第1章绪论
1.1 课题的背景和意义
雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。由于高压输电线路距离长、跨度大、地理分布广，气象条件十分复杂，长期以来，雷击引起输电线路跳闸事件频繁发生，对电网安全运行造成极大的威胁。雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重，据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的50%-70%以上。特别是伴随着科学技术的发展，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故占据日益主要的地位。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。
临安市地处浙江的省会杭州西郊。截止到2011年底，截止到2011年底，临安地区管辖的35kV-110kV电压等级的架空输电线路共52条，线路总长684.651公里，其中35kV线路25条，长度284.177公里，110kV线路27条，线路长度为400.474公里。输电线路作为临安地方电网的骨干网架，除了担负着全市电网电能的输送任务外，还与周边地区的输电系统形成环网供电系统，因此
35kV-110kV输电网络的安全稳定运行与广大人民群众息息相关。
近年来，随着输电线路走廊运行环境持续恶化，线路发生跳闸故障的情况时有发生，下面对临安电网2006-2011年35kV-110kV电压等级输电线路的跳闸原因进行分析，如表1。
通过以上表格可以看出，2006-2011年，临安电网中输电线路跳闸的主要原因是雷击，占所有跳闸次数的高达96.37%，输电线路因雷击跳闸故障的频繁发生，极大地影响了供电可靠性和电网的安全运行，同时也影响了人民群众的正常
的生产、生活用电，发生严重故障时还会可能会造成变电站停运，给国民经济造成巨大损失。
为此，对临安电网输电线路雷害事故频发的原因进行认真分析，找出临安电网输电线路在防雷措施上存在的缺陷和不足，有针对性地提出符合临安电网输电线路实际情况的防雷改造显得必要而迫切。
1.2 国内外研究动态
经过几十年的摸索和总结，为了尽量努力降低输电线路雷击故障，提高供电的可靠性和安全性，人们提出了很多关于如何更好的进行防雷的分析方法和具体措施。从输电线路的发展过程来看，其防雷保护大体上经历四个阶段：第一阶段：上世纪三十年代以前，由于输电线路电压等级普遍不高，研究主要以防感应雷为主，主要防雷措施是装设耦合地线，增加耦合系数，减小线路上的感应过电压。
第二阶段：上世纪三十年代至五十年代，人们对雷电有了更深的了解和认识，归纳了表征雷电的参数，开始意识到直击雷是高压输电线路跳闸的主要原因。因此，人们经过研究，产生了有效防止直击雷和保护输电线路导线的的计算方法。
第三阶段：上世纪五十年代至六十年代，美国345kV线路发生了非常多的绝缘闪络，人们对以前的防雷计算方法和研究数据进行了重新评估。这样使得输电线路的防雷研究有了很大的发展，也在线路的理论分析、现场实测、模拟试验和运行经验等方面有了极大的提高。
第四阶段：上世纪六十年代至今，人们将模拟试验、现场实测、概率统计和计算机进行了密切联系，使现在的防雷保护在理论和实践上有了大幅提升。
在实际的高压输电线路防雷中，经常采取的传统措施有架设避雷线、降低杆塔接地电阻、提高线路的绝缘水平、采用负保护角或减小避雷线屏蔽角、安装线路避雷器等。但诸多方法都各有利弊，对于分布在山区高土壤电阻率的易击段与易击杆塔所在线路，降低杆塔接地电阻难度较大，难以达到规程要求。而提高绝缘水平将会使杆塔更宽更高而受到杆塔结构及走廊宽度的限制，即使方案可行也会使投资增加很多，经济效益较差。对于采用负角保护、减小屏蔽角与多重屏蔽的方法将受到杆塔结构的限制，对于一些老线路的改造难以进行，且由于山区线路地形限制，经过山坡的线路绕击率高，使绕击雷对线路造成的故障率高的问题没有好的对策。采用不平衡绝缘，对于一般的线路来说难度较大，如果仅是对多回路线路中的一回线路加大绝缘子的干弧距离，则有可能导致线路的电气间隙距离不足。而对于防绕击避雷针及可控避雷针而言，近年来的运行经验已经证明，避雷针在预防雷电绕击的同时，也起到了引雷的作用，不少安装了避雷针的线路
依然出现了跳闸的情况。此外，防绕击避雷针还出现了因为运行时间太长导致地线断线的情况，给输电线路的安全运行带来新的威胁。
在高压输电线路的防雷措施中，各国都在进行大量的研究。国外较早研制出一种新技术，即线路型避雷器。美国AEP和GE公司1980年开始研制用于线路防雷的线路型避雷器，1982年lO月有75只在138kV线路上投入运行，结构上采用了环氧玻璃筒包裹ZnO阀片，筒外套上橡胶裙套。1993年，在Port Washington 和Pecongic地区的三回线路上加装了线路型避雷器，并采用了不同间距的配置方案，连续观察了三年，取得了大量的实用资料和安装、运行经验。日本自1986年开始研制输电线路限制雷电过电压的线路型避雷器，年底研制出 77kV线路防雷用线路型避雷器，1988年研制出275kV线路防雷用线路型避雷器，到1990年已在33-275kV系统的610km线路上运行了4670只线路型避雷器，1992年500kV 系统输电线路防雷用线路型避雷器已投入运行。到2009年3月止，避雷器在日本的总安装量为351000相，这一数据大约是10年前的四倍。从1993年三月起，500kV及以下等级线路开始大力推广使用。这些线路型避雷器在运行过程中所起的作用被大量的避雷器动作纪录所证明。最先的成功纪录是在1991年7月275kV 线路上以及在1992年8月 500kV线路上获得的。前苏联列宁格勒工业大学从80年代中期开始，进行了一系列的线路型避雷器的研究。现已研制出ll0-1150kV 系列线路用避雷器，用于一般输电线路和紧凑型输电线路。
线路型避雷器在我国是从1993年开始研制和应用的。1993年，清华大学研制出110－110kV无间隙的线路避雷器，安装在承德山区多雷地区的线路；1996年清华大学与中能公司合作研制出110－110kV带间隙的线路合成绝缘避雷；500kV线路避雷器1999年9月通过技术鉴定，并成功挂网运行。加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从架空地线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经架空地线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和架空地线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从架空地线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。通过对我国线路避雷器的运行情况进行跟踪，证明避雷器的防雷效果是较好的。
1.3 课题研究的内容
主要通过对临安电网近年来输电线路雷击跳闸的数据进行分析，找出线路遭受雷害的规律和存在的问题，并结合现有输电线路上的防雷效果进行总结分析和评价，对临安电网输电线路提出有针对性的防雷措施。
阐述大气过电压计算理论及其对输电线路影响。通过对输电线路所处的地形地貌、线路沿线的落雷情况和气候情况、线路的绝缘配置情况、雷击杆塔的相位、接地电阻、保护角等的研究讨论，找出雷击故障线路所处的区域、线路类型以及存在的共同点。通过对各种防雷措施的效果进行理论的评估分析，并结合临安局已采取的防雷措施进行验证，讨论影响耐雷水平的诸多因素变化时对提高线路耐雷水平的影响，分析研究各种可能的过电压水平。最后，在对临安电网实际雷击情况的统计和分析并找出规律的基础上，提出具有一定工程价值的提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的综合防雷措施。
1.4 研究方案及难点
通过对目前临安电网输电线路的整体运行状况进行分析，结合历年来的雷击跳闸情况及雷电活动的数据，找出线路存在的薄弱环节。针对这些薄弱环节，从理论上对各种防雷措施的效果进行分析，并结合实际情况对某35kV或110kV线路提出防雷改造建议，对比线路改造前后的雷击跳闸情况，验证各种防雷措施在临安电网35kV或110kV线路上实施的可行性。分析目前防雷改造工作存在的技术、经济和政策上的问题，找出这三者之间的平衡点，最终制定出符合临安地区输电线路运行的防雷改造措施。
存在的难点：
（1）大量现场数据的采集；
（2）选用合适的高电压理论对线路遭受雷击的原因进行分析；
（3）从理论上对输电线路防雷措施的效果进行综合评估；
（4）防雷措施的制定必须绕过有效但又无法开展的设计及施工阶段。
第二章输电线路雷击过电压的原理
2.1雷电放电的过程
雷电的发生与与雷云存在密不可分的联系，人们通常把发生雷电的云成为雷云。实际上与雷电有关的云有多种，但最重要的是积雨云，因为它是最常见的雷电灾害发生的大气环流背景。积雨云中的大气电场较为强烈，平均值的变化范围可以达到104V·m-1至105V·m-1数量级。雷电的形成可以概括为：当积雨云带有大量电荷，由于静电感应作用，在积雨云的下方地面或地面上的物体附近的电场强度足够大时，发生积雨云和地表(或地面上的物体)之间空气被击穿的局部放电，即雷电现象。根据发生的位置不同，雷电可分为云闪和地闪两类。云闪是云层中和云层间的放电，对地面上的构筑物没有很大的影响，而地闪则是云内电荷中心与大地和地物之间的放电过程，对地面上的构筑物、电力设备危害较大，是防雷的主要研究对象。
雷电的极性是按照从雷云流入大地的电荷符号决定的。广泛的实测表明，90%左右是负极性雷。雷云对大地的放电通常包括若干次重复的放电过程，而每次放电又可分为先导放电、主放电和余晖放电三个阶段。
先导放电阶段
以常见的负极性云地闪电为例，当云中负电荷中心的电场强度达到106V·m-1左右时，附近的电场达到足以使空气绝缘破坏的强度(约3000k V·m-1)时大气就会发生电击穿，获得足够大动能的电子撞击气体分子使其电离，从而产生大量离子，这部分气体就成为导电介质，并具有气体发光现象，通常称这部分导电的气体为流注。这部分流注状导电气体是逐级向下方延伸的，靠电场给予的动能去碰撞前方的气体分子，呈现电子雪崩式导电，它基本上沿着电场作用力的方向（垂直与地面）。但由于运动的惯性和碰撞的概率，每个电子的速度和方向因很多随机因素造成导电气体的向下发展并不是垂直向下，这一段暗淡光柱时一条弯曲有分叉的折线段，逐渐向下方推进，因而又称先导放电为为阶梯先导。它向下推进的平均速度为1.5×105m·s-1,单个阶梯的长度平均为50m,各阶梯间的间隔时间平均为50цs左右。
