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【摘要】：本文简单阐述雷电的形成，并结合307发射台东西两路输电线路的实际，通过雷击情况分析，提出10kV输电线路防雷措施，从而有效降低输电线路雷害事故，减少雷害事故对安全供电的影响。
【关键词】：输电线路 防雷 10kV
1、前言
307发射台位于封龙山山顶，海拔812m，雷电活动比较强烈，两路输电线途经平原、山区，遭受雷击机会较多，尤其是在夏季雷雨天气多发期更是多发雷害事故。为了保障发射台各播出机房节目的顺利播出，完成广电总局“不间断、高质量、即经济、又安全”十二字方针所要求的安全播出，如何减少输电线路的雷害事故成为安全稳定运行的重要课题。
2、雷电分析
2.1 雷电的形成
2.1.1 雷云的形成
目前，获得比较广泛认同的雷云形成机理为水滴分裂起电理论。即大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升气流带往高空，形成大片带负电的雷云。
2.1.2雷电放电过程
在雷雨天气云层因带雨水负重增大后云层下降接近地面；大地表面因被雨水淋湿后具有导电性，使雷云下方大地表面被雷云电荷感应的正电荷在雷云电荷下行先导的激励下，积聚到地面凸出部位，将地表面所带的正电荷随凸起物接近云层，产生向上的迎面先导。当雷云下行先导与大地凸起物迎面先导距离足够近时击穿空气放电，这就是雷电。
雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。
2.2 输电线路的引雷特性
2.2.1 杆塔的引雷特性
大地表面的感应电荷沿杆塔积聚到杆塔顶部，由于杆塔顶部凹凸不平，存在诸如顶套、抱箍、横担、连接螺栓等尖锐凸状物，使杆塔顶部形成的迎面先导如同避雷针具有微小截面线状迎面先导，吸引雷云电荷下行先导向杆塔迎面先导发展，当雷云电荷下行先导与杆塔迎面先导之间的空气间隙达到击穿值时，则可能发生雷击杆塔。
2.2.2 输电导线的引雷特性
架空输电线路的导线与大地是绝缘的，无法收集大地表面的感应电荷，因此导线并不利用大地表面的雷云感应电荷吸引雷云电荷下行先导。但是，当雷云电荷下行先导向线路附近的凸起物发展时，导线电压有可能直接与雷云电荷下行先导电位叠加，引雷接闪。
2.2.3 输电线路途径地面物体的引雷特性
输电线路附近的地面凸起物（如树木、建筑等）在雷云电荷下行先导的激励下，大地表面感应出电荷沿凸起物积聚到其顶部。当线路附近的凸起物发生击穿，雷击凸起物时经过导线则有可能引发雷电绕击导线事故。
2.3 输电线路雷害事故的形成
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。主要表现有雷击断线和雷击跳闸。
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，即使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，即使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，即使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，即使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
3、雷击情况分析
307发射台东西两路输电线状况分别为：东路923线属于架空裸导线，其应用中主要的是跳闸事故频繁；西路654线属于架空绝缘导线，其在应用中最突出的问题是雷击断线事故。
3.1 架空绝缘导线雷害事故
当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压，当它超过导线绝缘层的耐压水平时（一般大于139KV）就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿（通常在绝缘子两端30公分范围内），形成针孔大小的击穿点，然后对绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。
3.2 架空裸导线雷害事故
当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。由于接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，一般不会烧断导线。
4、输电线路防雷措施
目前，在线路路径受地形和投资限制，选择范围不大的情况下，我国输电线路防雷设计主要采用：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平等方法。
4.1 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电直接击中导线，同时还具有分流、耦合和屏蔽等作用。但因投资成本大，我国目前10kV等级的输电线路设计时不考虑线路防雷。
4.2 降低杆塔接地电阻
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1），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。
目前，降低杆塔接地电阻的方法有：（1）利用接地电阻降阻剂；（2）采用爆破接地技术；（3）采用多支外引式接地装置；（4）采取伸长水平接地体。
4.3 装设避雷器
在空旷的地区，由于没有高大建筑物引雷，雷直击线路是常有的事，所以宜在空旷的10kV架空线路上安装线路型带脱离器的氧化锌避雷器，新安装的配网设备如配变、柱上开关、电缆头等也必须安装氧化锌避雷器（推荐使用带脱离器的氧化锌避雷器），以加强对10kV线路及设备的防雷保护。线路型避雷器在防雷中的作用可以分为两个方面，一是利用其动作后的钳电位作用，防止绝缘子串闪络；二是利用其动作后向导线分流雷电流的耦合地线作用，降低杆塔顶部的雷电位，增大同杆塔相邻相导线的耦合系数。提高同杆塔相邻相绝缘子串的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率。 4.4 提高线路绝缘水平
4.4.1 增加绝缘子绝缘水平
比较多见的10kV线路的雷害事故为雷击10kV架空线路针式绝缘子，导致绝缘子爆裂事故，引起10kV线路接地或相间短路。造成这类事故的原因除了本地区雷暴日多之外，针式绝缘子绝缘水平选择偏低也是原因之一。实际经验表明，提高绝缘子绝缘水平可有效增强耐雷水平。
4.4.2 改善导线连接方式
在10kV输电线路导线的连接中尽量使用连接性能良好的安普线夹连接，尽量不使用连接性不好的并沟线夹连接或缠绕接线。采用这样的连接方式不会导致导线连接不良，才能最大限度的经受强大雷击电流的冲击，从而在有雷电流冲击时避免发生断线事故。
4.4.3 采用差绝缘方式
所谓差绝缘，是指同一基杆塔上三相绝缘有差异，下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子，当雷击杆塔或上导线时，由于上导线绝缘相对较弱而先击穿，雷电流经杆塔入地，避免了两相闪络 据计算，采用差绝缘后，线路的耐雷水平可提高24%。
5、结束语
雷电是自然界较普遍的气象，雷电的危害是相当大的。我们要重视输电线路的防雷，结合输电线路的实际情况，做好输电线路的防雷措施，将雷害事故造成的损失降至最低。
参考文献：
[1]王茂成，吕永丽，邹洪英.10kV绝缘导线雷击断线机理分析和防治措施[J].高电压技术，2007，33（1）：102-105.
