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【摘 要】 架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面，常用的防雷改进措施有：架设避雷线、安装避雷针、加强线路绝缘、采用差绝缘方式、装设藕合地线或辆合地理线、升高避雷线减小保护角、装设消雷器及预放电棒与负角保护针、使用接地降阻剂等。解决线路的雷害问题，要从实际出发因地制宜，综合治理。
【关键词】 架空输电线路；防雷；措施
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。
一、雷击的型式及危害
输电线路雷害的形式有两种，一是感应雷，二是直击雷。实际运行经验表明：110kV及以上电压等级的输电线路雷害的原因则主要是根据经验和故障现象，因而比较难做出准确判断，这对于有针对性地采取防雷对策，十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响，其绕击率约为平原线路的3倍，或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压，直击雷过电压的峰值很高，破坏性很强，在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿；重者击断导线造成停电事故。
雷电防护概述
雷电防护有一套专门的理论。比如，雷电产生的机理，要研究大气物理学，用物理学的方法探讨雷电产生的原因。雷电对电子设备的雷害机理，需用大气电学的方法。研究雷电的防护方法，又涉及电工学，微电子学和材料学。雷电流的大小、雷电的波形研究，一般通过理论推导和现场实测，将现场实测的波形和理论推导拟合，这就需要用统计学的知识合概率论的知识。雷电科学还是一门试验科学，由于雷电机理的研究对雷电成因的解释许多出于假说，必须通过现场试验和模拟试验验证。同时，防护设备的好坏必须通过实验室模拟试验和现场对比试验两个环节，才可初步判断其好坏，最后，还要用统计学知识，对现场试验作出科学判断
二、存在的主要问题
虽然架空输电线路防雷技术能有效地提高线路防雷能力，降低雷击事故和跳闸事故，但由于架空线路大多处于山地之间，导致架空输电线路防雷效果仍存在一定的问题，如山区的土地电阻比较大，电阻值降低难度比较大，不太容易提高线路的防雷能力；受地形地貌的影响，处于高山峻岭当中，因此，输电线路的档距、高差都比较大，使得线路的保护角比较大，从而增加了线路发生绕击的概率；由于杆塔接地电阻测量存在一定的难度，导致在选择架空输电线路防雷措施时，存在一定的影响；架空线路长期处于自然环境中，线路的绝缘强度很容易受到外界因素的影响，从而对线路的防雷能力造成影响。
三、架空输电线路防雷技術
1.架空地线
架空地线是输电线路防雷最直接的措施，架空地线能减少经过杆塔的雷电流，降低塔顶的电位，达到分流的作用，架空地线还能对导线进行耦合作用，降低线路绝缘子的电压，同时还能对导线进行屏蔽，从而降低导线的感应过电流。一般情况下，架空地线的保护效果与输电线路的电压情况有很大的关系，输电线路的电压越高，架空地线的保护效果就越强，因此，对于110kV、220kV及以上的输电线路，都可以采用架空地线的方式进行防雷保护。由于架空地线能屏蔽边导线的保护角导线，从而减少绕击概率，因此，要根据实际情况，合理的设置保护角，一般情况下，保护角要控制在20°～30°。
2.线路避雷器防雷技术
随着科技的不断发展，绝缘外套线路金属氧化物避雷器逐渐被研发出来，而线路避雷器防雷技术逐渐成为架空输电线路的热门防雷技术据统计，增加输电线路的绝缘能将雷击跳闸事故降低62%，在架空输电线路中安装耦合地线能将雷击跳闸事故降低55%，降低杆塔的接地电阻能将雷击跳闸事故降低43%，而在架空线路中安装金属氧化物避雷器能消除雷击跳闸事故。当架空线路安装上金属氧化物避雷器后，受到雷击时，会有一部分电流经过架空地下进入相临杆塔，同时还有一部分电流会经过塔体进入地下，如果雷击电流比较大，避雷器动作会加入分流，使得多数雷电流经过避雷器进入导线，最后进入相临杆塔。由于架空地线中分流的雷电流比避雷器分流的雷电流要小，发生雷击时，金属氧化物避雷器能在耦合作用下，提高导线的电位，这样导线和塔顶之间的电位差会小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络的现象，从而达到防雷的效果。
四、输电线路中的防雷措施
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。目前我市1lOkV以上线路都采取了全线架设避雷线。
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10°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到15°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。
2.安装线路避雷器
即使在全线架设避雷线，也不能完全排除在导线上出现过电压的可能性，安装线路避雷器可以便由于雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作，给雷电流提供一个低阻抗的通路，使其泄放到大地，从而限制了电压的升高，保障了线路、设备安全。
