第10章 输电线路的防雷保护
输电线路防雷措施
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”。
（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。
架空输电线路的防雷(标准版)
( 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 peoplemake 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。
浅议输电线路防雷保护
经济等方面考虑， 线 路 防 雷 可 从 四 个 高 供 电 可 靠 性 。 数２ ３ ％： 雷击９ 次， 占故障 总数 ６ ９ ． ２ ％： ２ ０ ｌ １ 年 技 术 、 雷击故障７ 次， ２ ０ ｌ ２ 年雷击故障９ 次， 同 比 增 方 面 进 行 ： 可 采 用避 雷 线避 雷 针 ， 有 条 件 的
ＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｉ ＮＦＯＲＭＡＴＩ ＯＮ
动 力 与 电 气工 程
10 发电厂和变电站的防雷保护
变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值： Uch ：避雷器冲击放电电压 Ubm：避雷器残压的最大值，取5kA下的数值
两个峰值Uch和Ubm基本相同
1.避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
变压器得到可靠保护条件：变压器冲击放电电压大于避雷 器的冲击放电电压和5kA下的残压 110kV~220kV变电所雷电流不得超过5kA，故5kA下的 残压用Ub.5表示。
§10-3 变电所的进线段保护
进线段：输电线靠近变电站1－2km的线段 进线段保护：加强进线段防雷保护措施（无避雷线的架设
避雷线，有避雷线减小保护角，增加绝缘子片数，加强检查巡 视）；使进线段耐雷水平高于线路其它部分，减小进线段发生 绕击和反击形成侵入波的概率，这样侵入变电站的雷电波主要 来自进线段之外.
32
例：220kV线路的冲击绝缘强度U50%=1200kV，线 路波阻400，变电站中氧化锌避雷器的残压520kV
21200 520
Ibm
400
4.7kA
避雷器中的雷电流不超过5kA ，这也是避雷器残
压按照5kA考虑的原因。
33
2. 进入变电站的雷电波陡度a
τ
τ0
(0.5
0.008U hc
2a
l2 v
uT
(t)
2at p
Ub5
2a
l2 v
由于入侵波在变压器与避雷器之间多次反射，作用
在变压器上的电压具有振荡性质，相当于截波的作用。
uT
U b5
变压器上典型的实际电压波形
t
22
3.变压器与避雷器之间允许的最大电气距离
实际中以变压器承受多次截波的能力（多次截波耐压值 uj）表示承受雷电波的能力。
输电线路的防雷措施
5
• 避雷线的假设原则： 1）. 3~10kV线路防雷保护
• 不架设避雷线，为提高供电可靠性可投入自动重合闸。 • 在雷电特强烈地区可采用高一电压等级的绝缘子，或
顶相用针式两边改用两片悬式绝缘子（不平衡绝缘）。 • 对特殊用户应用环形供电或不同杆双回路供电，必要时
改为电缆供电。
7.采用不平衡绝缘方式：
针对同杆并架的线路， 按三角形布置，在上面的线 上加间隙或管型避雷器，对 其他线起到保护作用。
8、安装线路避雷器：
把避雷器并联在线路上， 当作用电压超过避雷器的 放电电压时，避雷器先放 电，限制了过电压的发展。
习题
7.1 说明避雷线在输电线路防雷保护中的作用。对有避雷 线的线路应采取什么措施来提高耐雷水平?