主放电阶段
当阶梯先导到达距离地面约5-50米时，地面的突出或较高物体上出现感应电荷，使局部电场畸变增强，先导通道的发展将沿着其前端到感应电荷集中点之间发展。此时放电通道的发展便具有定向性，或者说雷击点有选择性，上述使先导通道具有定向性的高度，称为定向高度。
先导引发地面形成很强的大气电场并产生回击，它实际上是引起地面空气产生向上的流注，这流注与下行先导接通，就形成一个直通云中负电荷区的导电通道。云中负电荷迅速流入这个通道冲向大地，电流十分巨大，形成很亮的光柱，同时伴随巨大的雷鸣，这便是主放电阶段。主放电的推进速度也比阶梯先导要快很多，平均速度为5×107 m·s-1，放电时间非常短，约为50-100цs，放电通道的直径平均为几厘米，峰值电流可以达到数十甚至数百千安。形象的说，先导的发展像是将一条具有很高负电位的长导线由上向下延伸，而主放电的发展则是将导线在其下端接地短路，只是导电的雷电通道是游离空气而不是金属，因此沿雷电通道传播的波速也就不同与金属导线中的波速。
余晖放电阶段
主放电完成后，云中剩余的电荷将沿雷电通道继续流向大地，这时在拍摄的照片上看到的是一篇模糊发光的部分，称为余辉放电。余辉放电电流仅103-101A，持续的时间约为0.03~0.15s。
上述三个阶段组成了下行负极性雷的第一个分量，而雷电的放电过程一般并不就此结束，而是后续还有几个或十几个分量，后续分量存在的原因可能是雷云中存在几个电荷中心。每个后续分量依然是由先导阶段、主放电阶段和余晖放电阶段所组成。由于原先的通道没有充分的脱离游离，后续分量的先导沿着第一分量的通道前进，不再分级。后续分量的放电机理与第一分量相同，电流幅值只有第一分量的1/2-1/3，但其电流上升的陡度比第一分量大3-5倍，会在感性被击物体上造成较高的过电压。因此，各分量中的最大电流和电流增长的最大陡度是造成被雷击物体上过电压、电动力和破坏力的主要因素，在余晖放电中流过较长时间的电流是造成雷电热效应的重要因素之一。
2.2输电线路绝缘子雷击闪络原理
在强电场中的固体绝缘介质，若其绝缘性能大于其周围气体介质，则气体介质先于固体介质击穿。实践证明，气体介质的击穿总是以沿着固体介质表面闪络的形式完成，沿面闪络电压总是小于气体介质的击穿电压。
输电线路遭受雷击后，会产生雷电波沿着输电线路导线或架空线传输，在输电线路雷击点周围产生畸变的高电场，形成局部的过电压，这个过电压称为大气过电压。对于输电线路上电气绝缘性能良好的绝缘子，因为它的击穿电压总是比它的表面闪络电压高约30%-50%，因此大气过电压只能令绝缘子表面放电闪络。由于雷击过电压使绝缘子表面周围的空气游离，形成放电通道，随后强大的工频短路电流通过形成持续的电弧，最终造成绝缘子表面灼伤或损坏。如果绝缘子运行工况不良，其绝缘电阻已经较低或为零，雷电闪络放电时还会造成绝缘子击穿、炸裂甚至烧熔，引起导线落地，造成永久性事故。
2.4雷电参数
为了对大气过电压采取合理的防护措施，人们对雷电现象进行了长期的观测，积累了丰富的测量资料，并对此进行统计，获得了描述雷电活动规律和雷电流的统计参数，这些数据主要包括雷电流幅值波形、雷暴日和雷暴小时、地面落泪密度和输电线路落雷次数等。
2.4.1 雷电流的幅值
雷电流是一种非周期变化的冲击波，其幅值I m是个随机变量，大小变化范围很大，必须对大量的实测数据进行统计才能得到其分布特性。在我国，传统采用经
（2-1）
kA，P为雷电流幅值超过I m的概率。近几年，一m
2-1）式修改为
（2-2）
为60kA，代入（2-2）式中，可求得P为21%，即每100次雷电放
m
电中有21次雷电流幅值超过60kA。
2.4.2 雷电流的波形
近年来大量的观测和研究表明，雷电流的波形为单极性的脉冲波。雷电流的波头
和波尾都是随机变量，波头一般在1-4цs 内，我国防雷计算建议取波头时间为
2.6цs ，波尾时间一般在20-100цs ，平均波尾在40цs 。
雷电流的陡度即雷电流随时间的变化率，其大小由雷电流的幅值和波头时间决定。实测表明，雷电流幅值增加时雷电流陡度也随之增加，在防雷设计中，为了简化分析和计算，将雷电流幅值与陡度表示为线性关系，即：
（2-3）
式中，α为雷电流的陡度，m I 为雷电流幅值，f τ为波头时间。
大量的观测和研究得出了各种不同的雷电波形，对任意一种波形都很难用一个数学表达式来表示。为了便于在防雷设计中进行定量分析和工程计算，人们对雷电波进行了分析、总结、归纳，对雷电波的等值波形作出了规定：在我国，一般线路防雷设计中雷电波形状取斜角波，波形斜率由式（2-3）确定，等值斜角波的波尾部分可以无限延长，也可以固定斜率衰减。在特殊高塔防雷设计时，可用半
式中，0ωf τ为波头时间。 2.4.1雷暴日与雷暴小时
在进行防雷设计或采取防雷措施时，必须以该地区的雷电活动具体情况为依据。雷暴是一种伴随有大风、降雨、雷电等多种强烈大气现象的中小尺度天气过程，雷电发生在雷暴的活动期，因此描述雷暴活动气候的时空分布特征可以反映雷电活动情况。某一地区雷电活动的频繁程度，可用该地区的雷暴日或雷暴小时来表征。
雷暴日是指当天发生雷暴的日子。一天内，只要听到一次或一次以上的雷声就作为一个雷暴日，而不论该天雷暴发生的次数和持续时间。雷暴小时是指在一个小时内只要听到一次或一次以上的雷声就作为一个雷暴小时。雷暴日和雷暴时分为月雷暴日（时）、季雷暴日（时）和年雷暴日（时）及其平均雷暴日（时）。由于年平均雷暴日和年平均雷暴时是多年平均的结果，更能反映出一个地区雷暴活动的多年平均实际情况，在雷暴气候统计中被广泛使用。
我国各地年雷暴日和雷暴时的大小与当地所处的纬度及距离海洋的远近有关。根据统计，大多数地区雷暴小时与雷暴日的的比值在3左右。全年平均雷暴日小于15日的地区为少雷区，如西北地区；超过40日的地区为多雷区，如长江流域和华北地区；超过90日的地区为高雷区，如华南一些地区，在防雷设计上要因地制宜区别对待。
2.4.2地面落雷密度
对于雷电放电来说，云间放电的次数要多于云地间放电的次数，而雷暴日和雷暴小时没有对这一情况加以区分。从防雷的角度来说，云地放电的频数是确定雷电对人类和构筑物影响的最重要的参数。雷云对地放电的频度用地面落雷密度γ来表示，其定义是每个雷暴日在每平方千米地面上遭受的雷击次数，单位为次·km-2。由于国内传统的线路防雷设计中无法获得年落雷密度，现行规程中用γ×T得到该地区的年落雷密度，即Ng。通常在40雷暴日情况下，γ取经验数据0.07，对应的年落雷密度Ng即为2.8。在传统线路防雷的设计环节中，基于雷电观测手段的局限性，存在一系列的假设和经验公式。近些年，随着雷电定位系统的成熟和应用，各地电网企业对雷电参数开展了精细化研究，统计分析本地落雷密度，并进行了落雷密度分布图的绘制。并应用于本地区的输电线路防雷工作。
2.4.3输电线路落雷次数
对于输电线路来说，由于其高出地面，遭受雷击的可能性较大。根据试验结果和运行经验，输电线路的等值受雷面积的宽度为4倍导线（或地线）的平均高度。在计算每年每百公里的线路雷击次数N时，一般采用了近似公式进行计算：
）式（2-4）
N＝0.1γ×T（b+4h
av
其中T为年雷暴日数；γ表示每一雷暴日、每平方公里的地面落雷次数，单位：
为次/km2.雷暴日；γ×T的乘积表示该地区的年落雷密度，单位：次/km2.a；h
av
为等值受雷面积的宽度；b为两根地线之间地线（或者导线）的平均高度；4*h
av
的距离。
2.5输电线路大气过电压的计算
输电线路上出现的大气过电压主要有两种，一种是雷击线路附近的地面时，因为雷电通道周围空间电磁场的剧烈变化，输电线路由于电磁感应作用所引起的过电压，称为感应雷过电压；一种是雷电直接击中线路或杆塔引起的，称为直击雷过电压。
2.5.1、感应雷过电压及其计算
当雷云在输电线路上空开始先导放电阶段时，由于静电感应，在先导通道上的一段导线将感应出与雷云电荷异号的电荷，这就是束缚电荷，而与雷云同号的电荷，则通过线路的泄露电导和中性点流入大地。当雷云对输电线路附近地面放电，由于先导通道中的电荷被迅速中和，先导所产生的电场迅速降低，输电线路上的束缚电荷就得到释放，分别沿导线两侧运动就形成感应雷过电压，这种由静电场突变而引起的感应电压又称为静电分量。与此同时，雷电流还在放电通道周围空间产生了强大的磁场，磁场的变化也会使导线感应出很高的电压，这种由磁场突变引起的感应电压称为电磁分量，即静电分量和电磁分量是感应雷过电压的两个主要组成部分，且感应雷过电压的极性与雷电流极性相反。
(l)无避雷线时的感应雷过电压
根据一些研究和测量结果，我国规程建议，当雷击点与输电线路的距离S大于
:
2-5）
kA，h d为导线悬挂的平均高度，单位为m，S为雷m
击点至线路的距离，单位为m。
从式（2-5）可以看出，感应过电压的幅值与雷电流幅值I m及导线平均高度悬挂成正比关系，导线挂点越高，其对地电容就越小，感应电荷产生的电压就越高；与雷击点到线路的距离S成反比关系，距离越远，感应过电压越小。由于雷击线路附近地面时，雷电通道中的自然接地电阻比较大，因此雷电流的幅值一般不会超过100kA，感应雷过电压一般也不会超过500kV，对于110kV及以上的线路，由于其绝缘水平较高，一般不会引起闪络；而对35kV及以下线路可能会引发闪络事故，但由于感应过电压同时产生于三相导线，相与相之间无电位差，故只会造成对地闪络，当两相或者三相导线同时对地闪络时才会发生相间闪络事故，造成跳闸。
当落雷点距离输电线路小于65m时，由于线路的引雷作用，绝大多数落雷将直接击于杆塔上，由于雷电通道形成的电磁场的剧烈变化，导线上将感应出与雷电流极性相反的过电压。当雷击输电线路杆塔时，我国规程建议对40m以下一般
高度无避雷线线路，感应雷过电压最大值按如下公式计算
d g ah U =（2-6）
式中a 为感应过电压系数，单位kV/m ，其值等于雷电流的平均陡度值，根据式（2-3）取a =I m /2.6。
(2)有避雷线时的感应雷过电压
如果输电线路上装设有避雷线，在屏蔽效应作用下，导线上的感应电荷会有所减少，感应过电压将会降低。
在避雷线不接地情况下，且落雷点距离输电线路大于65m 时，可根据式（2-5）U gd ，即：
因此，为保持避雷线的零电位，避雷线上相当于有一个-U gb 来抵消感应过电压U gb ，这个-U gb 将会在导线上产生耦合电压为k (-U gb )，k 为导线与避雷线间的耦合系数。因此，导线上的感应过电压将变为U gd -k U gb ，若导线与避雷线挂点高差不大，则U gd -k U gb 近似等于U gd （1-k ）。当落雷点距离输电线路小于65m 时，根据前文分析，感应雷过电压按下式计算
