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高压输电线路防雷技术探讨

文档作者：张秀青刘武于振波文档来源： 1．淄博市气象局防雷中心 2．民航贵州空管分局建设办公室 3．山东省雷电防护技术中心		点击数：	更新时间： 2025年07月10日
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上一篇：高压输电线路施工安全管理探讨

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20201111年年第62月期 山 东 乞 雾 第31卷
总第126期
引言
高压输电线路防雷技术探讨
张秀青 ，刘 武 ，于振波
(1．淄博市气象局防雷中心，山东淄博255048；2．民航贵州空管分局建设办公室，贵阳550012；
3．山东省雷电防护技术中心，济南250031)
摘要：通过某高压变电站因雷击经常停电的实际解决实例，就雷电对输电线路
的威胁途径和破坏原理进行了分析，并提出了具体防雷技术。
关键词：高压；输电线路；防雷技术
中图分类号：$429 文献标识码：B 文章编号：1005—0582(2011)02—0037—03
高压输电线路一般位于空旷地带，且线路敷
设距离较长，因而遭受雷击和受雷电影响出现故
障的概率非常高。某一新建变电站经常发生因雷
击跳闸停电故障，严重影响了附近工厂企业的正
常生产和人们的日常生活，为此，对该变电站进
行了实地勘查，以期找出问题的根源，查找存在
的问题隐患，提出相应的防护措施和对策。根据
此次现场勘查情况和解决方案，依据雷电的破坏
原理和相关的国家技术标准，现就高压输电线路
的防雷技术做一分析和阐述。
1 故障描述及现场勘查情况
据变电站工作人员描述：每到雷雨天气，经
常发生跳闸停电故障。有时造成输电线路被雷击
断，造成停电；有时仅仅因雷击造成跳闸，由于
需要一定的时间进行检修，确认安全后才能合闸
送电，因而影响生产，但设备未发现损坏。变电
站内的设备未出现因雷击损害的现象。
现场勘查情况：该变电站为35kV变电站，
收稿日期：2OlO一09．27
作者简介：张秀青(1974一)，女，大学，工程师，主要从事防雷工作。
孤立且周围比较空旷。输入线路为35kV，全线
位于田野空旷地带，输出为l0kV，部分线路位
于空旷地带。35kV输电线路未全线架设避雷线，
仅是靠近变电站的进线段架设了避雷线，10kV
输电线路未架设避雷线。35kV 输电线路的杆塔
型式为有拉线的钢筋混凝土单杆，10kV 输电线
路的杆塔型式为无拉线的钢筋混凝土单杆。避雷
线在每个杆塔处均做了接地，引下线设在钢筋混
凝土杆塔中间，接地电阻均满足要求。变电站内
避雷针较少，部分设备未在避雷针保护范围之
内。
2 雷电对输电线路的威胁途径
由于变电站内的设备未出现因雷击损害的
现象，因而重点考虑对输电线路的保护。根据雷
电的破坏原理，雷电对输电线路的威胁途径主要
有以下几种：
(1)雷电直接击中高压输电线路产生直击
雷过电压。
当雷电直接击中架空输电线路时，在雷击点
产生的雷电过电压最大值可按下式确定：
· 37 ·
万方数据
雷击点过电压最大值为 。
Us=1001
式中： 是雷击点过电压最大值，单位为kV；
，是雷电流幅值，单位为kA。
直击雷过电压一般可达几千kV～l万kV，
易导致线路绝缘发生闪络，对各类输电线路构成
威胁。同时，当雷电直接击中输电线路时， 由于
雷电放电通道温度很高(可达6000~10000℃)
和雷电冲击波作用，可直接击断输电线路，从而
造成输电线路停电。
(2)雷击输电线路附近产生雷电感应过电
压。
在架空输电线路附近发生雷云对地放电时，由
于雷电的静电感应作用，会在输电线路上产生感应
过电压。感应过电压的最大值可按下式确定[1】3 ：
U k hI
P X— (2)
式中： 为雷击大地时感应过电压最大值，单
位为kV；
，为雷电流幅值，单位为kA；
h为输电线路距地面的平均高度，单位为m；
为雷击点与输电线路的距离，单位为m；
k 为系数，当d>65m 时，一般取值为
25Q 。
由此可知，输电线路上雷电感应过电压的最
大值可达300~400kV，主要是对35kV及以下输
电线路的绝缘存在较大威胁，从而造成跳闸停
电，但对35kV以上线路的绝缘威胁则要小得多。
(3)雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶
端形成作用于输电线路绝缘的雷电反击过电压。
当雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶
端时，形成的暂态高电压对输电线路造成反击，
从而造成跳闸停电。该反击过电压的大小与雷电
流参数、杆塔型式、避雷线与线路的距离、距地
高度以及接地电阻等有关。
． 38 ．
3 防雷措施和对策