根据前面对雷电产生、发展的分析，在确 定不同电压等级的输电线路防雷保护方式时， 主要应从线路的重要程度、系统的运行方式、 输电线路经过地区雷电活动的强弱、地形地 貌的特点、土壤电阻率等条件，结合当地原 有线路的运行经验，根据技术经济比较的结 果，因地制宜、全面考虑。
输电线路防雷的措施（“四道防线”）：
2
输电线路防雷的措施“四道防线”的图 示
输电线路防雷的具体措施
• 架设避雷线 • 降低杆塔接地电阻 • 架设耦合地线 • 采用不平衡绝缘方式 • 装设自动重合闸 • 采用消弧线圈接地方式 • 加强绝缘 • 装设避雷器
4
1.架设避雷线
避雷线，处于导线的上方，架空的接地线。 避雷线的作用：
对导线有遮蔽作用，可避免雷直击导线。 对雷电流有分流作用，使塔顶电位下降； 对导线有耦合作用，降低雷击杆塔时绝缘子串上电压；
（1）防止雷直击导线 沿线架设避雷线，有时还要装避雷针与其配合
《高压电技术》课程复习要点
《高压电技术》课程复习要点课程名称：《高压电技术》适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授）辅导教材：《高电压技术（第三版）》常美生主编中国电力出版社复习要点：第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。
要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。
第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。
要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。
第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；的电气特性。
要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。
第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。
要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。
第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。
要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。
第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。
要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。
第七章输电线路和绕组中的波过程内容：单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射。
要求：掌握波沿均匀无损单导线的传播；掌握行波的折射和反射；掌握波作用于单绕组时引起的振SF6气体荡、三相绕组的波过程及波在变压器绕组间的传播。
第八章雷电及防雷装置内容：雷电参数；避雷针与避雷器；接地装置。
要求：了解雷电参数和雷击过电压的基本分类；掌握各种防雷装置的基本原理和防雷性能；掌握防雷接地。
输电线路的雷击与防雷
．
佳， 主要靠装设消弧线圈和自动重合闸来进行保护。
２ ２ 降低 杆塔 接地 电 阻与架设 耦合 地线 ．
① 架设避雷线杆塔必须接地 ， 其工频接地 电阻 在 雷季 干燥 时不应 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
要求 。
关键 词
避雷线
避雷 器
接地 电阻
绝缘子
贵 州 的输 电线 路 多 数在 大 山 区架设 ， 多是 在 很 多 雷地 区通 过 ， 击线路 时有 发生 ， 雷 影响 安全 和不 问 断供 电 ， 响工农 业生 产和 交通运 输业 的正 常运行 ， 影 影 响人 民群 众 的正 常 生 活 。现 就线 路 雷 击 ， 路 防 线
击引 起 的。
１ ３ 雷 电绕击 的几个 特征 ．
① 绕击一般只引起单相故障。 ② 绕击 引起导线上排线夹部位有烧痕迹。 ③ 水平排列的中线和三角排列的上方导线 ， 一
般不太 可 能产生 雷 电绕 击跳 闸 。
雷和运行管理方面谈几点浅见。
１ 雷 击 分 析
１ １ 线路 雷击 ．
１ ２ 雷 电直 击与反 击 的几个 特征 ．
架 设避 雷 线 是高 压 、 高压 输 电线路 防雷 措施 超 中最基本 也 是最 有 效 的措 施 ， 电压 越 高 ， 果 越好 。 效 避 雷线 的 目的 ， 防止雷 电直 击输 电线路 ， 的作 用 是 它 是 分 流雷 电流 ， 小流 人杆塔 的雷 电 流 ， 减 减小 线 路绝 缘 子上 的 电压 ， 降低导线 上感 应过 电 流 。 规 程规定 ， ０Ｖ 以上 电压等级 的输 电线路 应全 ２ ｋ ２ 线架设避 雷线 ，ｌｋ １ＯＶ线 路 一般 应 全 线架 设 避 雷线 ，
输电线路的防雷措施
输电线路的防雷措施
1.架设避雷线使雷直接击在避雷线上，保护输电导线不受雷击。
减少流入杆塔的雷电流，对输电导线有耦合作用，抑制感应过电压。
2.增加绝缘子串的片数加强绝缘。
3.减低杆塔的接地电阻可快速将雷电流引泄入地。
4.装设管型避雷器或放电间隙以限制雷击形成过电压。
5.装设自动重合闸预防雷击造成的外绝缘闪络使断路器跳闸后的停电现象。
6.采用消弧圈接地方式。
7.架设耦合地线增加对雷电流的分流。
8.不同电压等级输电线路，避雷线的设置：