3.加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河、跨海杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。 4.降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻，来达到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。采取增加地埋接地体数量并进行深埋的措施，使沙地的杆塔接地电阻值达到了设计要求；对位于雷电活动区内的岩石基础上的接地体不满足设计标准情况，我们还试验使用r长效化学降阻剂。
5.架设耦合地线
在降低杆塔接地电阻有困难时，可采用架设耦合地线的措施，即在导线下方再架设一条地线。它的作用主要有以下方面：①加强避雷线与导线间的耦合，使线路绝缘上的过电压降低；②增加了对雷电流的分流作用。运行经验表明，耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的，尤其在山区的输电线路其效果更为明显。
6.采用中性点非有效接地方式
在我国35kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。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。而在二相或三相落雷时，由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。因此，对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔，必须做好接地措施。
7.装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能夠自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，我国1lOkV及以上的高压线路重合闸成功率达65%～90%，35kV及以下的线路成功率约为50%—80%。因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。
8.采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。
9.综合运用防雷措施
线路防雷保护在设计施工阶段已有所考虑，但影响架空送电线路雷击跳闸率的因索很多，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、工作难度、经济效益及效果等。
五、结束语
随着地区电网的不断扩大与雷电活动复杂的大自然现象，目前没有那种防雷措施能够起到绝对防雷作用，即使比较成熟的防雷措施，也只能是相对降低防雷概率，减少线路雷击跳闸次数。只有在平时实践中探索，不断积累经验，完善输电线路的防雷措施，利用现代科学技术不断发展，新技术、新材料不断被发现和应用，采取更有效的防雷措施，来达到架空输电线路的安全稳定运行。
【关键词】 架空输电线路；防雷；措施
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。
一、雷击的型式及危害
输电线路雷害的形式有两种，一是感应雷，二是直击雷。实际运行经验表明：110kV及以上电压等级的输电线路雷害的原因则主要是根据经验和故障现象，因而比较难做出准确判断，这对于有针对性地采取防雷对策，十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响，其绕击率约为平原线路的3倍，或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压，直击雷过电压的峰值很高，破坏性很强，在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿；重者击断导线造成停电事故。
雷电防护概述
雷电防护有一套专门的理论。比如，雷电产生的机理，要研究大气物理学，用物理学的方法探讨雷电产生的原因。雷电对电子设备的雷害机理，需用大气电学的方法。研究雷电的防护方法，又涉及电工学，微电子学和材料学。雷电流的大小、雷电的波形研究，一般通过理论推导和现场实测，将现场实测的波形和理论推导拟合，这就需要用统计学的知识合概率论的知识。雷电科学还是一门试验科学，由于雷电机理的研究对雷电成因的解释许多出于假说，必须通过现场试验和模拟试验验证。同时，防护设备的好坏必须通过实验室模拟试验和现场对比试验两个环节，才可初步判断其好坏，最后，还要用统计学知识，对现场试验作出科学判断
二、存在的主要问题
虽然架空输电线路防雷技术能有效地提高线路防雷能力，降低雷击事故和跳闸事故，但由于架空线路大多处于山地之间，导致架空输电线路防雷效果仍存在一定的问题，如山区的土地电阻比较大，电阻值降低难度比较大，不太容易提高线路的防雷能力；受地形地貌的影响，处于高山峻岭当中，因此，输电线路的档距、高差都比较大，使得线路的保护角比较大，从而增加了线路发生绕击的概率；由于杆塔接地电阻测量存在一定的难度，导致在选择架空输电线路防雷措施时，存在一定的影响；架空线路长期处于自然环境中，线路的绝缘强度很容易受到外界因素的影响，从而对线路的防雷能力造成影响。
三、架空输电线路防雷技術
1.架空地线