)1(k ah U d gd -=（2-7）
2、直击雷过电压及其计算
电力系统的防雷的重点是防直击雷过电压。直击雷过电压较为复杂，以下主要分析中性点直接接地系统带有避雷线的输电线路的直击雷过电压，从雷击杆塔塔顶、雷击避雷线档距中央和雷电绕过避雷线直击导线即“绕击”三种情况来分析，阐明其过电压计算方法。
(l)雷击输电线路杆塔时的过电压
雷击杆塔顶端时，以雷击点即杆塔顶端为起点，将有三个方向的雷电流波的运动，分别为沿杆塔向下运动的分量和沿两侧避雷线向相邻杆塔运动的分量，作用在线路绝缘上的过电压就是由这三个分量引起。由于避雷线对雷电流起到分流作用，因此流经杆塔的雷电流i gt 将小于雷电流i m ，即i gt =βi m 。β为分流系数，对35kV-110kV 单避雷线线路β值一般取0.9，双避雷线线路β值一般取0.86。塔顶电位的幅值U td 则为：
2-8）
式中，I m 为雷电流幅值，R ch 杆塔的冲击接地电阻，L gt 为杆塔的等效电感。 当塔顶电位产生的同时，由于避雷线与杆塔塔头直接相连，则避雷线的电位也为U td 。由于导线与避雷线之间的耦合作用，导线上将出现一个值为kU td 的耦合电压，其极性与雷电流极性相同。另外，根据式（2-7），导线上还会产生与雷电流极性相反的感应过电压，则导线上的电位幅值U d 为
-=td d kU U )1(k ah d -
因此，加在线路绝缘子串两端的电压幅值U j 即为塔顶电位与导线电位之差，即 -=-=td d td j U U U U td kU +)1)(()1(k ah U k ah d td d -+=-
代入式（2-8）及a =I m /2.6，得
)1)(6
.26.2(k h L R I U d gt
ch m j -++=ββ（2-9） 实际运行中的输电线路，一并作用在线路绝缘上的电压还有导线上的工频电压，但对于110kV 及以下电压等级线路，其所占的比重可忽略不计。
(2)雷击避雷线档距中央时的过电压
雷击避雷线档距中央时，雷电流则沿避雷线向相邻杆塔运动，雷击点电位幅值可按下式计算：
b
b b A z z z z v l a U +??=002 （2-10） 式中，a 为雷电流陡度，l 为雷击点所在的档距长度，b v 为雷电流在避雷线上的运动速度，0z 为雷电流通道的波阻抗，b z 为雷电流在避雷线中的波阻抗。 由于避雷线与导线间的耦合作用，导线上将耦合出一个电压A kU ，加载在避雷线与其下方导线间的空气间隙上的电压幅值=s U A U -A kU （2-11）
(3)“绕击”时的过电压
对于装设有避雷线的输电线路，有可能发生雷电绕过避雷线而直击导线的情况，即“绕击”。即便这种概率不高，但一旦发生将会引起线路绝缘子串闪络。 绕击发生时，导线上电压幅值即线路绝缘上承受的电压幅值为
d
d m d z z z z I U +?=002（2-12） 式中，I m 为雷电流幅值，0z 为雷电流通道的波阻抗，d z 为雷电流在避雷线中的波阻抗。
在输电线路防雷工程的实际应用上，更关注线路的绕击率。根据模拟试验和实际运行经验，人们认为绕击率与避雷线对最外侧导线的保护角度α，输电线路杆塔的高度h 以及线路所处的地形地貌等条件有关。我国现行规程用以下公式计算线路的绕击率a P
线路位于平原地区 9.386lg -=h
P a α（2-13）
线路位于山区 35.386lg -=h
P a α（2-14）
从式（2-13）（2-14）可知，线路绕几率随着杆塔高度的增加而增大，随着避雷线保护角的增加而增大，山区的线路绕几率大致为平原地区的3倍，或在保证同等绕几率情况下保护角需减小8度。
3、输电线路耐雷水平的计算
从上述分析可以知道，不管是感应雷还是直击雷都会造成输电线路杆塔或导线的电位升高，从而引起线路绝缘上的电位差增大。加载在线路绝缘上的过电压幅值随着雷电流的增大而增大，当过电压幅值大于绝缘子的冲击闪络电压时，绝缘子串将会发生闪络，而雷击输电线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为输电线路的“耐雷水平”，耐雷水平越高则输电线路发生闪络的可能性越小。在二十世纪三十年代，防雷工作以防感应雷为主要研究方向，随着高压输电线路的发展，电网的电压等级不断提高，直击雷已经变为主要矛盾，以下主要分析直击雷耐雷水平的计算。
（1） 雷击线路杆塔时
由式（2-9）得知雷电直击杆塔时的杆塔电位j U 。当此电位超过线路绝缘50%的冲击闪络电压时，绝缘子串将发生闪络，由于此时杆塔上的电位高于导线上的电位，故将此类闪络成为“反击”闪络。此时杆塔的耐雷水平f I 可以由50%的冲击闪络电压%50U 反求，即
)1)(6
.26.2(%50k h L R U I d gt ch f -++=ββ(2-15) 由式（2-15）可知，雷击杆塔时的耐雷水平与杆塔的冲击接地电阻ch R 和导地线之间的耦合系数k 有关。距离避雷线较远的导线由于其耦合系数较其他导线小，故比其他导线容易发生反击闪络。在实际防雷工程中，人们主要采用降低杆塔接地电阻和增加避雷线以提高耦合系数的办法来提高杆塔的耐雷水平。我国规程规定，各电压等级的输电线路，雷击杆塔时的耐雷水平不应低于表2-2所列数值的规定。
由式（2-10）（2-11）得知，当雷击避雷线时，避雷线与导线间空气绝缘两端的过电压与档距l ，雷电流的陡度a 和耦合系数k 相关，若过电压幅值超过空气绝缘就会发生短路事故。因此，在进行防雷设计时，应确保导线与避雷线之间有足够的绝缘距离。我国现行规程对一般档距线路的导、地线间隔距离s 作出如下规定：
1012.0+≥l s （2-16）
只要能够满足此距离要求，则一般不会发生闪络事故。
（3）绕击时
由式（2-12）可知绕击发生时，线路绝缘子串上的电压幅值为d U ，令d U 等于绝缘子串50%闪络电压%50U 可反求出绕击时的耐雷水平r I 。
%50002U z z z z I d
d r ?+=（2-17） 我国规程认为2/0d z z ≈，0z 一般取400Ω，则100
%50U I r ≈。 根据规程的计算方法，35kV 、110 kV 、110 kV 、330 kV 、500 kV 线路绕击耐雷水平分别为3.5kA 、7 kA 、12 kA 、16 kA 、24 kA 左右，其数值较雷击杆塔时的耐雷水平小很多。
4、输电线路的雷击跳闸率
4.1 建弧率
当输电线路遭受雷击时，若雷电流幅值超过线路的耐雷水平，线路绝缘子串讲发生冲击闪络，由于冲击闪络过程极其短暂，仅有几十微秒，远远小于继电保护装置的动作时间，开关来不及动作。只有流入闪络通道中的工频电流建立稳定的电弧并持续燃烧时，线路才会发生跳闸。由冲击闪络演变为工频电弧的概率与闪络瞬时工频电压、电弧通道中的平均场强等因素有关，这个概率即为建弧率，用η表示。根据实验和研究，建弧率可按下式进行计算
100
145.475.0-=E η（2-18） 式中，E 为绝缘子串的平均运行电压梯度，其值随着系统的中性点接地方式不同而不同。
对于中性点直接接地系统：
l
u E e 3=（2-20） 式中，e u 为线路的额定电压，l 为绝缘子串的闪络距离。
对于中性点不直接接地系统：
l
u E e 2=（2-19） 由于中性点不直接接地系统单相闪络并不会跳闸，只有在第二相导线也发生闪络时才会造成线间闪络而跳闸，因此式（2-19）中的e u 和l 应分别为线电压和相间绝缘长度。
4.2 跳闸率的计算
输电线路跳闸率是每一百公里线路在一年中有可能发生跳闸次数的统计概率。根据线路雷击闪络的原理不同，跳闸率也分为雷击杆塔跳闸率（即反击跳闸率）和
绕击跳闸率。线路的雷击跳闸率为反击跳闸率和绕击跳闸率之和。
4.2.1反击跳闸率
反击跳闸率的大小与一个地区的年落雷密度g N 、落雷击中杆塔的概率g 、击中线路雷电流幅值超过线路耐雷水平的概率P 以及线路的建弧率η等因素有关。在实际运行中，击杆率g 与避雷线的数量以及线路所处的地形地貌有关，我国规程按表2-3取值。
根据前文2.4.2公里线路每年落雷次数g N 为)4(28.0h b +次，则每百公里线路年雷击杆塔次数为g h b )4(28.0+次，若杆塔的耐雷水平为f I ，根据式（2-2）雷电流幅值超过f I 的概率为f P ，建弧率为η，那么反击跳闸率f n 为：
f f P
g
h b n η)4(28.0+=（2-20）
4.2.2绕击跳闸率
由式（2-13）（2-14）可知线路的绕击率a P ，则每一百公里线路的年绕击次数为a P h b )4(28.0+，雷电流超过耐雷水平r I 的概率为r P ，建弧率为η，那么绕击跳闸率r n 为：
r a r P P h b n η)4(28.0+= （2-21）
4.3.3 线路雷击跳闸率
线路的雷击跳闸率n 即为r f n n +，整理后如下式
)()4(28.0r a f P P gP h b n ++=η （2-22）
第3章输电线路运行中防雷措施分析
近些年，输电线路雷击跳闸故障的高发，对输电线路的可靠运行造成严重影响。由于雷电活动具有不可测性，早些年，很多运行单位抱有“跟天斗，斗不过”的思想，消极应对输电线路的防雷工作，线路的雷击跳闸故障也是屡创新高。近年来，国家电网公司对预防雷电过电压对输电线路的危害越来越重视，先后印发了《预防多雷地区变电站断路器等设备雷害事故技术措施》、《架空输电线路差异化防雷工作指导意见》、《关于印发输电线路防绕击避雷侧针技术研讨会纪要的通知》等指导性文件，浙江省电力公司也出台了《浙江电网交流输电线路用有串联间隙复合外套金属氧化物避雷器使用导则》，为各输电线路运行单位的防雷工作提供了一定的依据。
总体来说，这些指导性的意见具有一定通用性，但未能结合不同地区和不同环境，对防雷的具体措施加以甄别。目前，常用的防雷措施包括采取降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器、加强绝缘水平、增加耦合地线等防雷措施以来提高线路的耐雷水平。
3.1安装线路避雷器的效果分析
