架空输电线路防雷保护措施

摘要：输配电线路的电压等级愈高，输送的功率也愈大，其重要性一般也越大，也就更需要可靠的防雷措施。如何采取防雷设施，本文采取装设避雷线及降低接地电阻、系统中性点经消弧线圈接地、加装耦合地线、加强线路绝缘、装设线路自动重合闸装置等五种方式。对每一种方式都进行了详细的分析研究，具有一定的借鉴意义。

关键词：架空；输电线路；防雷保护；避雷措施

中图分类号：TM7 文献标识码： A

引言：随着输配电线路电压等级的增加，线路上每串绝缘子的个数也增加，其防雷的能力也就有自然增大的趋势。这对线路防雷工作是十分有利的一方面，不过线路电压等级愈增高，线路的平均高度也增高，线路功率输送的范围也增大，即每条线路的长度也增长，这就使线路落雷次数也要增加。而且在线路杆塔受雷击后，由于杆塔增高、杆塔电感增大，使杆顶电位也增大，因而容易对导线产生反击，这又是不利的一方面。所以，在确定防雷措施时，这些因素都应加以注意。

1、装设避雷线及降低接地电阻

避雷线能使作用到线路绝缘子串的过电压幅值降低，能对导线起屏蔽作用，避免雷直击导线；避雷线的保护范围呈带状，十分适于保护输电线路，因此装设避雷线是输电线路的主要防雷措施之一。

对于装设避雷线的输电线路，在一般土壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于表1所列数值。

表1 有避雷线的输电线路的耐雷水平（kA）

额定电压（kV） 35 66 110 220 330 500

一般线路 20～30 30～60 40～75 80～120 100～140 120～180

大跨越中央和进线保护段 30 60 75 120 140 200

在一般情况下：220kV及其以上的线路应沿全线装设避雷线；330kV及其以上的线路应采用双避雷线；架设在山区的220kV线路，也采用双避雷线。杆塔上避雷线对边导线的保护角一般采用20o―30o。330kV线路及220kV双避雷线的保护角一般可采用20o左右，重冰区的线路，不宜采用过小的保护角。至于500kV及其以上的超高压输电线路，由于绝缘子串很长，对30kA以下的雷击，均不会造成线路绝缘闪络，即使直接击于相导线上也是如此。但为了对更大幅值的雷电流进行保护，对500kV及以上的线路仍装设双避雷线，而且输电线路离地面越高，保护角就得越小(有时小于20o)，才能得到同样保护效果。

对于110kV线路一般沿全线装设避雷线，在雷电活动特殊强烈的地区，宜装设双避雷线。66kV线路，当负荷重要且所经地区年平均雷暴日在30个以上时，也宜沿全线装设避雷线。对山区单避雷线杆塔的线路；其保护角一般采用25o左右。

在计算杆塔顶部电位时，我们得知，杆塔接地装置或避雷线接地装置的接地电阻的降低，是降低杆顶电位的关键性因素。接地电阻愈小，雷击时引起的过电压愈小，防雷效果就愈好。

避雷线和降低杆塔接地电阻相配合，对于l10kV及其以上的水泥杆或铁塔线路是一种最有效的防雷措施。其可使雷击过电压降低到线路绝缘子串容许的程度，而所增加的费用，一般不超过线路的总造价的10％。但随着线路电压等级降低，线路绝缘水平也降低，这时，即使花很大投资架设避雷线和改善接地电阻，也不能将雷击引起的过电压降低到这些线路绝缘所能承受的水平。因此，对于35kV及其以下的水泥杆或铁塔线路．一般不沿全线架设避雷线，但仍然需要逐基杆塔接地。因为这时若一相因雷击闪络接地，良好接地的杆塔实际上起到了避雷线的作用。这在一定程度上可以防止其他两相的进一步闪络，而系统如果是消弧线圈接地时，又能有效地排除单相接地故障。

有避雷线的线路，每基杆塔(不连避雷线)的工频接地电阻，在雷季干燥时，不宜超过表2所列的数值。

表2有避雷线的架空线路杆塔工频接地电阻（Ω）

土壤电阻率（Ω・m） 100及以下 100～500 500～1000 1000～2000 2000及以上

接地电阻 10 15 20 25 30*

在小接地短路电流系统中，对35kV及其以上无避雷线达到线路，应采取措施减少雷击引起应充分利用杆塔自然接地作用。

2、采用系统中性点经消弧线圈接地

架设在轻雷区(即前述少雷区，年平均雷暴日不超过15日的地区)或运行经验证明雷电活动轻微地区的l10kV线路，一般不沿全线架设避雷线。但应尽量采用系统中性点经消弧线圈接地或自动重合闸装置以减少停电次数。

有些架设在雷电活动较强的山岳丘陵地区的110kV的线路，为了减少雷击引起的多相短路事故，也可以考虑将系统中性点经消弧线圈接地。但此时必须注意，只有在电力系统结构简单，不能满足安全供电的要求而且对联网影响不大时，才可以改用消弧线圈接地。

3、加装耦合地线

有些装设单避雷线的线路，其接地电阻又很难降低时，可在杆塔顶部再架一条避雷线，改为双避雷线的线路，或在不改变杆顶结构而在导线下面增加一条架空地线，叫做耦合地线。耦合地线虽然不能减少绕击串，但在雷击杆顶时能起分流作用和耦合作用。运行经验证明，增加耦合地线的线路，跳闸率约可降低一半。此外，在一些110kV山区单杆线路，耦合地线有平衡另一侧导线荷载，减轻杆塔歪头的作甩。同时还解决了山区单、双杆混用时，单、双避雷线过渡处的多次剪断和锚固的问题，因为在双杆段，单杆的耦合地线可以引到杆塔顶部，变成了避雷线。

4、加强线路绝缘

线路绝缘水平的高低，直接影响线路的造价，因此在满足线路正常运行和内过电压要求的前提下，只能在很有限的范围内考虑加强线路绝缘。对于挂有避雷线的水泥杆和铁塔线路，一般只是对个别高杆塔在充分降低接地电阻的前提下，才考虑增加绝缘子以补偿由于塔身电感增大使雷击塔顶时电压升高的不利因素。其余正常线段不宜轻易增加绝缘。

5、装设线路自动重合闸装置

各级电压的线路应尽量装设自动重合闸装置，线路绝缘子在雷击闪络后大多能在跳闸后自动恢复绝缘性能，所以一般自动重合闸的成功率为75％一95％，35kV及其以下的线路为50％一80％。在少雷区的l10kV线路一般可不沿全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置，以防万一遭受雷击时能减少停电。高土壤电阻串地区的输电线路雷击后容易产生绝缘子闪络，所以也必须装设自动重合闸装置。在中性点直接接地电网中，经验表明，绝大多数雷害是单相闪络，所以可采用单相自动重合闸，以减轻断路器的检修工作量，并减轻对用户供电的影响。

结语：综上，本文采取装设避雷线及降低接地电阻、系统中性点经消弧线圈接地、加装耦合地线、加强线路绝缘、装设线路自动重合闸装置等五种方式进行防止雷击。对于提高供电线路防护措施有积极的意义。

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