（1）500KV及以上送电线路，应全线装设双避雷线，且输电线路愈高，保护角愈小（有时小于20°）。
在山区高雷区，甚至可以采用负保护角。
（2）220～330KV线路，一般同样应全线装设双避雷线，一般杆塔上避雷线对导线的保护角为20～30°。
（3）110KV线路一般沿全线装设避雷线，在雷电特别强烈地区采用双避雷线。
在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不沿线架设避雷线，但杆塔仍应随基础接地。
输电线路防雷工作中存在的问题及解决对策
输电线路防雷工作中存在的问题及解决对策摘要：为了让输电线路的防雷工作得以良好保障，尽最大限度避免和降低雷电对输电线路的危害，本文特对其防雷工作中存在的主要问题及其解决对策进行了分析。
文章首先分析了雷击对于输电线路的作用及其危害；然后分析了输电线路防雷工作中的主要问题；最后分析了输电线路防雷问题的主要解决对策。
经分析发现，要想实现输电线路防雷效果的良好保障，就需要在雷击防护措施方面、线路设备绝缘方面、接地分流措施方面、稳压运行措施方面以及日常防雷运维方面加强工作。
希望通过本次的分析，可以为输电线路雷击问题的有效预防提供科学参考。
关键词：输电线路；雷击危害；防雷工作前言：在输电线路的运行过程中，一旦遭遇了雷击问题，便会对线路的应用质量及其安全性造成很大程度的危害。
基于此，在输电线路的运维过程中，电力企业和相关技术人员一定要加强防雷保护措施。
在此过程中，首先应明确实际防雷工作中存在的主要问题，包括地理和气候因素的影响、线路设备设施问题、防雷设备设施问题以及日常维护不足等，然后以此为依据，结合实际情况，通过合理的措施来加强输电线路的防雷工作。
这样才可以有效提升输电线路的防雷效果，为输电线路的安全稳定运行提供良好保障。
一、雷击对于输电线路的作用方式及其危害分析（一）雷击对于输电线路的作用方式所谓雷击，就是在带电云层向大地放电的过程中，使得建筑物或者是电气设备、电子设备等受到了损害。
其中，最容易受到损害的就是架空输电线路，其受雷击频率和强度都非常大。
雷击对于输电线路的主要作用方式是雷电冲击波电流所形成的过电压现象所致。
对于输电杆塔、输电线路以及避雷线等设备而言，雷电所导致的过电压现象主要有两种类型，第一是直击雷，第二是感应雷。
其中，直击雷就是输电线路直接被雷电击中，雷电流导致输电线路过电压产生；感应雷则是雷电击中了杆塔或避雷线，进而使输电线路中有感应电流产生，从而引发过电压现象[1]。
（二）雷击对于输电线路的危害性一旦输电线路遭遇了雷击，便会产生非常严重的后果，比如绝缘子闪络、单相接地故障、跳闸等，进而导致供电中断，对用户的用电造成不良影响；严重的情况下甚至会导致输电线路中有雷电行波的形成和传播，进而引发主变绝缘破坏或避雷器爆炸等问题，导致用户长时间停电现象，甚至会造成比较严重的安全事故。
有关电力输电线路防雷保护措施
有关电力输电线路的防雷保护措施探讨摘要：随着我国国民经济和科学技术的快速发展，电力资源已成为最重要的资源之一，电力输电线路一旦遭受雷电灾害就会对其自身和供电网造成巨大影响。
在全面分析输电线路具体情况的基础上，寻求更为安全、经济、可靠的输电线路防雷措施，不仅可保护供电电路和供电站的电气设备，也可减小雷电对电力系统的影响，是维持电力系统持续、可靠、优质供电的重要保证，是电力行业普遍面临和重点解决的问题。
本文从分析我国输电线路雷击的几种情况入手，分析探讨输电线路防雷保护的几种方法措施，为提高我国输电线路的防雷水平提供一定的参考。
关键词：输电线路防雷电力系统保护措施中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号：雷电是一种强大的自然能量释放现象，可产生热效应、机械效应、电磁效应等巨大破换，雷电向大地放电时的强电流会造成输电线路的严重破坏。
我国是一个雷电灾害频繁的国家，岭南地区已是世界雷电灾害最多的地区之一，特别是在雷电高发、高地阻率、空旷突兀等地区引发的雷击事故尤为严重，构成了对电网安全运行的巨大威胁。
雷电直接击中输电线路会将强大的电流导入大地，也可间接影响导线感应的异号电荷，使线路感应电流侵入电气设备造成损坏。
自美国的富兰克林发明避雷针后，世界防雷技术随时代发展迅速，输电线路防雷措施也随防雷技术的发展而不断进步。
良好的防雷措施可减少雷击引发的跳闸次数，有效保证电力系统中电气设备的安全运行，是维持电力系统持续、可靠、优质供电的重要保障。
输电线路防雷的技术手段目前进展较小，因此提高防雷效果的关键在于抓好措施措施。
针对输电线路特点和地区地形地貌、接地阻率、地质情况等找出防雷缺陷，并要采取合理有效的防雷措施。
一、输电线路遭雷击的情况分析雷电作用于电力输电线路可在其上形成极高的电压，称为大气过电压。
大气过电压可分为直接遭击的直击雷电过电压和间接影响的感应雷电过电压。
直击雷过电压造成的危害是最大的，按照线路击中部位又分为反击雷电过电压与绕击雷电过电压。
输电线路的防雷
雷击塔顶时在导线上的感应电压
无避雷线：
有避雷线：
感应过电压的符号相反
有避雷线时杆塔分流系数的计算
考虑分流后的塔顶电位
其中为雷电流的陡度，等于I/2.6 导线感应电压与分流无关，仍为
一般长度的档距的线路杆塔分流系数β
系统标称电压 kV 110 避雷线 根数 单避雷 线 双避雷 线 单避雷 线 双避雷 线 系统标称电压 kV 330 避雷线根 数 双避雷线
旁路避雷线的防雷效果
1997年110kV德姜线71#-73#档左外 侧单独架设旁路耦合地线。运行8年 来没有发生过雷击闪络。而此前 1971年至1993年间共发生7次雷击 闪络。
综合防雷装置防雷效果
云南以昆线雷击事故率0.59次/百公里.
