定點(diǎn)以避免雷擊點(diǎn)失控，防止被保護(hù)空間受直接雷擊。接閃器的種類有避雷針、避雷帶和避雷線，接閃器的位置常用 “滾求 法 ”確定。建筑防雷規(guī)范 GB50057 94 中規(guī)定首次雷擊的雷電流參數(shù)：一類 200KA；二類 150KA；三類 100KA。 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC61312“雷電電磁脈沖防護(hù) ” 將第一級防護(hù)的雷電流威脅值定為 200KA，波形為 10/350s，超過該值的概略為 1，就是說， 99的的雷電閃擊都包括了。 拿第一類防雷建筑來說，首次雷擊的雷電流參量為 200KA，由閃電數(shù)學(xué)模型（電氣幾何模型） hr =2I+30(1 e-i/6.8) 簡化為 hr=10I0.65 5 hr雷閃的最后 閃擊距離，也是規(guī)范當(dāng)中的滾求半徑 I與 hr 相對應(yīng)的得到保護(hù)的最小雷電流幅值。即比該電流小的雷電流可能擊到被保護(hù)空間。 將 200KA 帶入上式中得 I 5.4KA，即對于一類防雷建筑（ hr 30m），如果雷電流小于 5.4KA，就可能發(fā)生繞擊現(xiàn)象 繞擊率的計(jì)算 關(guān)于繞擊率，我國的物理意義是：每年雷電繞過避雷線直擊于導(dǎo)線的次數(shù)對（總的）線路雷擊次數(shù)（均按單位長度）的比值，可表示為： NNPa 2式中 2N 每年每單位長度線路的雷繞擊次數(shù)（次 /100km a或次 /100km 40雷暴日）； N 線路雷擊次數(shù)（次 /100km a或次 /100km 40雷暴日）。 前蘇聯(lián) M.B. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M試驗(yàn)結(jié)果，以及對較高桿塔系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的分析提出了繞擊計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式： 490lg haPa式中，為地線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角， h為避雷線的懸掛高度。 1.規(guī)程方法 我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL T620-1997交流電氣裝 置過電壓保護(hù)與絕緣配合，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推薦用下列分式計(jì)算繞擊率： 對平地線路 9.386lg haPa對于山區(qū)線路 35.386lg haP a從公式可以看出，山區(qū)的繞擊率是平原的 3倍，或者相當(dāng)于保護(hù)角增大。規(guī)程中的計(jì)算式，是運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，具有簡單明了的特點(diǎn)，對一般線路的設(shè)計(jì)及防雷復(fù)算十分便捷。但是它也存在十分粗略的缺點(diǎn)，最明顯的是， 對于山區(qū)不同的邊坡角度無法區(qū)別開來。于是便有了其他一些計(jì)算方法。如： EMTP 方法 ，統(tǒng)計(jì)模擬法 ， 蒙 特卡絡(luò)法 等等。 防繞擊預(yù)放電避雷針 工作原理： 試驗(yàn)表明，普通避雷針的引雷能力大約是架空地線的 46 倍。架空地線上裝設(shè)短針的措施，能有效提高地線的引雷能力，對高壓輸電線路而言，在架空地線上裝設(shè)防繞擊預(yù)放電避雷針，其作用有： 1.減少了雷擊跳閘率； 2.