摘要: 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，遭遇雷击的几率较大。文章笔者对架空输电线路几种防雷措施分析介绍，供业内人士借鉴。
关键词: 架空输电线路；雷害；跳闸；防雷措施
Abstract: the overhead transmission lines is power grids and an important part of the power system. Because it is exposed to the nature, so vulnerable to outside influences and damage, one of the main aspect is the lightning. The overhead transmission lines in the wilderness by the mostly for or hills, mountains, transmission lines long, more likely to encounter by lightning. The article the author on overhead transmission lines is analyzed to introduce several kinds of lightning protection measures for industry insiders reference.
Keywords: overhead transmission lines; Ray harm; Trip; Lightning protection measures
中图分类号：TU856文献标识码：A 文章编号：
架空输电线路由于长度大，分布面积广，布线复杂，以及其架空高度高，因此其遭受雷击事故的几率非常高，由此产生的电力系统事故也多，特别是地处多雷区的35kV及以上架空输电线路。据统计，电力系统的大部分瞬时性跳闸事故都是由于架空输电线路的雷害面引起，雷害所引起的事故经济损失是不可估计的。架空输线路的防雷能力的高低在很大程度上决定着架空输电线路的运行指标的高低。因此，我们有必要去分析研究架空输电线路的防雷措施与技术。
一 、雷害的形成及防雷原则性
1、雷击的形式
线路遭受雷击的形式可归纳为直击雷和感应雷两种。直击雷指带电的雷云直接对架空线路的地线、杆塔顶或导线、绝缘子等放电，以波的形式分左右两路前进而引起直击雷过电压的现象。感应雷指当雷击线路附近时，其先导路径上的电荷对导线产生静电感应电荷，当主放电开始时，该电荷被迅速中和而产生的雷电流及雷过电压现象。
2、雷害事故形成的四个阶段
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样4个阶段:①输电线路受到雷电过电压的作用；②输电线路发生闪络；③输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；④线路跳闸，供电中断。
3、线路防雷的四道防线
线路防雷的基本任务是采用技术上与经济上合理的措施，将雷电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。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。
二 、输电线路防雷措施
对于线路防雷工作应按照“层层设防，突出重点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，有针对性地采取各种有效措施为线路设置一道道有力的屏障，防止雷电波的侵入，提高线路的耐雷水平，从根本上降低雷击跳闸率。目前辖区采取的防雷措施主要有:
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。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。因地区处于高海拔山区，目前运行中的110kV线路架设均已沿全线架设双避雷线，保护角在200左右，35kV线路仅在变电站进出线2km内架设双避雷线。
2、装设线路自动重合闸装置
输电线路遭受雷击跳闸一般都是瞬时故障，大多数情况下都能在线路跳闸后自动重合成功，因此，在变电站装设线路自动重合闸装置，能大大提高线路的供电可靠性。目前运行中的35～110kV线路架设均已装设线路自动重合闸装置。
3、装设接地装置并降低杆塔接地电阻
装设接地装置并降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆(塔)顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆(塔)顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求(见表3)，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。
表3有避雷线架空电力线路杆塔的工频接地电阻
土壤电阻率（Ω•m） 100及以下 100以上至500 500以上至1000 1000以上至2000 2000以上
接电电阻（Ω） 10 15 20 25 30
4、加强线路绝缘
绝缘子性能的优劣将直接影响到线路的耐雷水平。线路运行单位应加强对绝缘子的全过程管理，加大对绝缘子的检测力度，严把质量检验关，防止劣质绝缘子挂网运行。对于已经挂网运行的绝缘子，应严格按照《电力设备预防性试验规程》的规定定期对绝缘子进行检测，并对瓷绝缘子的劣化情况进行统计、分析，对不合格的应及时进行更换，确保线路绝缘始终满足运行要求。
根据近两年运行线路的统计数据证明，加强的绝缘的线路耐雷水平大大增强，减少了雷击跳闸事故的发生。
5、线路避雷器
避雷器应用在线路上作为防止直击雷防护，在国内己有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的避雷器，运行情况良好。近几年在110kV线路安装线路避雷器，从统计数据显示，安装线路避雷器的杆塔没有再发生雷击事故，有2基杆塔的避雷器计数器显示动作各1次，经检查杆上设备无损坏现象，安装的避雷器看到了防雷效果。
6、设棍合地线
对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的杆段，若接地电阻受条件限制很难降低时，可在导线下方增加一条或两条架空地线，称为藕合地线。耦合地线提高耐雷水平的机理:①耦合地线可以增加导线和地线间的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压；②耦合地线可以降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时，可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。
7、加装避雷针
（1）负角保护针。负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针，其目的是改善屏蔽，减小临界击距。具体做法是:在易遭受绕击杆塔的横担处用角钢固定在横担上，伸出边相绝缘子串3m左右。其特点是制作、安装和运行维护方便，以及经济花费不多，能有效防止绕击的发生。在一些山区的山腰和斜坡处的杆塔，受地形的影响其避雷线的实际保护角比设计保护角要大，边导线超出避雷线的屏蔽范围，线路存在绕击区。安装负角保护针可将绕击区屏蔽掉，有效防止雷电绕击，起到了很好的防雷效果。
（2）可控放电避雷针。可控放电避雷针是武汉高压研究所经长期防雷研究和大量的高压试验而取得的新研究成果。它的保护原理是:以变化缓慢的小电流上行雷闪放电形式释放雷云电荷，避免强烈的下行雷闪放电危害被保护对象。可控放电避雷针由针头、接地引下线、接地装置组成。它的针头不再是单针，而是由主针、动态环、贮能装置组成。
（3）线路型头部均压环避雷针。线路型头部均压环避雷针是广西大学经研究的防雷成果。除在杆顶安装线路型头部均压环避雷针外，在接地装置入地部分配合使用“散流装置”。在110kV线路上安装使用，安装杆塔至今未发生雷击故障。
8、加装塔顶防雷拉线
防雷拉线有分流和屏蔽的作用。在雷击杆塔顶部时，一部分雷电流经杆塔入地，一部分雷电流经防雷拉线入地，可以起到分流的作用，降低反击电位，减少反击的可能性。根据对某条线路雷电流幅值近20年的实测，在雷击杆塔顶部时，塔顶防雷拉线使塔身分流系数下降了1.5倍，即耐雷水平至少提高了1.5倍。当雷电流绕过杆塔顶部的避雷线，在直击导线时，首先会触及防雷拉线，可以起到屏蔽作用，减少绕击的可能性。
9、明设接地引下线
明设接地引下线就是用钢绞线将架空避雷线与防雷接地装置直接连接起来。110kV及以下电压等级的架空电力线路，一般使用混泥土电杆，架设时接地装置与杆塔一般在焊口处连接。雷击避雷线时，雷电流将通过水泥杆内钢筋作为释放雷电流的通道。运行中发现，运行年限长的杆塔，由于水泥杆内钢筋锈蚀，不能迅速将雷电流引入大地释放，造成反击跳闸，明设接地引下线可有效解决此问题。
10、应用雷电定位系统进行分析
雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位系统能准确定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大大节省巡线人员的故障巡视时间，使线路及时恢复供电，确保线路的供电可靠性。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，对防雷工作大有裨益。
三 、结论
影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性，解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取防雷改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。
参考文献：
[1]DIJT620-1997.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合.
[2]赵志大.浙江大学，高电压技术，中国电力出版社.
[3]李光辉.高虹亮.架空输电线路运行与检修.北京:中国电力出版社2000.