[2]李凡，施围.线路避雷器的绝缘配合[J].高电压技术，2005，31（8）：18-23.
[3]李壮和，李燕.避雷器在输电线路防雷中的应用分析[J].高电压技术，2004，30（3）：63-64.
[4]吴广宁.高电压技术[M].北京：机械工业出版社，2007.200-202.
[5]吴芳华，陈赟.输电线路的防雷设计与分析[J].中国科技博览，2009，（13）：276-277.
[6]黄建成，郑江，林苗，吴永田.35kV无避雷线输电线路的有效防雷措施[J].广西电业，2005，（3）：82-83.
[7]郑江，林苗. 高土壤电阻率地区无避雷线输电线路的防雷措施探讨[J]. 广西电力工程， 1999，（04）：7-9.
[8]魏莱，浅谈架空输电线路防雷措施[J].广东科技，2009，（12）：198-199.
[9]康凯. 输电线路防雷分析及对策[J].华北电力技术，2009，（07）：16-17.
[10]吴俣.10kV配电线路防雷保护措施研究[J].科技与生活，2010，（12）：5-5.
【关键词】：输电线路 防雷 10kV
1、前言
307发射台位于封龙山山顶，海拔812m，雷电活动比较强烈，两路输电线途经平原、山区，遭受雷击机会较多，尤其是在夏季雷雨天气多发期更是多发雷害事故。为了保障发射台各播出机房节目的顺利播出，完成广电总局“不间断、高质量、即经济、又安全”十二字方针所要求的安全播出，如何减少输电线路的雷害事故成为安全稳定运行的重要课题。
2、雷电分析
2.1 雷电的形成
2.1.1 雷云的形成
目前，获得比较广泛认同的雷云形成机理为水滴分裂起电理论。即大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升气流带往高空，形成大片带负电的雷云。
2.1.2雷电放电过程
在雷雨天气云层因带雨水负重增大后云层下降接近地面；大地表面因被雨水淋湿后具有导电性，使雷云下方大地表面被雷云电荷感应的正电荷在雷云电荷下行先导的激励下，积聚到地面凸出部位，将地表面所带的正电荷随凸起物接近云层，产生向上的迎面先导。当雷云下行先导与大地凸起物迎面先导距离足够近时击穿空气放电，这就是雷电。
雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。
2.2 输电线路的引雷特性
2.2.1 杆塔的引雷特性
大地表面的感应电荷沿杆塔积聚到杆塔顶部，由于杆塔顶部凹凸不平，存在诸如顶套、抱箍、横担、连接螺栓等尖锐凸状物，使杆塔顶部形成的迎面先导如同避雷针具有微小截面线状迎面先导，吸引雷云电荷下行先导向杆塔迎面先导发展，当雷云电荷下行先导与杆塔迎面先导之间的空气间隙达到击穿值时，则可能发生雷击杆塔。
2.2.2 输电导线的引雷特性
架空输电线路的导线与大地是绝缘的，无法收集大地表面的感应电荷，因此导线并不利用大地表面的雷云感应电荷吸引雷云电荷下行先导。但是，当雷云电荷下行先导向线路附近的凸起物发展时，导线电压有可能直接与雷云电荷下行先导电位叠加，引雷接闪。
2.2.3 输电线路途径地面物体的引雷特性
输电线路附近的地面凸起物（如树木、建筑等）在雷云电荷下行先导的激励下，大地表面感应出电荷沿凸起物积聚到其顶部。当线路附近的凸起物发生击穿，雷击凸起物时经过导线则有可能引发雷电绕击导线事故。
2.3 输电线路雷害事故的形成
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。主要表现有雷击断线和雷击跳闸。
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，即使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，即使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，即使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，即使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
3、雷击情况分析
307发射台东西两路输电线状况分别为：东路923线属于架空裸导线，其应用中主要的是跳闸事故频繁；西路654线属于架空绝缘导线，其在应用中最突出的问题是雷击断线事故。
3.1 架空绝缘导线雷害事故
当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压，当它超过导线绝缘层的耐压水平时（一般大于139KV）就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿（通常在绝缘子两端30公分范围内），形成针孔大小的击穿点，然后对绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。