降低線路保護(hù) 6 角，進(jìn)而減少線路的繞擊率； 3.具有較強(qiáng)的引雷作用； 4.具有較小的雷電流； 5.較大的保護(hù)范圍。 由于反擊耐雷水平遠(yuǎn)高于繞擊耐雷水平，此時，將可能繞擊于導(dǎo)線的低幅值雷擊引到架空地線上。而此雷電流幅值小于其反擊耐雷水平，從而防止繞擊跳閘事故的發(fā)生。 防繞擊預(yù)放電 避雷針具有一般側(cè)針?biāo)鶝]有的 技術(shù) 特點(diǎn) ， 防繞擊預(yù)放電避雷針可得到比傳統(tǒng)避雷針提前的放電先導(dǎo) ，它能將 動態(tài)雷閃所產(chǎn)生的高頻脈沖電壓重復(fù)不間斷的送達(dá)針尖，以觸發(fā)針尖 空氣 電離提前放電，擊穿空氣介質(zhì)，形成向上先導(dǎo)，在 空中 與雷云所產(chǎn)生的下行先導(dǎo)閃接，達(dá)到防 繞擊的 目的 。 防繞擊預(yù)放電避雷針的安裝位置及適用范圍： 防繞擊避雷針 如： HFG-LR 系列防繞擊避雷針采用國內(nèi)外對繞擊雷機(jī)理的最新研究成果，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料選擇以及安裝方式等方面均創(chuàng)新和突破，可有效防止繞擊雷對線路的損害。 產(chǎn)品由夾線裝置、防振裝置、平衡裝置、側(cè)針及安裝組 件等構(gòu)成。 安裝在架空輸電線路的架空地線上，用于防止雷電繞擊輸電線路導(dǎo)線，適用于有架空地線的各種型式的架空輸電線路，對應(yīng)的架空地線是型號為 GJX35 GJX180 的鋼絞線或其它類型的鋁包鋼絞線、良導(dǎo)體絞線、 OPGW 光纜等特殊地線。 使用時先打開夾蓋，選定安裝部位扣上夾蓋，然后將拉桿順時針旋轉(zhuǎn) 90，再 將壓座底端螺絲取出或?qū)⒖ɑ沙槌黾纯?。以上操作可在塔桿頂部配合地面操作完成（即可不上線）也可在地線上完成安裝。 輸電線路的防雷實(shí)質(zhì)上歸結(jié)為桿塔頭部的防雷，即高聳物的防雷。在國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中，雷擊檔距中央避雷線及附近 引起閃絡(luò)跳閘的幾率發(fā)生極小，故只要使輸電線路的桿塔塔頭及其附近不遭雷擊，輸電線路雷擊跳閘的幾率就會大大下降。 根據(jù)模擬試驗(yàn)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和分析計(jì)算認(rèn)為，由于輸電線路桿塔的引雷作用和檔距中間的弧垂效應(yīng)，沿輸電線路的檔距，雷電繞擊可劃分為三個區(qū)域，依次為安全、危險(xiǎn)和正常區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)約在距離桿塔 10 50m 的區(qū)域，這一區(qū)域需重點(diǎn)防護(hù)。 輸電線路繞擊區(qū)一般在距桿塔 10 50m 區(qū)域。針對這一薄弱區(qū)域，分別離 7 桿塔 20 m、 40 m 的架空地線上各布置一支防繞擊預(yù)放電避雷針，同時，針對耐張轉(zhuǎn)角塔跳線多次遭受繞擊的情況，在地線支架 加裝一支長 60 100cm 的防繞擊預(yù)放電避雷針。 因此， 主要安裝在距離桿塔 10 30m 的危險(xiǎn)區(qū)域，等距離平均布置 2 套側(cè)針就能夠起到有效的保護(hù)作用（即在距離桿塔 15 米和 30 米處安裝）。 另外，在桿塔頂部兩側(cè)適當(dāng)位置應(yīng)安裝桿塔側(cè)針，以防護(hù)進(jìn)入桿塔側(cè)面地線屏蔽失效區(qū)的低空雷電先導(dǎo)，補(bǔ)充地線及其側(cè)針屏蔽的不足。 