年.40雷暴日，装设了综合防雷装置（塔顶两
侧多针系统两侧合成一半椭球，并行线路方向
输电线路的综合防雷措施
江苏省电力试验研究院
李长益
我省线路雷击事故情况
截至2004年底，我省电网投入运行的 线路： 1，500KV线路52条长4812公里，共 9466基杆塔，其中同杆双回杆塔1074 基。 2，220kV线路501条 10692公里
04年220－500KV电网共发生雷 击跳闸31次。
绕击率曲线也可用下式表示：
对平原线路： 对山区线路：
式中：α——避雷线对边导线的保 护角。
计算绕击率的电气几何模型
击距经验计算公式
rs 10 I
0.65
[3.6 1.7 ln(43 yc )]I 0.65 yc 40m rg 5.5I 0.65 ( yc 40m)
线路绝缘子每串最少片数和最小空气间隙 系统标称电压 kV 雷电过电压间隙 操作过电压间隙 工频电压间隙 悬垂绝缘子串的 绝缘子个数 雷击塔顶反击的耐 雷水平（kV） 110 100 70 25 7 700 220 190 145 55 13 1200 330 230(260) 195 90 17(19) 1600
输电线路防雷保护应用
浅谈输电线路防雷保护的应用摘要：雷电是一种很不规律的自然现象，随着人们经济生活的迅速发展，雷电灾害给人类带来的伤害和破坏愈来愈难以准确计算和预测。
人类在长期与之进行斗争的过程中，逐步掌握了雷电灾害的发生和危害的一些主要规律，并总结出比较完善的雷电防护经验。
笔者通过对几个典型雷击案例的分析，介绍连城县近几年来防雷减灾工作的基本情况、工作经验，对连城雷电活动规律进行研究总结，寻找适合连城地区的最佳避雷措施。
关键词：雷电；电阻；措施on the application of transmission line lightning protectionhuang kunyuanabstract: lightning is a very laws of natural phenomena, with the rapid development of economic life, people, lightning caused damage to and destruction of human beings increasingly difficult to accurately calculate and predict. humans in the long struggle with the process, and gradually mastered the lightning disasters and hazards of some of the major rules, and summed up the experience more complete lightning protection. by the author of several typical case study of lightning, even the county in recent years introduced the basic situation of mine disaster reduction work, workexperience, the pattern of lightning activity on the citylink study concluded, searching for the best lightning protection measures citylink region.keywords: lightning;resistance;measures一、常规防雷方法的分析现电力系统输电线路中，现行的防雷措施一般有以下几种：1、架设避雷线这是高压和超高压输电线路防雷保护的最基本和最有效地措施。
输电线路防雷保护
浅议输电线路的防雷保护摘要：随着我国电力事业的发展，输电网络越来越密集。
雷击引起的输电线路跳闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。
雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。
笔者根据多年实践经验，积极开展对等试验研究工作，分析了线路防雷的基本任务和防雷设计的方法，并找到许多有效的防范措施。
关键词：输电线路防雷保护措施河源电网位于广东电网粤东主通道上，有3个县紧挨江西革命老区。
现有的35-500kv相关输电线路约3500多公里，约80%均分布在山区，线路所经地区为多雷区。
地处粤东北部的河源电网，地区年均雷暴日达70日以上，线路雷击跳闸是整个电网跳闸的重要原因，经常占到跳闸总数的80%以上。
所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率。