针对雷电对输电线路的破坏途径，采取相应
的防护措施。
3．1 直击雷过电压的防护措施
在输电线路上方架设避雷线可有效地减少
雷电直击输电线路的概率，从而降低直击雷过电
压的危害。根据电力行业标准DL／T620—1997
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的规
定 】 ％：330kV和500kV线路应沿全线架设双避
雷线；220kV线路宜沿全线架设双避雷线；1 10kV
线路一般沿全线架设避雷线；66kV 线路当负荷
重要且所经地区年平均雷暴日数为30天以上时
宜沿全线架设避雷线；35kV 及以下线路，一般
不沿全线架设避雷线；在雷电活动强烈的区域和
经常发生雷击故障的杆塔和线段，应架设避雷
线。但从实际来看，一些输电线路，尤其是35kV
及以下线路在架设时，未充分考虑实际情况，未
考虑该地区的雷电活动情况或根本就缺少此方
面的资料，按照规范要求全线未架设避雷线或仅
是靠近变电站的进线段部分架设了避雷线，致使
经常因雷击造成停电甚至造成线路被击断。
从该实例来看，尽管输电线路按照标准在靠
近变电站的进线段部分架设了避雷线，但是，由
于整个输电线路位于田野空旷地带，远端未架设
避雷线的部分遭受直接雷击的概率仍然很高，造
成输电线路中断，从而影响到该变电站的供电。
为此，建议在空旷地带或多雷区，10kV和35kV
及以上线路在架设时，应全线架设避雷线。
另外，利用钢筋混凝土电杆内的钢筋作接地
引下线时，其钢筋与接地螺母、铁横担问应有可
靠的电气连接。避雷针和避雷线的保护范围计算
方法应采用国家标准GB50057规定的“滚球法”，
而非“角度折线法”L2J。
3．2 雷电感应过电压的防护措施
为减少雷电感应过电压对输电线路的影响，
万方数据
应采取以下措施：
(1)钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担
线路的避雷线支架、输电导线横担与绝缘子固定
部分或瓷横担固定部分之间，应有可靠的电气连
接并与接地引下线相连。
(2)3V～10kV钢筋混凝土杆输电线路，宜
采用瓷或其他绝缘材料的横担，当用铁横担时，
输电线路应采用高一电压等级的绝缘子。
(3)与输电线路相连的电缆，应在其两端装
设阀式避雷器或保护间隙。
3．3 雷电反击过电压的防护措施
雷击点电压的大小除了与雷电流波形有关
外，还与雷电流通过与该点连接的全部阻抗有
关，如通过的杆塔、杆塔的接地装置以及通向相
邻杆塔的避雷线等。为减小雷电反击过电压对输
电线路绝缘的影响，应采取以下措施：
(1)尽量降低杆塔的接地电阻值。
(2)增大避雷线与输电导线之间的距离，对
于35kV输电线路，避雷线与输电导线之间的距
离不应小于3．0m。
(3)杆塔的型式影响杆塔的波阻和电感，建
议在雷击频繁引起故障的区域，杆塔采用波阻和
电感相对较小的铁塔或门型铁塔。
3．4 其他防护措施和对策
(1)在经常因雷击停电的地区，或周围生产
对供电的连续性有较高要求时，建议在输电线路
上装设自动重合闸装置，使断路器跳闸后能够及
时恢复，以缩短停电时间，提高供电的可靠性。
(2)对于3～10kV 线路终端用户，可能由
于雷击常造成RCD不应有的跳闸。当发生感应
暂态雷电过电压时，由于过电压波属于高频波，
在高频条件下容抗大大减小，从而引起RCD不
应有的误动作，造成跳闸，影响正常用电。由于
这种雷电过电压波作用时间极短，量级为微秒
级，可采用带少许延时的RCD避免经常跳闸的
问题。
(3)建议有重要设备和场所以及对供电要求
高的生产单位自备柴油发电机，作为备用电源自
动投入。
(4)应做好各终端厂区内变压器和低压配电
系统的防雷，防止用电厂区内的设备因雷击遭到
破坏。有条件的厂区，建议采用电缆直接埋地的
方式入户。
(5)变电站内电气设备的进线处、架空线与
电缆连接处应装设避雷器，防止沿输电线路传导
来的雷电过电压波造成设备的毁坏。
(6)在变电站内增设避雷针，对整个变电站
形成保护。
(7)定期对每根钢筋混凝土杆引下线的接地
电阻进行检测，要求R<10O。
4 结语
高压输电线路遭受雷击的事故时有发生，防
雷技术人员在实际工作中也会时常面对此类问
题。防雷技术人员不仅要掌握低压配电部分的防
雷技术，也要理解雷电对高压输电线路的危害及
其防护技术，才会更好地深入分析各种雷击引起
的电力事故，找到真正的事故原因。
参考文献：
[1]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版
社第四编辑室．雷电防护标准汇编．电力卷[S]．
北京： 中国标准出版社，2009．
[2]中华人民共和国机械工业部．GB50057—94
建筑物防雷设计规范[S]．北京：中国计划出
版社，2000：20—26．

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