架空地线是输电线路防雷最直接的措施，架空地线能减少经过杆塔的雷电流，降低塔顶的电位，达到分流的作用，架空地线还能对导线进行耦合作用，降低线路绝缘子的电压，同时还能对导线进行屏蔽，从而降低导线的感应过电流。一般情况下，架空地线的保护效果与输电线路的电压情况有很大的关系，输电线路的电压越高，架空地线的保护效果就越强，因此，对于110kV、220kV及以上的输电线路，都可以采用架空地线的方式进行防雷保护。由于架空地线能屏蔽边导线的保护角导线，从而减少绕击概率，因此，要根据实际情况，合理的设置保护角，一般情况下，保护角要控制在20°～30°。
2.线路避雷器防雷技术
随着科技的不断发展，绝缘外套线路金属氧化物避雷器逐渐被研发出来，而线路避雷器防雷技术逐渐成为架空输电线路的热门防雷技术据统计，增加输电线路的绝缘能将雷击跳闸事故降低62%，在架空输电线路中安装耦合地线能将雷击跳闸事故降低55%，降低杆塔的接地电阻能将雷击跳闸事故降低43%，而在架空线路中安装金属氧化物避雷器能消除雷击跳闸事故。当架空线路安装上金属氧化物避雷器后，受到雷击时，会有一部分电流经过架空地下进入相临杆塔，同时还有一部分电流会经过塔体进入地下，如果雷击电流比较大，避雷器动作会加入分流，使得多数雷电流经过避雷器进入导线，最后进入相临杆塔。由于架空地线中分流的雷电流比避雷器分流的雷电流要小，发生雷击时，金属氧化物避雷器能在耦合作用下，提高导线的电位，这样导线和塔顶之间的电位差会小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络的现象，从而达到防雷的效果。
四、输电线路中的防雷措施
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。目前我市1lOkV以上线路都采取了全线架设避雷线。
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10°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到15°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。
2.安装线路避雷器
即使在全线架设避雷线，也不能完全排除在导线上出现过电压的可能性，安装线路避雷器可以便由于雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作，给雷电流提供一个低阻抗的通路，使其泄放到大地，从而限制了电压的升高，保障了线路、设备安全。
3.加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河、跨海杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。 4.降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻，来达到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。采取增加地埋接地体数量并进行深埋的措施，使沙地的杆塔接地电阻值达到了设计要求；对位于雷电活动区内的岩石基础上的接地体不满足设计标准情况，我们还试验使用r长效化学降阻剂。
5.架设耦合地线
在降低杆塔接地电阻有困难时，可采用架设耦合地线的措施，即在导线下方再架设一条地线。它的作用主要有以下方面：①加强避雷线与导线间的耦合，使线路绝缘上的过电压降低；②增加了对雷电流的分流作用。运行经验表明，耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的，尤其在山区的输电线路其效果更为明显。
6.采用中性点非有效接地方式
在我国35kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。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。而在二相或三相落雷时，由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。因此，对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔，必须做好接地措施。
7.装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能夠自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，我国1lOkV及以上的高压线路重合闸成功率达65%～90%，35kV及以下的线路成功率约为50%—80%。因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。
8.采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。
9.综合运用防雷措施
线路防雷保护在设计施工阶段已有所考虑，但影响架空送电线路雷击跳闸率的因索很多，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、工作难度、经济效益及效果等。
五、结束语
随着地区电网的不断扩大与雷电活动复杂的大自然现象，目前没有那种防雷措施能够起到绝对防雷作用，即使比较成熟的防雷措施，也只能是相对降低防雷概率，减少线路雷击跳闸次数。只有在平时实践中探索，不断积累经验，完善输电线路的防雷措施，利用现代科学技术不断发展，新技术、新材料不断被发现和应用，采取更有效的防雷措施，来达到架空输电线路的安全稳定运行。