一、输电线路防雷保护的基本任务采用技术上与经济上合理的措施，将雷击事故减少到可以接受的程度，以保证供电的可靠性与经济性，是线路防雷的基本任务，包括以下四个方面：（一）不绕击。
用避雷线或改用电缆等措施，尽量使雷不绕击到导线上。
（二）绝缘子不闪络。
用改善接地或加强绝缘等措施，使避雷线或杆塔受雷击后，绝缘子不闪络。
（三）不建立稳定工频电弧。
即使绝缘子串闪络，也要它尽量不转变为稳定的工频电弧，开关不跳闸。
为此应减少绝缘子的工频电场强度或者电网中性点采用不接地或经消弧圈地的方式。
这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致引起相间短路和跳闸。
（四）不中断电力供应。
这是最后一道防线，即使开关跳闸也不中断电力供应。
在送电线路防雷中，允许有一小部分雷击引起线路绝缘子闪络，然后用减少建弧率以及自动重合闸的办法，把雷害引起的停电事故数减少到可以接受的程度。
二、输电线路防雷设计方法目前，我国输电线路的防雷保护有很多形式。
在选择输电线路的防雷设施时，应按照当地的雷电活动情况、系统的中性点接地方式、输电线路的绝缘情况、有无自动重合闸或备用自投装置、负荷的重要程度等各项条件来综合考虑，并按照技术经济比较的结果来作出决定采用最佳保护方案。
输电线路防雷保护设计与措施[论文]
![输电线路防雷保护设计与措施[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/a309c6234b73f242336c5f85.png)
试论输电线路的防雷保护设计与措施【摘要】随着我国经济的迅速发展以及科学技术水平的不断进步，我国的电力工业也发展迅猛。
但同时输电线路的安全性以及稳定性也受到了多方面的威胁，其中一个方面就是雷电。
本次我们探讨的课题是：输电线路的防雷保护设计与措施。
目前，全国220kv 电压等级的线路承担了大部分的输电任务，地位十分重要，一旦出现较为恶劣的天气，发生雷电，就有可能一定程度地影响输电网路的安全性及稳定性。
因此，对220kv输电线路防雷措施分析具有一定的现实意义。
本文提出了具有一定针对性的220kv输电线路防雷措施，并对220kv线路雷击跳闸率高的原因进行了一定程度上的分析，提出具体的防雷措施。
【关键词】 220kv输电线路防雷保护跳闸设计措施近几年来，我国经济发展十分迅速，各种新科学、新技术层出不穷，各个行业都取得了一定程度的发展，电力行业也是如此，它们抓住机遇，不断引进新技术，加之自己的创新，取得了不错的成绩，为我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高做出了重要贡献。
输电线路是电力系统的重要组成部分，其安全性与稳定性直接影响到电力的有效供应。
然而，在目前状况下，输电线路仍然受到多种因素的威胁，在这些威胁之下输电线路的安全性尤其受人们关注，雷电便是影响程度较深的因素之一，电力企业做好防雷措施很有必要。
本文主要针对220kv输电线路的防雷保护设计与措施进行研究与分析。
1 直击雷过电压以及雷击线路造成的危害雷电过电压是由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
雷击主要是通过建立一个放电泄流通道，从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷。
直击雷过电压分为：（1）当雷击输电线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高，当雷击点与导线间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，就会对导线发生闪络，使导线出现过电压。
因为这时杆塔或避雷线的电位高于导线，故称为反击；（2）雷电直接击中导线（无避雷线时）或绕过避雷线击中导线（屏蔽失效）时，直接在导线上引起过电压，称为绕击。
架空输电线路的防雷及接地措施
雷电具有极大的破坏力，可能导致人身伤亡和财产损失。通 过采取有效的防雷措施，可以降低雷电对架空输电线路及其 周边环境的危害，从而避免因雷电灾害引发的人身和财产损 失。
架空输电线路防雷的现状
防雷设施建设不足
部分地区的架空输电线路防雷设施建设不足，缺乏必要的避雷线、避雷器等防 雷设备，导致线路在遭受雷电袭击时容易发生故障。
架空输电线路分布广泛，穿越的地理环境复杂多变，包括山区、丘陵、平原等地 形。这些不同的地理环境对防雷设施的建设和维护提出了更高的要求。
02
架空输电线路的防雷措施
安装避雷线
避雷线是架空输电线路最基本的防雷措施之一，通过在导线上方安装避雷线，当雷电击中线路时，避雷线将雷电电流引入地 下，以保护线路免受雷击。
避雷器的选择应考虑其额定电压、电 流和安装位置等因素。
架设耦合地线
耦合地线是一种通过增加一条地线来提高线路防雷能力的措施，通过耦合地线与导线之间的耦合作用 ，提高线路的耐雷水平。