3.2 架空裸导线雷害事故
当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。由于接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，一般不会烧断导线。
4、输电线路防雷措施
目前，在线路路径受地形和投资限制，选择范围不大的情况下，我国输电线路防雷设计主要采用：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平等方法。
4.1 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电直接击中导线，同时还具有分流、耦合和屏蔽等作用。但因投资成本大，我国目前10kV等级的输电线路设计时不考虑线路防雷。
4.2 降低杆塔接地电阻
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1），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。
目前，降低杆塔接地电阻的方法有：（1）利用接地电阻降阻剂；（2）采用爆破接地技术；（3）采用多支外引式接地装置；（4）采取伸长水平接地体。
4.3 装设避雷器
在空旷的地区，由于没有高大建筑物引雷，雷直击线路是常有的事，所以宜在空旷的10kV架空线路上安装线路型带脱离器的氧化锌避雷器，新安装的配网设备如配变、柱上开关、电缆头等也必须安装氧化锌避雷器（推荐使用带脱离器的氧化锌避雷器），以加强对10kV线路及设备的防雷保护。线路型避雷器在防雷中的作用可以分为两个方面，一是利用其动作后的钳电位作用，防止绝缘子串闪络；二是利用其动作后向导线分流雷电流的耦合地线作用，降低杆塔顶部的雷电位，增大同杆塔相邻相导线的耦合系数。提高同杆塔相邻相绝缘子串的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率。 4.4 提高线路绝缘水平
4.4.1 增加绝缘子绝缘水平
比较多见的10kV线路的雷害事故为雷击10kV架空线路针式绝缘子，导致绝缘子爆裂事故，引起10kV线路接地或相间短路。造成这类事故的原因除了本地区雷暴日多之外，针式绝缘子绝缘水平选择偏低也是原因之一。实际经验表明，提高绝缘子绝缘水平可有效增强耐雷水平。
4.4.2 改善导线连接方式
在10kV输电线路导线的连接中尽量使用连接性能良好的安普线夹连接，尽量不使用连接性不好的并沟线夹连接或缠绕接线。采用这样的连接方式不会导致导线连接不良，才能最大限度的经受强大雷击电流的冲击，从而在有雷电流冲击时避免发生断线事故。
4.4.3 采用差绝缘方式
所谓差绝缘，是指同一基杆塔上三相绝缘有差异，下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子，当雷击杆塔或上导线时，由于上导线绝缘相对较弱而先击穿，雷电流经杆塔入地，避免了两相闪络 据计算，采用差绝缘后，线路的耐雷水平可提高24%。
5、结束语
雷电是自然界较普遍的气象，雷电的危害是相当大的。我们要重视输电线路的防雷，结合输电线路的实际情况，做好输电线路的防雷措施，将雷害事故造成的损失降至最低。
参考文献：
[1]王茂成，吕永丽，邹洪英.10kV绝缘导线雷击断线机理分析和防治措施[J].高电压技术，2007，33（1）：102-105.
[2]李凡，施围.线路避雷器的绝缘配合[J].高电压技术，2005，31（8）：18-23.
[3]李壮和，李燕.避雷器在输电线路防雷中的应用分析[J].高电压技术，2004，30（3）：63-64.
[4]吴广宁.高电压技术[M].北京：机械工业出版社，2007.200-202.
[5]吴芳华，陈赟.输电线路的防雷设计与分析[J].中国科技博览，2009，（13）：276-277.
[6]黄建成，郑江，林苗，吴永田.35kV无避雷线输电线路的有效防雷措施[J].广西电业，2005，（3）：82-83.
[7]郑江，林苗. 高土壤电阻率地区无避雷线输电线路的防雷措施探讨[J]. 广西电力工程， 1999，（04）：7-9.
[8]魏莱，浅谈架空输电线路防雷措施[J].广东科技，2009，（12）：198-199.
[9]康凯. 输电线路防雷分析及对策[J].华北电力技术，2009，（07）：16-17.
[10]吴俣.10kV配电线路防雷保护措施研究[J].科技与生活，2010，（12）：5-5.