雷击线路杆塔或避雷线时，一部分雷电流通过杆塔和杆塔接地电阻使塔顶对地电位大幅升高，另一部分雷电流通过避雷线流到相邻杆塔。当导线上电位与塔顶电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。而加装了线路避雷器的高压输电线路在遭受雷击时，当雷电流超过一定值后，避雷器将动作加入分流，此时大部分的雷电流将从避雷器流入导线，再传播到相邻杆塔。由于导线间的电磁感应作用，雷电流在流经导线和避雷线时，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。由于避雷线分流的雷电流要远远小于避雷器的分流，上述耦合分量就将导线电位拉高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络。雷电流过后，流过避雷器的工频续流仅为毫安级，流过避雷器的工频续流在第一次过零时熄灭，线路断路器不会跳闸，系统恢复到正常状态。因此，高压输电线路在加装线路避雷器之后，可以利用其电阻的非线性特性来对绝缘子串进行保护，在提高线路防雷水平的基础上进而降低雷击跳闸率，这也是线路避雷器防雷的显著特点。
不同地段的线路，避雷器的安装位置也不尽相同。对于单回路线路，当其位于山坡上时，只需要在线路的外边坡侧加装避雷器，就能有效防止绕击；位于山顶的线路，需要在两边相加装避雷器。双回路或多回路线路，为了防止同跳，对于接地电阻较大的杆塔，需在三相都加装避雷器。
线路避雷器的保护范围主要是针对安装的相位和杆塔，对于相邻的杆塔，其保护作用很小。通过实验室计算，在110kV输电线路中，按照常规的档距来算，线路避雷器对相邻的杆塔的反击耐雷水平改善非常有限，一般情况仅能提高2kA 左右，对绕击耐雷水平可以忽略不计。在评估时，可以认为线路避雷器可以使安装相的雷击跳闸率降为0，对相近的杆塔的耐雷水平的影响基本没有。
由此，在计算线路加装避雷器后的绕击跳闸率时，可以根据如下规则进行：单回路线路山坡外侧相安装避雷器后的绕击跳闸率为0，山顶线路边相安装避雷器后的绕击跳闸率只有原来的一半，若两边相均安装，则绕击跳闸率也为0。
图3-2反应的是110kV输电线路同塔双回线路，不同杆塔接地电阻不同线路避雷器安装方式下的跳闸率，在接地电阻较大的时候，加装了避雷器的线路，其雷击跳闸率减低地比较地非常明显。如果在加装避雷器前，先降低杆塔的接地电阻，那取得的效果将会更加显著。
图3-2 110kV输电线路不同杆塔接地电阻不同线路避雷器安装方式下的跳闸率
3.2降低接地电阻的效果分析
输电线路杆塔的接地装置将直接击于输电线路的雷电流引入大地，其通过杆塔或引下线与避雷线相连，以阻止杆塔电位升高，减少雷击引起的绝缘闪络故障。低接地电阻无疑降是提高线路耐雷水平、防止线路反击跳闸最为有效和经济的方法。对于杆塔接地装置，其冲击接地电阻值越低，雷击时加在绝缘子串上的电压就越低，发生雷击闪络的几率就越小。根据实验得到如图3-1的曲线，其反映了110kV线路的反击跳闸率与接地电阻的关系。
从图中可以看出，杆塔的反击跳闸率与接地电阻的增大具有明显的正关联性。杆塔的高度越高，反击跳闸率相应也就越高。这主要是因为杆塔越高，则线路就越容易引雷，从而遭受雷击的概率也随之越高，另一个原因是因为线路的耐雷水平与杆塔的高度成反比例。通过对不同类型的杆塔进行对比发现，在杆塔高度相同的情况下，耐张塔的反击跳闸率要低于猫头塔，这主要是因为猫头塔中避雷线与两侧的导线间的距离比较远，使得其耦合系数较小，导致其耐雷水平较低，从而容易遭受雷电反击。同杆多回路下路，由于其杆塔相对较高，塔身尺寸较大，导致其引雷面积变大，因此遭受反击的机会也就越大。由于无法对在运线路塔身的结构进行改变，因此更应该控制好杆塔的接地电阻。从图3-1可以看出，当杆塔的接地电阻降到10Ω时，一般高度的110kV线路杆塔的反击跳闸率可以降低到2.0次（100 km·a)以下。
图3-1 110 kV杆塔接地电阻对反击跳闸率的影响
3.3加强线路绝缘水平的效果分析
不同的地区，采用的设计标准可能会有差别。通常情况下，110kV线路的绝缘子片数最少要求7片，有些地方执行的是最低配置标准，有些地方则会比最低配置多出几片。在这种情况下，对于遭受雷击跳闸的线路，可以通过加强绝缘的方式进行改造。
3.3.1加强绝缘对反击跳闸率的影响
图3-3描述的是110kV线路不同杆塔接地电阻下加强绝缘对雷击跳闸率的影响。从图中可以看出，在呼高相同的情况下，通过加强绝缘能够较为明显的降低杆塔的反击跳闸率。当杆塔的接地电阻大于20Ω时，110kV输电线路每增加1
片绝缘子能够使杆塔的耐雷水平提高10A左右，这对于处于高电阻区的杆塔来说，增加绝缘能有效地降低反击的概率。
从图中还可以分析得出，处于低电阻区的线路，通过加强绝缘的效果比处于高电阻区的线路要差。当接地电阻等于30Ω时，110kV输电线路每增加一片绝缘子能够使得线路的反击跳闸率降低1.2次/（100km·a)，作用相当明显。
图3-3 110 kV同杆双回塔增加绝缘对跳闸率的影响
3.3.2加强绝缘对绕击跳闸率的影响
增加玻璃或瓷质绝缘子的片数以及增加合成绝缘子的长度，可以从两个方面提高线路的耐雷水平，一是增加绝缘子长度对于大部分处于正保护角的杆塔，能够在一定程度上降低保护角，提高避雷线的屏蔽保护作用，二是能够增加外绝缘的强度，提高绝缘子承受雷电过电压的能力。
在现实的运行中，由于杆塔的结构原因，要想大幅度地增加绝缘子串的长度难以实现，因而对避雷线的保护角影响甚微。增加绝缘子串长度只能提高线路耐雷水平。对于110kV线路，每增加一片绝缘子，大约只能能够提高1kA左右的绕击耐雷水平。由此可以得知，由于线路增加的绝缘长度有限，对于防绕击的线路而言，增加绝缘强度并不能较大幅度地降低线路的雷击跳闸率。
3.4增加耦合地线等措施的效果分析
除了前面所列的降低杆塔的接地电阻、安装线路避雷器和加强绝缘外，另外还有一些措施能够提高输电线路的耐雷水平，这些措施包含加装耦合地线、降低避雷线的保护角以及加装侧向避雷针。
从实验的效果来看，加装耦合地线的防雷效果与加装两片绝缘子的差不多，对提高线路的耐雷水平并不突出。此外，从加装耦合地线的经济性来看，其设计、施工以及所用的停电时间都比一般措施占用的资源多，其建设总投入大大地超出了增加绝缘子片数的措施。因此，加装耦合地线的措施，其性价比太低，从技术上可以考虑，但是实际应用中考虑较少。
降低避雷线的保护角，此方法对于新建线路可以在设计时考虑，对于已建线路基本没有可操作性。此外，前几年通过加装侧向避雷针来防雷的措施比较普遍，但是由于其防绕击的同时，也引来了雷电，且加装在避雷线上的侧针在长时间的摆动下，容易对地线造成磨损，目前根据国网公司下达的文件要求，已不再建议安装侧向避雷针[30-33]。
第4章110kV线路综合防雷措施及评估
临安局管辖的110kV架空输电线路板桥1280线、岗金1287线是从110kV 岗阳变电所到110kV板桥变电所的线路，线路全长约13.6km，共有杆塔44基，两条线路1#-28#同杆双回路架设，29#至末端变电所分列架设。线路于2006年10月投入运行。板桥1280线、岗金1287线1#-20#所处的地形平地，21#-44#所处的地形为山地。线路的路径走向如图4-1。
图4-1 板桥1280线、岗金1287线全线的路径走向图
4.1 板桥1280线、岗金1287线雷击跳闸情况
板桥1280线、岗金1287线投运以后，在2006年-2008年期间共发生过10次雷击跳闸故障，且有4次发生的是同跳。由于这两条线路是供临安板桥地区的主要供电线路，线路同时跳闸，给110kV板桥变电所对本地区的安全供电带来严重威胁。板桥1280线、岗金1287线的雷击跳闸情况统计如表4-1。
表4-1 板桥1280线、岗金1287线雷击跳闸情况统计表
输电线路综合防雷措施研究刘圣瑜 发表时间：2019-01-16T10:23:04.573Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：刘圣瑜 [导读] 摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，是发电厂到用户的重要枢纽，负担着传输电力电能的重要作用。 （广东电网有限责任公司河源供电局广东 517000） 摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，是发电厂到用户的重要枢纽，负担着传输电力电能的重要作用。架空线路由于自身特点及满足远距离传输、配合城市建设的需要，多架设在高山等偏远荒僻地段，易遭受雷击。特别是在高雷暴日地区，雷击跳闸事件经常发生，给线路的安全运行及电力电能的持续可靠供应带来极大影响，需要采用综合防雷措施提高线路的防雷水平。 关键词：输电线路；防雷；差绝缘；避雷器 引言：雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。特别是伴随着科学技术的发展，开关和二次保护的产生，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故占据日益主要的地位，不仅影响线路、设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的目的就是尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。 1雷电对于输电线路的危害 从输电线路以及电网的安全考虑，雷电的危害主要体现在两个方面：一是雷电对输电线路放电，在导线上产生过电压，导致继电保护动作跳闸，切断运行的线路造成巨大损失；考验周围设备的绝缘耐雷水平，对人员、设备造成威胁。二是雷电带来的大电流瞬间由雷击点流入输电线路，导致雷击处被炸毁、燃烧、甚至造成导线损毁或熔断，雷电流产生的机械应力还会对杆塔、导线等电力设备造成机械损伤。雷电导致的灾害往往不能通过电力系统自身的修复能力自动恢复，造成设备损坏更是需要一定时间和力量进行检修处理。雷电发生集中在春季和夏季，正是生产集中的时期，这一时期的电力中断将会给企业带来巨大的经济损失。雷电天气发生在夜晚、环境恶劣地区的可能性较大，更增大了检修的难度（此句需要删除）。 2输电线路雷击事故的相关概述 2.1 雷电的机理 雷电这种壮观的自然现象，实质上同实验室中的长间隙放电一样，是雷云与大地之间或带异种电荷的雷云间的放电现象。雷电的形成过程主要是：首先有正负电荷的聚集，当它们达到一定量的时候，就会使得电压差达到一定的程度而发生猛烈的放电现象，雷电过程会产生很强的雷电电流，它能将空气击穿，形成一个放电的通道，使得空气的体积快速膨胀形成爆炸的冲击波，由此产生的声音就是雷声。 2.2 雷击给输电线路带来的危害 我国国土幅员辽阔，地势复杂，高压输电线路分布广泛，各种无法预料的情况都有可能发生，遭受雷击事故也是无法完全避免的，当输电线路遭受雷击后很容易导致输电线路的绝缘子串发生闪络或线路断线，尤其是在交通不便的山区，一旦线路短路给工作人员的巡视工作带来很大压力，查找故障变得异常困难，每次事故巡视，不仅浪费财力、物力，而且加大了工作人员的劳动强度。