架空輸電線路的防雷保護

1 輸電線路防雷的原則和措施

1.1 輸電線路防雷的任務

采用技術上與經濟上的合理措施，使系統雷害降低到運行部門能夠接受的程度，保證系統安全可靠運行。

1.2 輸電線路防雷的措施（“四道防線”）

(1) 防止雷直擊導線

沿線架設避雷線，有時還要裝避雷針與其配合

(2) 防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡

降低桿塔的接地電阻，增大耦合系數，適當加強線路絕緣，在個別桿塔上采用避雷器等

(3) 防止雷擊閃絡后轉化為穩定的工頻電弧

適當增加絕緣子片數，減少絕緣子串上工頻電場強度，電網中采用不接地或經消弧線圈接地方式

(4) 防止線路中斷供電

采用自動重合閘，或雙回路、環網供電等措施

1.3 衡量輸電線路防雷性能的兩個指標

耐雷水平（單位：kA）

雷擊線路不致引起絕緣閃絡的雷電流幅值，稱為線路的耐雷水平。線路的耐雷水平愈高，線路絕緣發生閃絡的機會就愈小。

雷擊跳閘率（單位：次/ l00km·40雷電日）

雷擊跳閘率是指折算為統一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數。此統一條件規定為每年 40 個雷電日和 l00km 的線路長度。

2 線路感應雷過電壓

2.1 無避雷線時的感應雷過電壓

α —— 感應過電壓系數，kV/m，其值等于以kA/μs為單位的雷電流平均陡度值，即 α = I / 2.6。

hd ——導線平均高度，m。

實測表明，感應過電壓峰值可達300--400kV。這對35kV及以下的水泥桿線路可能引起閃絡事故；110kV及以上的線路，由于絕緣水平較高，一般不會引起閃絡事故，且感應過電壓同時存在于三相導線上，故相間不存在電位差，只能引起對地閃絡。

2.2 有避雷線時的感應雷過電壓

Kc 為避雷線與導線之間的耦合系數。如前所述，其值只決定于導線間的相互位置與幾何尺寸。線間距離越近，則耦合系數 Kc 愈大，導線上感應過電壓愈低。

3 輸電線路的直擊雷過電壓

3.1 無避雷線時的直擊雷過電壓

a 雷擊導線的過電壓及耐雷水平

b 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平

3.2 有避雷線時的直擊雷過電壓

a 雷繞過避雷線擊于導線的過電壓及耐雷水平

b 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平

c 雷擊避雷線檔距中央的過電壓及空氣間隙

電力系統多年的運行經驗表明，間距只要滿足上式要求，雷擊檔距中央避雷線時，導線與避雷線間一般不會發生閃絡。所以，在計算雷擊跳閘率時，不計及這種情況。

4 輸電線路雷擊跳閘率的計算

根據模擬試驗和運行經驗，一般高度線路的避雷線和導線對地面的遮蔽寬度取4hd + b，hd是上導線的平均高度，b為避雷線之間的寬度，這樣，l00km輸電線路對地面的遮蔽面積，或受雷害面積（km2）為：

地面落雷密度γ為 0.07，如果取每年40個雷暴日作為標準值，每年l00km輸電線路受到的雷擊次數（次/ (100km·40雷電日)）為：

反擊跳閘率n1（次/ 100km·40雷電日 ）

繞擊跳閘率n2（次/ 100km·40雷電日 ）