耦合地线的架设方式应根据线路的具体情况来确定，包括耦合地线的截面积、位置和架设方式等。
03
架空输电线路的接地措施
杆塔接地装置
培训
对架空输电线路的维护人员进行防雷知识培 训，提高其防雷技能和意识。
宣传
通过宣传栏、宣传册等方式，向公众普及架 空输电线路的防雷知识和应对方法，提高公 众的防雷意识和自我保护能力。
05
结论与展望
架空输电线路防雷及接地措施的重要性
保障电力系统的稳定运行
架空输电线路是电力系统的重要组成部分，其稳定运行对于保障电力系统的供电可靠性至 关重要。防雷及接地措施可以有效地减少雷击对线路稳定运行的影响，避免因雷击导致的 大规模停电事故。
直流输电系统的防雷保护
直流输电系统的防雷保护摘要：直流输电系统承担着我国大部分的输电任务，但是在输电过程中会遇到雷电的攻击，对我国输电造成很大的损失，所以对于直流输电系统的防雷保护显得尤为重要。
文章直流输电系统和雷击闪络的概念特征以及耐雷性进行阐述，并结合我国直流输电的雷击故障运行经验来谈谈直流输电系统的防雷保护措施。
关键词：直流输电；交流输电；防雷引言：直流输电系统承担着我国主要的长距离大容量的输电任务，它的安全性影响着我国输电任务的进行。
在广阔的国土上进行大容量的输电，难免会遭到雷电的攻击。
近些年来，特别是在地形复杂和土壤电阻率较高的地区，雷击直流输电系统的概率非常高。
在各种引起直流系统线路跳闸的因素中，雷击引起的跳闸率高达50%以上。
因此，对直流输电系统的防雷保护显得非常关键。
一、直流输电的概念直流输电是将通过整流器的交流电转换成直流电输送到各个受电端，然后再通过逆变器将直流电转换成交流电输送至交流电网的一种输电方式。
它具有调节速度快、运行可靠、线路投资少等优点，主要是应用于大范围远距离的输电。
二、直流输电系统的运行特征直流输电和交流输电是输电系统中的两大输电方式，相比于交流输电系统，直流输电系统的运行特征主要有技术性能和经济性两个方面[1]。
1.直流输电系统的技术性能（1）功率运输的特征稳定问题是实现电力系统安全性的最主要问题，为了实现输电的稳定，一般都采取静补和串补、调相机等方法，有时也会采用提高输电电压的方法。
但是在直流输电系统中，没有功角和相位，所以只要直流输电系统的技术指标合格，就可以实现电力的稳定传输。
这是直流输电系统运行相比较交流输电系统最大的特征。
（2）调节作用当系统发生故障，直流输电会在最快的时间进行响应和调节，以提高系统的稳定性。
（3）恢复能力直流输电系统在发生直流单极故障的时候只需要不到0.35秒的时间即可恢复。
而交流输电系统则需要0.6～1秒的时间恢复。
（4）功率控制在进行直流输电的时候，可以实现全自动控制，而交流输电系统则需要工作人员进行人工调控。
输电线路的防雷设计与运维分析
输电线路的防雷设计与运维分析摘要：雷电是影响输电线路安全的重要因素，在输电线路的设计中，需要结合实际、因地制宜，使用并且改进各种各样的防雷技术措施，不断提高输电线路的防雷抗雷能力，规避雷电事故的发生，确保输电线路安全稳定的运行。
基于此，本文介绍了线路雷击过电压种类，并探讨了输电线路防雷接地措施及其维护管理方法。
关键词：输电线路；防雷接地措施；维护方法1线路雷击过电压种类1.1雷电感应过电压雷击于输电线路附近的地面时，可在导线上感应产生过电压，称为雷电感应过电压。
感应过电压只会危害电压等级较低（如35kV及以下）的输电线路。
感应过电压的出现极为普遍，只要雷击线路附近的地面时，便会在架空线路的三相导线上出现感应过电压。
此时的感应过电压的幅值一般不会超过300~400kV，因此不会引起导线闪络。
1.2直击雷过电压就是雷电直接击中线路引起直击雷过电压。
直击雷过电压要比感应过电压的幅值大得多，因此对于线路防雷来说，主要是防直击雷。
直击雷过电压又可分为反击雷过电压和绕击雷过电压两种：（1）反击雷过电压。
雷击于输电线路的杆塔或避雷线时，在杆塔的塔顶和横担上形成很高的电位，相应地在线路绝缘子串两端（即导线和横担之间）产生较高的电位差，造成雷击的线路跳闸故障。
（2）绕击雷过电压。
当雷电绕过避雷线，即避雷线保护失效，直接击在导线上，由此造成的雷击线路跳闸故障。
2雷电的危害雷电的发生一般主要集中在春季和夏季，但随着不同地理环境的影响，也不尽相同，雷电对电力系统的危害主要表现在两个方面：（1）雷电的产生会附带较大的电流，这些强电流会加载到电线或输电设备上，造成炸毁、燃烧、融化等危害，且强电流具有很大的电动力，对电力设备产生不同程度的损伤，该类程度的伤害无法通过电力自动系统的修复能力进行恢复，要通过更换装置，甚至线路来完成，给电力的维修上带来了不便，对电网造成了不可估量的经济损失和安全隐患，也给居民的日常生活和工业生产带来了不便。
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220 0.92 0.88
330 — 0.88
500 — 0.865~ 0.822