在繞擊嚴(yán)重區(qū)域或經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)繞擊頻發(fā)的具體桿塔上，可根據(jù)實(shí)際情況，在桿塔地線一邊（ 2 只）或兩邊（ 4 只）加裝第三組側(cè)針，安裝位置在距離桿塔 50 5m米處。 圖 2.1 防繞擊 避雷針結(jié)構(gòu)示意圖 不停電不出線安裝 防繞擊 預(yù)放電避雷針 性能特點(diǎn) 防繞擊預(yù)放電避雷針可以不停電不出線安裝 ，用機(jī)器人安裝，它具有下列特點(diǎn)： 1. 運(yùn)用自主創(chuàng)新技術(shù)， 在 GJX35、 GJX50 等地線上可不停電不出線安裝，操作更安全； 2. 產(chǎn)品可滿足不同規(guī)格地線的需要，實(shí)用性強(qiáng)； 3. 采用在桿塔兩側(cè)安裝側(cè)針的方式，可顯著減少桿塔附近繞擊雷的發(fā)生； 4. 產(chǎn)品握力在順線方向和旋轉(zhuǎn)方向都大于標(biāo)準(zhǔn)值， 抗不均勻覆冰， 可保證長期穩(wěn)定運(yùn)行； 6. 全金屬結(jié)構(gòu)，通流量大，可承受大電流的沖擊； 7. 設(shè)計(jì)精巧，外型美觀 三 負(fù)角保護(hù)針 1 負(fù)保護(hù) 角在防止繞擊上有著絕對的優(yōu)勢。 山區(qū)輸電線路的桿塔大都處于山坡或山頂，由于地形起伏較大，氣流多變活動強(qiáng)烈，導(dǎo)致雷擊活動頻繁，落雷密度高，是雷電的多發(fā)地帶。同時山區(qū)的土壤 8 避 雷 線 保 護(hù) 角 / ( 度 ）繞擊跳閘率0 5 10 15 2000.050.100.150.200.250.30電阻率較高，邊坡角度大，加上雷電發(fā)生時常常伴有大風(fēng)天氣，使得較大檔距中央的避雷線 對邊導(dǎo)線的保護(hù)角失效，裝設(shè)避雷線的線路經(jīng)常出現(xiàn)雷繞過避雷線而擊于導(dǎo)線的現(xiàn)象。 在線路多雷區(qū)和易擊點(diǎn)的桿塔上安裝負(fù)角保護(hù)針，能夠有效減少輸電線路遭受雷電繞擊，降低雷擊跳閘率，提高輸電線路安全運(yùn)行水平 。 負(fù)角保護(hù)針可看試裝在線路邊導(dǎo)線外側(cè)的避雷針，其目的是改 善屏蔽，減小臨界擊距。 試驗(yàn)研究成果報(bào)告 ： 護(hù)角為 0度的 時候，繞擊概率為 0， 如下圖所示， 可以看出，負(fù)保護(hù)角在防止繞擊上有著絕對的優(yōu)勢。 從 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看來負(fù)角保護(hù)針 中 -5的保護(hù)角在防繞擊性能上，跟其他的保護(hù)角相比有著絕對的優(yōu)勢，無論在哪個比例模型和那個桿塔型號得出的結(jié)論都是如 此。 通過一些試驗(yàn)表明 負(fù)保護(hù)角在防止繞擊上有著絕對的優(yōu)勢。 （ 1）通過典型的 500kV輸電線路（ ZB6T 型桿塔）在保護(hù)角為 +12下的 1:40比例模型試驗(yàn)，試驗(yàn)得出了空間各點(diǎn)繞擊概率的分布規(guī)律：在離輸電線路越近的空間，其繞擊的空間便越大，其 繞擊的雷電幅值便越小，隨著距離輸電線路越遠(yuǎn)，其繞擊空間便越小，且繞擊空間慢慢上升。這和電氣幾何模型計(jì)算分析時的繞擊空間分布規(guī)律是一致的。 （ 2）在不同的地形及來雷方向的條件下，通過對不同保護(hù)角進(jìn)行繞擊試驗(yàn)，驗(yàn)證了繞擊概率隨著保護(hù)角的減小而減小，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果尤其突顯了負(fù)保護(hù)角在防止繞擊性能上的優(yōu)越性。 