近几年，雷击所引起的线路故障日益增多，这给线路的安全运行造成了严重的威肋。 3关于输电线路防雷措施的技术分析 实践得知，输电线路遭受雷击可引发严重的事故及造成巨大的经济损失，要想使电力系统安全和稳定运行，就必须对线路防雷进行必要的保护，在这里笔者工作经验（此句一直感觉不通顺，上次也说过），介绍几种比较有效的输电线路防雷措施。 3.1提高避雷线性能 架设避雷线是输电线路防雷保护的有效措施，避雷线能有效地将雷电的放电引入大地，避免雷电直接导线情况的发生。现在双避雷线已普遍使用，防雷保护角均在规程规定的范围，多数500kV及以上电压等级线路，均采用负保护角的塔头形式，有效的起到的防直击雷的效果。但从运行情况来看，部分线路尤其老旧线路，避雷线使用情况有待改善，一是增加一条避雷线引流线，将架空避雷线与地网直接连接，起到雷电流分流的效果。二是将原有小截面、普通钢绞线避雷线更换为大截面、铝包钢绞线，提升避雷线热稳定电流水平。 3.2对接地装置进行改造 实际运行的架空输电线路多位于山地或野外比较荒凉的地区，土壤电阻率相对较大，微地形微气象影响突出，容易遭受雷击跳闸。近年来，许多高压输电线路都曾出现过雷电绕击、反击造成线路跳闸的事故，特别是一些运行多年或经过高土壤电阻率地区的输电线路更是频频发生事故。其主要原因是由于接地电阻过大，接地网存在问题造成的。 通过采用在基础周围敷设水平接地网及加装垂直接地体的接地形式，采用新型石墨、负离子等新型材料，有效的防止了单一放射型接地线在出现锈蚀、外力破坏等断点时对整体接地效果的破坏，避免了以往使用圆钢接地线接地电阻大的问题，有效的起到了雷电流良好泄流的效果，降低雷电反击跳闸情况的发生。 3.3优化绝缘子使用 由于瓷质绝缘子在自身性能、零值检测等方面存在的本质缺陷，近海地区最近几年已逐步完成更换玻璃绝缘子或复合绝缘子等工作，使线路在安全运行及防雷击跳闸能力等方面均有了显著提高。为降低雷击双回或多回线路同时跳闸造成终端变电站失压的事故事件，可对同塔架设的线路采用差绝缘进行防雷处理；实践证明在110kV-220kV线路采用差绝缘配置，可有效降低雷击双回或多回线路同时跳闸的发生，有效的提高了线路供电可靠性。 3.4 安装避雷器 随着现代社会经济的发展，输电线路也越来越多。在输电线路中，虽然避雷线可以有效的起到分担雷击产生的过压，如果发生连续性雷击事件时，避雷线分压能力就会削弱，进而不利于输电线路的安全运行。而避雷器作为一种有效的避雷装置连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。当通信线缆或设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对大地来说视为断路。一旦出现过高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护通信线缆和导线。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使输电线路正常工作，保障输电线路的安全。 3.5 其他防雷手段分析 目前各地区均以积极的态度开展防雷工作的研究及尝试，其中在线路导线下方架设耦合地线的方式也在部分地区进行了使用，虽然起
输电线路的防雷保护 摘要：不同类型的雷击，在不同的线路所产生的感应雷过电压及直击雷过电压是不同的。通过对不同输电线路的感应雷过电压及直击雷过电压分析，得出输电线路应有的耐雷水平。 关键词：电输线路，防雷，耐雷水平 abstract: different types of lightning, in different line produced by the induction lightning overvoltage and sings rem overvoltage is different. through different transmission line induction lightning overvoltage and sings rem overvoltage and analysis of the transmission line should have lightning resisting level. key words: electric lose lines, prevents thunder, lightning resisting level 中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号 前言：据统计，电力系统雷害事故中，线路的雷害事故占很大比例。线路雷害事故引起的跳闸，影响系统的正常供电，增加维修工作量，而且雷电波还会沿线路侵入变电站。 1输电线路的防雷措施 雷击暴露在空气中的架空输电线路有4种如图1所示。分别是：雷击线路附近地面、雷击塔顶、雷击避雷线和雷击导线。根据过电压形成的过程来分，上述4种雷击情况可分两类：感应雷过电压和
浅谈电力系统自动化防雷措施 发表时间：2018-05-14T15:56:18.500Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：李一兵 [导读] 摘要：电力系统容量在不断的增加，同时自动化水平也在不断的提高，电力系统普遍使用了一些计算机、RTU 和其他微电子设备来进行工作。 （国网山东龙口市供电公司山东龙口 265701） 摘要：电力系统容量在不断的增加，同时自动化水平也在不断的提高，电力系统普遍使用了一些计算机、RTU 和其他微电子设备来进行工作。但是在雷雨季节，一些电力局调度大楼和电力局所属自动化显示系统、通信联络系统（Modem、载波机、程控交换机等）等通常会因为受到雷击而受到损坏，直接和间接经济损失都是非常大的。虽然有些电力调度自动化系统使用了一些防雷措施，但是还是频繁的出现雷害事故，因此笔者针对上述问题进行一个综合的分析。 关键词：电力系统；自动化；防雷；措施 1 雷击产生的原因 雷击是一种自然现象，它能释放出巨大的能量、具有极强大的破坏能力。当雷电放电路径不经过防雷保护装置时，放电过程中产生强大的瞬变电磁场在附近的导体中感应到强大的电磁脉冲，称感应雷。感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体。 一种是在雷云中电荷积聚时，附近导体会感应相反的电荷，当雷击放电时，雷云中电荷迅速释放，而导体中的静电荷在失去雷云电场束缚后也会沿导体流动寻找释放通道，就会在电路中形成静电感应，其次是在雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，附近的导体中就会产生很高的感生电动势，在电路中形成电磁感应，感应雷沿导体传播，损坏电路中的设备或设备中的器件。 信息系统中系统接口多，线路长，给感应雷的产生、耦合和传播提供了良好环境，而信息系统设备随着科技的发展，集成度越来越高，抗过电压能力越来越差，极易受感应雷的袭击，并且损害的往往是集成度较高的系统核心器件，所以更不能掉以轻心，感应雷可以来自云中放电，也可以来自对地雷击。而信息系统与外界连接有各种长距离电缆可在更大范围内产生感应雷，并沿电缆传入信息系统。所以防感应雷是电力系统特别是微电子技术应用比较广泛的变电站综合自动化系统内，因而信息系统防雷是电力系统保证安全的重点。 2 电力系统雷击防护器的工作原理 电力系统目前的防雷器多采用两种工作方式：开路方式与短路方式。开路方式是指在防雷器遇到瞬间过电压时开路从而隔离设备，如隔离变压器、电感器、光隔离器类防雷器便是采用此种原理。短路方式是指在防雷器遇到瞬间过电压时对地短路使雷电流导入大地，从而保护电子设备。由于短路方式防雷器本身承受反压低，设备经济简单，所以应用比较广泛。其保护原理,短路方式防雷器多为一个或几个功能模块的组合，由于各个模块对雷击防护性能有一些区别，所以在选择避雷器时最好有所了解。其中抑制二极管及限流电阻模块可精密控压，但泄流较小；压敏电阻模块启动电压低、启动快，但同样泄流小，过载能力低；气体放电管模块泄流大，但启动电压较高。此外为防止较大过电压冲击。 3 微电子器件耐冲击水平与TVS管特性 微电子器件中 TTL 数字电路的抗冲击能力最弱，10V、30ns 脉宽的冲击电压可使TTL电路损坏；雷电流产生的磁场达 0.07 × 104T 时可使微电子器件误动，无电磁异蔽时即使雷电流通道远在 1km 处，也可能使微电子设备误动。为使微电子器件遇雷击时不致损坏，有效的办法是选用新型保护器件——TVS 管。 TVS 管即瞬态电压抑制器。当其两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10-12s 量级的速度，将两级间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值（一般小于 2 倍额定工作电压），有效的保护电子电路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的破坏。 TVS 管的正向特性与普通二级管相同，反向特性为典型的 PN 结雪崩器件。在瞬态脉冲电流的作用下，流过 TVS 管的电流，由原来的反向漏电流 ID 上升到 IR（25℃下，IR = 1mA ）时，其两极呈现的电压由额定反向关断电压Uoff 上升到击穿电压 UBR，TVS管被击穿。随着峰值脉冲电流的出现，流过TVS 管的电流达到峰值脉冲电流 Ipp，其两极的电压被箝位到预定的最大箝位电压 Uc 以下；其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS管两极电压不断下降，最后恢复到起始状态。这就是 TVS 管抑制出现的浪涌脉冲功率，保护电子元件的过程。 TVS 管的显著特点为：响应速度快（10-12s 级）、瞬时吸收功率大（数千瓦）、漏电流小（10-9A 级）、击穿电压偏差小（± 5％UBR 与± 10％UBR 两种）、箝位电压较易控制（箝位电压 Uc 与击穿电压 UBR 之比为 1～1.4）、体积小等。它对保护装置免遭静电、雷电、操作过电压、断路器电弧重燃等各种电磁波干扰十分有效，可有效地抑制共模、差模干扰，是微电子设备过电压保护的首选器件。 4 接地电阻与屏蔽 4.1 接地 良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。因此，在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻。通信调度综合楼的通信站应与用一楼内的动力装置共用接地网并尽可能与防雷接地网直接相连。通信机房内应敷设均压带并围绕机房敷设环行接地母线。在电力调度通信综合楼内，需另设接地 网的特殊设备，其接地网与大楼主地网之间可通过击穿保险器或放电器连接，以保证正常时隔离，雷击时均衡电位。 接地的其他方面均应严格按有关规程办理。 4.2 屏蔽 屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在计算机等设备上的电磁干扰或过电压所产生的巨大能量。对计算机系统来说具体可分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和各种线缆包含管道的屏蔽。建筑物的屏蔽可利用建筑物钢筋、金属构架、金属门窗、地板等均相互焊接或可靠连接在一起，形成一个法拉第笼保护，并通过接地网可靠的电气连结，形成初级屏蔽网。设备的屏蔽应该对计算机设备耐电压能力进行严格且严密的调查，按IEC划分的防雷区（LPZ）施行多级屏蔽。在此强调二点注意事项。其一是屏蔽管线的接地，一般要求入户线采用地下电缆入户，其电缆金属护层，在前后两端做良好接地。测量结果表明，电线电缆屏蔽层一端接地时可将高频干扰电压降低一个数量级，两端接地时可降低两个数量级。其二是使用金属丝编制网屏蔽电缆，因其重量轻，使用方便而被广泛应用，但是在电磁波频率较高时，其波