3. 雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙
UA 1 dI 1 Ls Ls 2 dt 2
1 U s U A (1 K c ) Ls (1 K c ) 2
s (0.012l 1)m
电力系统多年的运行经验表明，间距只要满足上式要求， 雷击档距中央避雷线时，导线与避雷线间一般不会发生闪络。 所以，在计算雷击跳闸率时，不计及这种情况。
有避雷线时的感应雷过电压
避雷线在导线上 耦合出来的电压
U ' U KcU (1 Kc )U
Kc 为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述，其值 只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近， 则耦合系数 Kc 愈大，导线上感应过电压愈低。
10.3 输电线路的直击雷过电压
无避雷线时的直击雷过电压
绕击跳闸率n2（次/ 100km· 40雷电日 ）
n2 0.28(4hd b) pa p2
雷击次数 绕击率 建弧率 雷电流幅值 大于雷绕击 的耐雷水平 I2 的概率
n n1 n2 0.28(4hd b) ( gp1 pa p2 )
架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
高电压技术
华南理工大学 电力学院
第10章 输电线路的防雷保护
10.1 输电线路防雷的原则和措施 10.2 线路感应雷过电压 10.3 输电线路的直击雷过电压 10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
10.1 输电线路防雷的原则和措施
直击雷过电压
雷击 塔顶
雷击档距中央 的避雷线
雷击 导线
雷击线路 附近地面
I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
平原线路：lg pa
h
86
此时，避雷线只起到降低 绕击率的作用：
3.90
山区线路： lg pa
h
86
3.35
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位：
ugt g iRch Lgt g
hbp hb 2 2 f b 29.1 7 24.5 3 3
hdp hd 2 2 f d 23.4 12 15.4 3 3
（2）避雷线对外侧导线的耦合系数
Kc0 Kc1Kc0 1.25 0.229 0.286
（3）杆塔电感 Lgt
Lgt 0.5 29.1 14.5
2．雷击塔顶时分流系数查表 3．雷击塔顶时的耐雷水平 I1
g 0.88
U 50% I1 116 [g ( Rch Lgt / 2.6) hdp / 2.6](1 Kc )
4．雷电流超过 I1 的概率 5．计算绕击耐雷水平I2 6．雷电流超过 I2 的概率
p1 4.8%
— —中性点有效接地
降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘， Ue E 在个别杆塔上采用避雷器等。反击、耐雷水平 — —中性点非有效接地
(3) 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧 适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电 网中采用不接地或经消弧线圈接地方式 (4) 防止线路中断供电 采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施
雷击跳闸率（单位：次/ l00km· 40雷电日）
雷击跳闸率是指折算为统一的条件下，因雷击而引起 的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年 40 个雷电日 和 l00km 的线路长度。
10.2 线路感应雷过电压
静电场突然消失 静电分量
主放电产生脉冲磁场
磁感应分量
无避雷线时的感应雷过电压
雷击线路附近地面： U 25
I 2 15.6
p2 66.5%
7．击杆率 g，绕击率 pa ，建弧率 η
g 1/ 6
pa 0.144%
0.80
8．线路的雷电跳闸率 n
n 0.28(4hbp b)( gp1 pa p2 )
1 4.8 0.144 66.5 0.28 (4 24.5 11.6) ( ) 0.80）架设避雷线
（2）降低杆塔接地电阻
（3）架设耦合电线
（4）采用不平衡绝缘方式
（5）装设自动重合闸装置
（6）装设线路避雷器
（7）加强绝缘
衡量输电线路防雷性能的两个指标： 耐雷水平（单位：kA） 雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值，称为 线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高，线路绝缘发生闪 络的机会就愈小。