保護(hù)角 繞擊跳閘率 9 （ 3）導(dǎo)線上有無電壓對引雷的影響研究表明：在雷擊瞬間，輸電導(dǎo)線上所處的電壓值對引雷影響很大，隨著導(dǎo)線上與雷電的相反極性電壓值的升高，其引雷的能力就越來越 強(qiáng)。在平原地區(qū)，即使考慮導(dǎo)線上的運(yùn)行電壓，采用 -5的保護(hù)角對邊相導(dǎo)線也不會發(fā)生繞擊。 （ 4）斜山坡地形對輸電線路繞擊概率的影響研究表明：無論是發(fā)生繞擊的空間還是許多具體空間落雷點(diǎn)的繞擊概率都隨著地面的傾斜角度的增大而增大?？傊?，整體看來，試驗(yàn)數(shù)據(jù)都清楚地表明隨著地面傾斜角度的增大，線路的繞擊概率明顯增加。當(dāng)采用 -5的保護(hù)角時，對于電流較大的時候繞擊無明顯增加，但在電流較小時，參考 0的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繞擊也應(yīng)有所增大。 （ 5）山區(qū)跨越深山澗線路繞擊概率的變化規(guī)律，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，大跨距時由于弧垂的不一樣而導(dǎo)致避 雷線與輸電線之間的垂直距離增大，本身垂直距離的變化對繞擊概率本無明顯影響，只是由于其垂直距離變化而水平距離沒變從而保護(hù)角變小，因此才導(dǎo)致繞擊概率變?。豢缭缴钌焦葧r，由于地面的屏蔽性能急劇減弱甚至沒有，此時無論是發(fā)生繞擊的空間還是許多具體空間落雷點(diǎn)的繞擊概率都隨著山谷的深度的增大而增大，輸電線路的繞擊率明顯增大。大跨距和大弧垂對于 -5保護(hù)角的繞擊無明顯影響 。 2 負(fù)角保護(hù)針的理論依據(jù) 電氣幾何理論是 60 年代后期由美國人提出來的，以 “閃 擊距離”的概念為基礎(chǔ)。所謂閃擊距離就是雷電先導(dǎo)頭部與地而目標(biāo)間的臨界擊穿 距離。此擊穿距離與先導(dǎo)頭部電位有關(guān)，先導(dǎo)頭部電位與先導(dǎo)中的電荷有關(guān)，先導(dǎo)中的電荷決定了隨后出現(xiàn)的雷電流幅值。因此，閃擊距離與雷電流幅值的關(guān)系可表示為 = K Ie 式中： -閃擊距離（ m） I 對零電阻地面的雷電流 （ KA） K、 e - 待 求系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)和模型試驗(yàn)得出。 目前已有的經(jīng)驗(yàn)公式為： = 7.1I0.75 或 = 9.4I2/3 電氣幾何模型是以解決繞擊為基木出發(fā)點(diǎn)提出來的，基木要點(diǎn)歸納為： ， 當(dāng)雷云趨 近地而時 ，雷云先導(dǎo)與地而突出物之間達(dá)到閃擊距離時，才會發(fā)生 擊穿，形成迎面 流光，雷電流便向目標(biāo)泄放； ， 線路是否發(fā)生繞擊事故，除了取決于雷電流幅值外，還決定于線 路木身的幾 何參數(shù) （ 即導(dǎo)線、避雷線的高度，其間的保護(hù)角）和耐雷水平 ， 雷擊既可 以來自正上方，也可來自線路側(cè)面，而且受地形和桿塔有效高度的影響 按電氣幾何模型，可畫出線路避雷線和負(fù)角保護(hù)針的保護(hù)范圍如圖 1 所示。虛弧線 為避雷線保護(hù)范圍，實(shí)弧線為負(fù)角保護(hù)針保護(hù)范圍，扇形陰影部分及以下 10 范圍為避雷線屏蔽失效區(qū)， 而扇形陰影部分對地距離大于導(dǎo)線對地距離 rsc，因此形成雷電繞擊區(qū)。 桿塔設(shè)置了負(fù)角保護(hù)針后，桿塔邊相導(dǎo)線周圍的雷電閃擊距離 （ 即雷電先導(dǎo)頭部與地 而目標(biāo)間的臨界擊穿距離） rsm小于導(dǎo)線對地距離 rsc負(fù)角保護(hù)針的屏蔽失效區(qū)均在導(dǎo)線下 方，因此，雷電先導(dǎo)只可能對負(fù)角保護(hù)針或地而放電，避免了雷電繞擊區(qū)的形成。