https://www.doczj.com/doc/f65911229.html, 输电线路防雷措施 在输电线路遭受雷击时，雷电会对输电线路造成过电压冲击，破坏输电线路的绝缘层使其出现闪络或产生涉漏电弧的现象，严重时可能会导致输电线路发生相间短路或者对地短路的故障，进而导致事故跳闸，如果不能在受到雷击的输电线路进行有效的处理措施，则会导致电力系统的供电中断，影响人们的日常生产和生活。 输电线路的防雷措施有： （1）避雷线（架空地线）：沿全线装设避雷线是目前为止110KV及其以上架空线最重要和最有效的防雷措施。35KV及以下一般不全线架设避雷器，因为其绝缘水平较低，即使增加绝缘水平仍很难防止直击雷，可以靠增加绝缘水平使线路在短时间故障情况运行，主要靠消弧线圈和自动重合闸装置。 （2）降低杆塔接地电阻：这是提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施，措施有采用多根放射状水平接地体、降阻模块等。反击是当雷电击到避雷针时，雷电流经过接地装置通入大地。若接地装置的接地电阻过大，它通过雷电流时电位将升的很高，作用在线路或设备的绝缘体，可使绝缘发生击穿。接地导体由于地电位升高可以反过来向带电导体放电的这种现象叫“雷电反击”。
https://www.doczj.com/doc/f65911229.html, （3）加强线路的绝缘：如增加绝缘子的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气距离。在实施上有很大的难度，一般为提高线路的耐雷水平，均优先采用降低杆塔接地电阻的方法。 （4）耦合地线：在导线的下方加装一条耦合地线，具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数，可提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。（5）消弧线圈：能使雷电过电压所引起的单相对地冲击闪络不转变为稳定的工频电弧，即大大减少建弧率和断路器的跳闸次数。 （6）避雷器：不作密集安装，仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱的防雷保护。能免除线路的冲击闪络，使建弧率降为零。 （7）不平和绝缘：为了避免线路落雷时双回路同事闪络跳闸而造成的完全停电的严重局面，当采用通常的防雷措施都不能满足要求时，在雷击线路时绝缘水平较低的线路首先跳闸，保护了其他线路。 （8）自动重合闸：由于线路绝缘具有恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后能迅速去电离，线路绝缘不会发生永久性的损坏和劣化，自动重合闸的效果很好。
编号：SM-ZD-12767 架空输电线路防雷措施Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
架空输电线路防雷措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。 架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用：输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即： 1防直击，就是使输电线路不受直击雷。 2防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。 3防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。 4防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力
220kV输电线路工程防雷措施研究 发表时间：2019-06-10T11:18:58.970Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：赖依坤[导读] 摘要：输电线路所输送的电压等级越高，电线杆塔的高度越高，线路的尺寸越大，就更加容易遭受雷击。 （江门供电局广东省江门市 529000） 摘要：输电线路所输送的电压等级越高，电线杆塔的高度越高，线路的尺寸越大，就更加容易遭受雷击。而220kV输电线路作为重要的输配电骨干网架，其广泛分布的特点使得其遭受雷击的概率升高，严重影响电网所在地的社会经济发展。220kV的防雷技术是在输电线路设计及运行阶段预防雷击，降低遭受雷击概率的有效手段，研究电力系统220kV输电线路防雷措施研究能够增加电网运行的安全性和稳定性。 关键词：220kV；输电线路工程；防雷措施 1雷电对输电线路的危害 首先是当雷电发生时，伴随着严重的高热效应。因此，当雷击在输电线路上时，它将瞬间产生甚至高达数十万的大电流。这个高电流值将使输电线路温度上升到很高的值。当达到金属熔点时，输电线路中的金属线将熔化，甚至导致输电线路塔的坍塌，这对输电线路来说显然是致命的，并且直接导致电力系统的经济损失。第二个方面是雷电现象将产生高压效应。雷电的电压值可以达到100000伏以上。当在输电线路上发生雷击时，这种高电压会直接导致输电线路短路，跳闸甚至烧毁变压器。这对电气设备和金属线的损坏非常大。最严重的情况是能够产生火灾甚至爆炸，威胁人生和财产安全。 2电力系统220kV输电线路遭受雷击的主要原因分析 220kV输电线路一般都会与500kV输电线路产生交叉跨越，更高电压等级的输电线路从远方可能带来雷电，而220kV输电线路防雷设计一般都要低于500kV输电线路。如果面临500kV输电线路受雷击传送至220kV输电线路的情况，那么220kV输电线路防雷设计的不足之处就要暴露，容易受到雷击而损坏。在220kV配电线路的设计中，大多使用针式绝缘子。 220kV输电线路中间跨度大，可以很好地抵御台风，雷电等极端天气。然而，这种设计的缺点是，当绝缘体损坏时很难立刻发现故障。目前，供电局使用的绝缘子绝大多数是耐压35kV的绝缘子。由于雷击后的高耐压，一般可以继续工作，因此更难以发现问题和隐患。因为杆塔安装和输电线路设备的安装都可能存在不合理的现象。例如，铁和一个圆形接地线焊接不紧密，导致土壤松散的多方面的缺陷。避雷器质量很差或多年来一直被雷击，故障状态时很容易使线路受雷击。使用测试接地电阻仪器的不规范行为，也可以使得220kV输电线路由于防雷设备安装选购不合理遭受雷击。 3电力系统220kV输电线路工程防雷措施要点 3.1避雷针的安装 在220kV输电线路工程中，避雷针是一种重要的防雷工具，它对防雷效果有直接影响。当雷云和地面保持一定高度时（即发生雷击），避雷针首先要主动监测先导放电情况，然后避雷器能够直接改变雷云中先导放电通道产生的电场方向，将雷电引入接闪器里面，将活跃电（属于雷电）引到避雷针设备中，经由避雷针的电力无害化的传导工作，减缓雷击给输电线路带来的损害。避雷线的布置。避雷线是220kV 输电线路的经典防雷措施之一，主要作用是将输电线路逃离雷电攻击，保护输电线路的安全。从而达到对220kV输电线路工程的防雷保护作用。避雷线能够分流，达到降低塔内电流的作用。垂直地极安装。在220kV输电线路架设过程中，若发现地区土壤电阻率非常好，建议采取垂直地极的安装用于强化输电线路的防雷效果。一般将地极埋深0.6m，当然不同地区需要对具体的安装深度进行计算。 3.2开展接地巡检，及时发现问题 避雷器性能良好、接地线处于正常状态，有利于保障220kV输电线路工程的平稳运行。供电部门应该仔细核查220kV输电线路工程防雷设备接地线路，并记录输电线路运作的状况，确定预防的关键点，从而确保雷雨季节电网设备的安全运行。夏季天气变化起伏大，强对流天气频发，时常伴有雷阵雨，供电部门首先应该根据过去的工作经验，对电网防雷避雷的措施和工作规划进行调整和完善；其次，对于以往发生雷击的跳闸线路与电力设备，要积极开展数据分析工作，搜寻发生雷击可能性较大的跳闸地段、线路和设备的范围，对电网防雷示意图进行完善，确定防雷的针对性方案，将电网防雷的屏障搭建稳固；第三，加大电网设备巡查的频率，将特殊天气特训的工作制度落实到位，同时以“巡改结合”为基本原则，全方位检测变电站和220kV输电线路工程的各级电力线路防雷的基础设施，主要检查设备和接地网、架空地线与接地设备的导通情况、接地体的锈蚀程度等等。一旦供电部门监测到接地设备发生锈蚀、引下线与设备连接点松动等问题，必须在第一时间内进行整改，最大程度地避免雷电对设备产生的危害，保障设备在雷雨季节仍然能够正常释放雷电流；第四，供电部门要对线路防雷保护设施和线路通道进行全面检查和清理，第一时间更换损坏的避雷器、瓷瓶、与参数要求不符的接地设备以及接地电阻。对于不符合要求的接地线，供电部门要对其进行重新埋设，这有利于帮助电网更好地防雷抗灾。 除此之外，供电部门还要经常性地巡查，把握巡查的重点，确保防汛工作的完整性。例如，要重点核查小流域、城市区域、水库以及易滑坡的山区地段，开展实时监测、预防工作，以免产生次生灾害。要重点核查的区域还包括政府、电视台、交通枢纽、医院等客户线路，在地区电网的防汛上下功夫。同时，要对部分区域变电站的墙体进行加固，经常对围墙外的护坡、排水渠进行巡视，如果发现问题要第一时间进行分类处理。除此之外，要主动和气象局保持联系，及时获取最新的气象信息，加强对雷雨天气的防范与监控。同时，要经常通过上门走访的方式对重要客户、专变客户进行防雷、避雷的知识普及和宣传，从而将夏季雷电灾害对电网安全的影响减至最低。 3.3加强接地测试，提升耐雷水平 供电部门要紧紧围绕220kV输电线路工程防雷，做好统一部署、周密安排，稳步推进电网防雷、防汛、抗旱等工作。同时，测试防雷接地的效果，维持防雷稳定性。与此同时，对配网进行有针对性地防雷接地整改，运用加装氧化锌避雷器、装设放电间隙、改造不符合要求的接地电阻与替换瓷瓶绝缘子等方法，将线路的耐雷水平不断提高。最后，实施防雷整治的项目，以防雷测试的方法，提高地区电网运行的安全性、平稳性。 4结论 220kV输电线路工程防雷，将保障电网维持稳定、降低电网发生故障的概率，从而在最大程度上提高供电的效益。为了实现该目标，各地供电部门必须强化实施220kV高压输电线路防雷措施的强度，进一步提升电网的耐雷程度。 参考文献： [1] 桂林电网110-220kV输电线路综合防雷措施研究[D]. 广西大学，2017.