电压等级（kV）
雷击杆塔时耐雷水 平（kA） 平原跳闸率 （次/百公里· 年） 山区跳闸率 （次/百公里· 年）
500
125 ~175 0.081 0.17 ~ 0.42
330
100 ~ 150 0.121 0.27 ~ 0.60
220
75 ~ 110 0.252 0.43 ~ 0.95
110
40 ~ 75 0.833 1.18 ~ 2.01
绝缘子承受电压＝塔顶电位－导线电位＝
U j U (U ') I (Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6)
U 50% 耐雷水平： I Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6
有避雷线时的直击雷过电压
1. 雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
Ihd s
雷击杆塔或线路附近避雷线： U hd α —— 感应过电压系数，kV/m，其值等于以kA/μs为单位的雷电流平 均陡度值，即 α = I / 2.6，s为雷击点距离线路的距离。 hd ——导线平均高度，m。
实测表明，感应过电压峰值最大可达300kV ~ 400kV。 这对35kV及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故；110kV 及以上的线路，由于绝缘水平较高，一般不会引起闪络事 故，且感应过电压同时存在于三相导线上，故相间不存在 电位差，只能引起对地闪络。
0.220
次/ (100km· 40雷电日)
地面落雷密度γ为 0.07，如果取每年40个雷暴日作为标准 值，每年l00km输电线路受到的雷击次数（次/ (100km· 40雷 电日)）为：
N 0.28(4hd b)
反击跳闸率n1（次/ 100km· 40雷电日 ）
n1 0.28(4hd b) g p1
雷击次数 击杆率 建弧率 雷电流幅值 大于雷击塔 顶的耐雷水 平 I1 的概率
di g I ( Rch Lgt / 2.6) dt
KcU gt Kc g I ( Rch Lgt / 2.6) hd (1 K c )
gi
(1 g )i
导线电位：
Kc g I ( Rch Lgt / 2.6)
I hd (1 Kc ) 2.6
分流系数：
Rch gt Lgt g Lbd(t gt ) / dt
1 R 1 ch t Lb Lb Lgt
g
t 取 0 ~ 2.6 μs的平均值
g
1 1 Lgt Lb 1.3 Rch Lb
额定电压 (kV) 单避雷线 双避雷线
110 0.90 0.86
感应雷过电压
输电线路防雷的任务： 采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行 部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。
输电线路防雷原则（“四道防线”）：
0.75 ( 4 . 5 E 14)% (1) 防止雷直击导线
E
沿线架设避雷线，有时还要装避雷针与其配合 Ue
3 ( l 0 . 5 l ) j m (2) 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络 2l j lm
例10-1 某 220kV 线路，假定杆塔冲击接地电阻 Rch = 7Ω，绝缘 串由 13 片 X-7组成。其正极性冲击放电电压 U50% 为 1410kV， 负极性冲击放电电压 U50% 为 1560kV。架设双避雷线，避雷线 弧垂为 7m ，导线弧垂为 12m ，避雷线半径为 5.5mm 。求该线 路的耐雷水平及雷电跳闸率。 解：1．计算几何参数 （l）避雷线与导线的平均高度
1. 雷击导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位： U IRch Lgt
dI I ( Rch Lgt / 2.6) dt
I 导线电位： U ' hd hd 2.6
10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
根据模拟试验和运行经验，一般高度线路的避雷线和导 线对地面的遮蔽宽度取4hd + b，hd是上导线的平均高度，b为 避雷线之间的宽度，这样 ，l00km输电线路对地面的遮蔽面积， 或受雷害面积（km2）为：
A (4hd b) 103 100 0.1(4hd b)
U j g I ( K ch Lgt / 2.6)(1 K c )
I hd (1 K c ) 2.6 I (g Rch g Lgt / 2.6 hd / 2.6)(1 Kc )
绝缘子承受电压：
U50% 输电线路耐雷水平： I (1 Kc )[ g ( Rch Lgt / 2.6) hd / 2.6]