山此可看出，裝設(shè)合適的負(fù)角保護(hù)針可消除雷電繞擊區(qū)，從而避免繞擊現(xiàn)象。因此當(dāng)桿塔的平均高度增加到一定高度時，必須降低避雷裝置的保護(hù)角，甚至要求保護(hù)角達(dá)到負(fù)值。降低保護(hù)角是防止繞擊的重要措施之一，而增設(shè)負(fù)角保護(hù) 針更是一種行之有效的方法。 3 負(fù)角保護(hù)針的構(gòu)造和技術(shù)參數(shù) 負(fù)角保護(hù)針成品呈園棒形，由針尖、主管、和底座三部分組成，采用鉚釘將三部分連為一體。 Z11 螺栓型水泥桿負(fù)角保護(hù)針加工圖如圖 2 所示： 11 其基木技術(shù)參數(shù)及構(gòu)造如下： 針尖：由 直徑為必 16mm長度為 500 mm的鋼管加工而成 . 主管：山直徑為 18mm 長度為 2 400mm鋁合金管加工而成。 底座： 根據(jù)負(fù)角保護(hù)針與桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)頭部的連接方式不同，在保證負(fù)角保護(hù)針始終與橫擔(dān)水平面 成 35角的原則下 ，可分為單板式螺栓連接和雙板式夾板連接。對于桿塔導(dǎo) 線橫擔(dān)頭部結(jié)構(gòu)便于用原有連接螺栓固定底座，則優(yōu)先選擇單板式螺栓連接方式的底座。如 Z11 桿、 H 桿和酒杯型塔頭的鐵塔的底座，由5mmX150 mmXll5mm 的熱鍍鋅扁鐵上焊接直徑為 20mm長度為 350mm 鍍鋅鋼管組成， ZII 桿、 H 桿的底座扁鐵與鋼管的焊接角度為 35，酒杯型塔頭的鐵塔底座扁鐵與鋼管的焊接角度為 0 ,鍍鋅扁鐵上加工兩個直徑為 13.5mm 的孔，孔距的尺寸位置與導(dǎo)線橫擔(dān)頭部掛線點(diǎn)上方的包鐵連接螺栓的孔距相對應(yīng)。對于桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)頭部結(jié)構(gòu)不便于用原有連接螺栓固定底座，如貓頭型塔頭的鐵塔和桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)結(jié)構(gòu)為電焊連接的情況，則優(yōu)先選擇為雙板式螺栓連接方式的底座。ZII桿的底座扁鐵與鋼管的焊接角度為 35 ，酒杯型塔頭的鐵塔底座扁鐵與鋼管的焊接角度為 90 。 4 負(fù)角保護(hù)針的特點(diǎn)和試用情況 加強(qiáng)線路絕緣，提高桿塔的耐雷水平，是減少線路雷擊的重耍措施，但實(shí)際上，隨著電壓等級的提高和自然條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合因素考慮，不可能無限制的加強(qiáng)絕緣。 一些電力 公司在 2002 年底將負(fù)角保護(hù)針的研制和開發(fā)列為科研計(jì)劃，把 220kV 線 路 多雷區(qū)和易擊點(diǎn)的 120 基桿塔作為實(shí)施防雷改進(jìn)措施的試點(diǎn)。凡是雷擊閃絡(luò)過的桿塔繼續(xù) 實(shí)施降低桿塔的接地 電阻工作，為了減少反擊閃絡(luò)塔的分流，對鄰塔的接地電阻也要降下 來 .為防止水泥桿的桿項(xiàng)至接地孔之間導(dǎo)通道不暢，采用 4mmx40mm 扁鐵自桿頂引自接地裝置，并安裝負(fù)角保護(hù)針裝置，用以防止在桿塔附近雷電繞擊導(dǎo)線，即在多雷區(qū)桿塔的邊相安裝長 24m 上翹 30的屏蔽針，防止繞擊。將該裝置作為 22OkV 山區(qū)線路的基木保護(hù)，從 2003 年至今運(yùn)行 5 年來，防