浅谈架空输电线路防雷与接地的设计 发表时间：2018-09-06T15:40:24.040Z 来源：《河南电力》2018年5期作者：周启波 [导读] 随着人们生活水平的提高，供电需求不断上涨，电力系统运行面临诸多的挑战。 周启波 （惠州电力勘察设计院有限公司 516023） 摘要：随着人们生活水平的提高，供电需求不断上涨，电力系统运行面临诸多的挑战。架空输电线路作为电能传输的重要部分，对电力企业供电质量与服务水平有着重要作用。架空输电线路具有易于施工，易于检修，成本低和工期短等一系列优点，是电力供应所采用的最主要的输电方式，由于架空输电线路处于暴露的大气环境中，经常会受到气象条件的直接影响，特别是高等级电压的架空输电线路会因高度较高而产生雷击跳闸的事故，因此，应该加强对架空输电线路防雷接地工作的研究和探讨。本文主要对架空输电线路防雷与接地设计进行探讨，提出合理的设计措施，希望能够提高电力系统的运行水平，为人们提供更加安全可靠的用电条件。 关键词：架空线路；输电线路；防雷接地；接地设计 引言 新时期发展下，各种电气设备、智能产品出现在人们生活、工作中，在提高人们生活质量的同时对供电服务也提出更高的要求，电力能源逐渐成为人们赖以生存的基础保障，如果没有了电，那也就没有了当前的美好生活。架空输电线路是电力供应所采用的最主要的输电方式，在电力系统中起到非常重要的作用。但架空输电线路通常设置在露天环境中，容易受到雷击等气候条件的影响，使得架空输电线路出现雷击跳闸的事故，导致输电线路无法正常运行，相应的电力系统也受到一定影响。输电线路的运行质量不仅对人们生活造成很大影响，还具有高空化、大型化、分布广的特点，为了实现最初的目标效果，优化输电线路设计，提高架空输电线路的防雷接地水平具有重要意义。 1 架空输电线路受雷击跳闸的因素分析 通常情况下，架空输电线路雷击跳闸有下面两种形式：首先，雷电在输电线路附近产生作用，加剧了电磁干扰，给输电线路的正常运行带来影响，从而产生跳闸现象。另外，雷击直接击中架空输电线路或塔杆，造成线路内部电压急剧升高，增加了线路的电阻值，从而对线路的安全性和稳定性造成影响。造成架空输电线路受雷击跳闸的因素主要有以下几方面： （1）线路设计因素。线路设计是输电线路得以正常运行的首要条件，选择最佳的线路路径不仅可以提高电力传输效率，还能降低安全故障的发生。线路路径充分论证了导线、地线、绝缘、防雷设计等各方面的正确性，合理选择塔杆及基础形式，确保各种电气设备之间的有效距离，加强通信保护设计是促进架空输电线路安全有效运行的关键所在。随着电网建设的不断完善，线路设计逐渐呈现时间紧、工作量大的状态，由于线路通过的地理地形和土壤结构比较复杂，给线路设计工作带来很大影响。由于电力工作人员没有结合现场情况对塔杆接地合理设计，就会影响架空输电线路对雷击的耐受性，从而产生跳闸故障。 （2）自然因素。架空输电线路处于室外的露天环境中，容易受到各种自然环境的影响，我国是一个地大物博的国家，各地区自然环境差异也有很大不同，针对不同区域的架空输电线路所面临的环境特点、地质条件也不尽相同。由于自然因素的原因对输电线路的安全性、稳定性、有效性造成影响。 （3）施工因素。架空输电线路本身具有高危险性和复杂性特点，在施工过程中必须结合现场的实际情况，严格按照施工图纸及标准要求进行作业。由于输电线路施工现场处于土壤电阻高的山区或者岩石区域，给正常的施工作业带来很大影响，经常会出现不按图纸施工的情况，最终导致输电线路施工的质量问题。另外，一些施工人员没有足够的责任心和技术水平，在施工中填土不规范、接地装置不合理、细节处理不到位，导致输电线路设置不合理，容易受到雷击现象。 2 架空输电线路的防雷与接地技术 我国对于输电线路的防雷设计有明确的要求，其主要以耐雷水平与雷击跳闸率为标准，输电线路绝缘所能承受的最大直击雷电流幅值就是架空输电线路所具备的耐雷水平。对于耐雷水平与雷击跳闸率有一套完整的计算公式，设计人员在进行防雷与接地设计的时候应该严格按照计算要求优化设计。另外，除了上面所说的耐雷水平与雷击跳闸，接地电阻是架空输电线路防雷性能的另一个重要指标。在输电线路运行状态下，接地电阻能够准确的表达金属接地电阻和三流电阻。而金属接地电阻是输电线路冲击电流与电压共同作用下形成的。散流电阻主要是雷电波形和幅值变化所形成的。对于架空输电线路来讲这两种数值的测量，能够让设计人员准确的了解架空输电线路的接地电阻，根据相关的数据确保输电线路设计的合理性，提高整个设计的水平。图一为架空地线。 3 架空输电线路的防雷与接地设计措施 （1）做好塔杆的接地设计。塔杆作为架空输电线路的支撑条件，自身所具备的接地情况对线路整体防雷性能产生影响。为了降低架空输电线路受到雷击的可能性，对线路塔杆实施有效的接地设计非常重要，设计人员需要做好地形条件及气候条件的调查，分析雷电活动区域及雷击发生的频率，合理布置塔杆位置。与此同时，测量该区域土壤电阻率，确保塔杆接地设计的合理性。 （2）降低接地电阻。除了做好塔杆的接地设计以外，降低接地电阻的影响也是非常重要的一方面，这对输定线路发生雷击和跳闸
YF-ED-J3782 可按资料类型定义编号 架空输电线路防雷措施实 用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
架空输电线路防雷措施实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。 架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用：输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电
线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即： 1防直击，就是使输电线路不受直击雷。 2防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。 3防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。 4防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。 架空输电线路防雷的具体措施 现对生产运行部门常用的架空输电线路防雷改进措施简述如下： 1架设避雷线 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷
输电线路的防雷保护 摘要：在我国输电线路由于防雷与接地措施不到位，引发的输电线路跳闸的情 况时有发生，对电网安全稳定运行造成重大影响，给地区经济社会的稳定发展带 来了不利，因此，加强输电线路的防雷接地的研究是非常必要的。本文分析了雷 电对输电线路的影响，总结探讨了输电线路的防雷接地常见措施。 关键词：输电线路；防雷；接地 引言： 随着我国经济社会的快速发展，电力企业按照十三五期间要求，贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，全球能源互联网互通互联，逐步建成网架坚强、安全高效、绿色低碳、友好互动的现代化大电网的实际要求，输电线路 规模的越来越大。然而，在室外架设的输电线路很容易受到自然环境的影响。其中，雷电是影响输电线路的安全运行重要因素之一。因此，加强输电线路防雷接 地措施的落实，是保证电网持续、可靠供电的重要环节。 1 雷电对输电线路的危害 雷电对输电线路的危害主要表现在以下几方面：一是，输电线路中由于雷电 自身的高热效应带来的危害。雷电遇到输电线路时，由于高热效应的原因，被电 流击中的部位会产生高热能，有可能会使线路燃烧或者融化；二是电磁场的危害。由于雷电形成时会有电磁效应，当雷电击中线路时，雷击部位在电磁效应下形成 电磁场，从而使电流量瞬间增大，有可能使线路高温燃烧。三是，雷电所发出的 电波危害。电波也是雷电附带的一种现象，它经常会干扰防雷装置的正常工作， 使其无法有效发挥防雷功能，变为放电器反击输电线路。四是，雷电产生的过电 压的危害。输电线路上出现的大气过电压有两种：一种是雷击于输电线路引起的，称为直击雷过电压；另一种是雷击线路附近地面而引起的，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压。雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而击于导线（绕击）；雷击杆塔或避雷线强大的雷电流通过杆塔及接地电阻，使杆塔和避雷线的电位突 然升高，杆塔与导线的电位差超过线路绝缘子闪络电压时绝缘子发生闪络，导线 上出现很高的电压。称由于过电压引起绝缘子闪络，导线对地短路，雷电过电压 持续时间短（几十μs），继电保护装置来不及动作，但工频续流沿放电通道继续 放电，在形成稳定燃烧的电弧后，则继电保护装置将使断路器跳闸。导线上形成 的雷电过电压波，最终将侵入变电站，经复杂的折反射后，在电气设备上出现很 高的过电压，危及设备绝缘，造成事故。输电线路防雷性能的优劣主要由耐雷水 平及雷击跳闸率来衡量。 2 输电线路的防雷接地措施 2.1 提升绝缘性能 由于地理条件的差异，在一些地区，塔杆之间的跨度较大，这在无形当中就 加大了塔杆落雷的机会。在雷击时，电位高电压大，受绕击的概率大。在高塔杆 上增加绝缘子串，加强线路的绝缘可以有效地进行防护。通常采用并联间隙绝缘子，在雷击闪络时绝缘子和电弧的表面最好不要直接接触，防止操作过电压超过 了保护间隙的承受范围而产生事故。使用并联间隙绝缘子，能够使并联间隙先放电，将雷电导入地面，绝缘子串和线路都不会受到损坏。此外，可以直接使用肉 眼观测并联间隙绝缘子，这样维护起来也比较便利。此外，也可以使用差异绝缘法，在同一个塔杆上面的三相绝缘性能是不同的，最下面的绝缘子比上面的多， 这样，在出现了雷击时，导线的绝缘体会最先穿透，雷电会沿着塔杆进入到地面，
10kV配电线路运行检修技术及防雷措施研究 发表时间：2018-11-13T16:57:15.493Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：万辉[导读] 摘要：在电力系统运行中，10kV配电线路属于末端网络，和用户电力设备相互连接，必须实时做好运行检修与防雷工作，降低接地、超负荷运行、相间等故障发生率，确保用户安全用电，提升地区电能应用经济效益。（国网江西省电力有限公司万载县供电分公司江西省宜春市 336100）摘要：在电力系统运行中，10kV配电线路属于末端网络，和用户电力设备相互连接，必须实时做好运行检修与防雷工作，降低接地、超负荷运行、相间等故障发生率，确保用户安全用电，提升地区电能应用经济效益。关键词：10kV配电线路运行检修技术防雷措施在社会经济持续性发展中，社会不同行业领域用电需求量日趋增加，电网建设规模持续扩大，10kV配电线路运行复杂程度以及故障发生率明显提升，影响电能稳定传输。电力企业需要针对10kV配电线路运行特征，深层次科学探究运行检修技术、防雷措施，加强10kV配电线路运行安全管理，实现安全、稳定供电，满足电力用户多元化用电需求。 一、10kV配电线路运行检修技术 1、科学控制危险点，检测绝缘子运行状态在电力系统运行中，电力企业检修人员要更新检修理念，巧用可行的检修技术手段，实时精准检测10kV配电线路运行情况以及安全影响因素，科学控制危险点，从根本上降低超负荷运行故障、相间故障等发生率。检修人员要在归纳、总结的基础上结合地区10kV配电线路运行状态，科学制定检修方案、流程、内容等，做好检修技术交底工作的同时明确10kV配电线路运行中危险点，在把握影响因素、故障发生频率等基础上对其进行层次化、针对性控制。检修人员可以利用技术手段，加大对10kV配电线路运行中危险点管控力度，提高运行安全性。此外，在运行检修中，检修人员可以借助在线检测系统，动态检测绝缘子运行状态，综合分析检测信息数据，全方位深入把握10kV配电线路绝缘电阻大小与电压分布情况，及时更换故障严重的零部件以及设备，利用技术手段，科学处理隐患问题，保证10kV配电线路运行状态良好。 2、定期检修维护杆塔，注重两相式电流保护在10kV配电线路运行检修方面，电力企业要强调对杆塔的定期检修维护，要求检修人员巧用可行的检修技术手段，动态化检测杆塔，准确把握杆塔倾斜度、扭曲状态、腐蚀程度等，分别采用可行的措施，科学处理隐患问题的同时加强维护管理，确保10kV配电线路运行中杆塔稳定运行。在此过程中，电力企业要注重10kV配电线路技术性运行检修中的两相式电流保护，分阶段实时保护并控制电能输送中的电流，避免频繁出现短路等故障。电力企业可以在检修技术作用下，合理设置两相式电流保护，对单侧以及双侧电源进行可行的电力速断保护、过电流保护等。如果电能传输距离较长，电力企业需要在两相式电力保护作用下，对10kV配电线路进行必要的纵联差动以及横联方向保护，促使长距离电能传输质量得到保障。 4、巧用多种新型检修技术，提高信息化检修水平在信息化时代背景下，电网检修技术进一步完善，多种新型检修技术频繁应用到10kV配电线路运行检修中，大幅度增加了配电线路检修技术含量。电力企业需要坚持实事求是、具体问题具体分析等原则，从不同方面入手实时把握地区10kV配电线路运行检修状态以及各类新型检修技术应用特点、注意事项等，将红外测温技术、自动检测技术等灵活应用到10kV配电线路运行检修中，快速而精准检修10kV配电线路，在动态化分析中提出合理化检修方案以及运行管理措施，同步提高10kV配电线路检修与运行质量。 二、10kV配电线路防雷措施 1、合理安装避雷装置，加大防雷设备监管力度在10kV配电线路运行中，电力企业要落实避雷装置安装工作，客观分析10kV配电线路所在区域雷电发生情况，科学选择适宜的避雷装置，易散热、质量轻、抗污染等优势特征鲜明，比如，氧化锌型避雷装置，将其安装到10kV配电线路雷电高发位置，控制好安装数量，最大化提升其抗雷击能力。如果10kV配电线路所处位置属于人群高度集中的居民区，不能集中安装避雷装置。在此过程中，电力企业要加大对防雷设备的监管力度，采用现代化监管设备以及技术手段，随时深入了解避雷装置运行情况，做好日常维护工作，更好地发挥避雷装置具体化作用，防止10kV配电线路运行中不断受到雷击。 2、降低电阻，强调日常巡检与基础信息管理在防雷工作开展中，电力企业要从多方面实际出发最大化降低10kV配电线路杆塔接线电阻，将其实时控制在规定范围内。电力企业可以适当增加电阻长度，防止10kV配电线路运行中水平方向产生较大的电阻冲击压力，也可以巧用电阻较低的材料、降阻设备，有效降低杆塔接线电阻，降低雷电天气对10kV配电线路的损害程度。在此基础上，电力企业要强调对10kV配电线路的巡检，尤其是发生雷击以后，要开展针对性巡检工作，准确把握雷击位置以及10kV配电线路设备防雷击动作，综合分析信息数据中，开展层次化防雷工作。此外，在应用避雷器装置中，电力企业要落实防雷工作开展中的基础信息管理工作，科学构建基于10kV配电线路的避雷器档案，要求检修人员要在巡检过程中准确、完整记录避雷器型号、技术参数、运行状态、故障处理情况，包括10kV配电线路各方面情况，比如，杆塔杆型、雷击跳闸次数等。电力企业可以巧用现代信息技术，结合10kV配电线路运行检修情况，科学构建防雷基础信息管理平台，随时动态采集、整理获取的海量信息数据，优化防雷工作的同时深化运行检修维护。在此过程中，电力企业要注重防雷装置改造，减少10kV配电线路雷击跳闸次数。相应地，下面是某地区2014—208年4条10kV配电线路喷射气流灭弧防雷改造前后雷击跳闸具体情况。 三、结语
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 架空输电线路的防雷(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
架空输电线路的防雷(标准版) 1架设避雷线 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：①分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；②通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；③对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。 通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此规程规定，220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线，110kV线路一般也应全线架设避雷线。 同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20°～30°。220kV
及330kV双避雷线线路应做到20°左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15°及以下。 为了起到保护作用，避雷线应在每基杆塔处接地。在双避雷线的超高压输电线路上，正常的工作电流将在每个档距中两根避雷线所组成的闭合回路里感应出电流并引起功率损耗。为了减小这一损耗，同时为了把避雷线兼作通讯及继电保护的通道，可将避雷线经过一个小间隙对地(杆塔)绝缘起来。雷击时，间隙被击穿，使避雷线接地。 2降低杆塔接地电阻 降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高，这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施。规程要求，有避雷线的线路，每基杆塔的工频接地电阻在雷季干燥时不宜超过表1所列数值。 表1有避雷线输电线路杆塔的工频接地电阻 土壤电阻率Ωm100及以下100～500500～10001000～20002000以上 接地电阻Ω1015202530
文件编号：TP-AR-L3224 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 架空输电线路的防雷(正 式版)
架空输电线路的防雷(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1 架设避雷线 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有 效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同 时还具有以下作用：①分流作用，以减小流经杆塔的 雷电流，从而降低塔顶电位；②通过对导线的耦合作 用可以减小线路绝缘子的电压；③对导线的屏蔽作用 还可以降低导线上的感应过电压。 通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈 好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因
此规程规定，220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线，110kV线路一般也应全线架设避雷线。 同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15°及以下。 为了起到保护作用，避雷线应在每基杆塔处接地。在双避雷线的超高压输电线路上，正常的工作电流将在每个档距中两根避雷线所组成的闭合回路里感应出电流并引起功率损耗。为了减小这一损耗，同时为了把避雷线兼作通讯及继电保护的通道，可将避雷