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架空线路架设中防雷措施的探讨

文档作者：徐陈松文档来源：厦门连宋水利电力勘察设计有限公司		点击数：	更新时间： 2025年07月15日
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上一篇：江门市区10kV架空线路雷击分析和防治措施

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2013年第7期 建筑建材装饰 87
讨论与建议
架空线路架设中防雷措施的探讨
徐陈松
（厦门连宋水利电力勘察设计有限公司，福建厦门 361000）
摘要：在架设架空线路时，防雷保护是非常重要的环节，可以减少线路遭受雷击的概率，降低架空线路因雷击造成
跳闸的次数，确保架空线路的安全运行。
关键词：架空线路；防雷措施
中图分类号：TU990 文献标志码：A 文章编号：1674—3024（2013）07—87—02
前言
架空线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，
即：（1）防直击，就是使架空线路不遭受直击雷；（2）防
闪络，就是使架空线路受雷后绝缘不发生闪络；（3）防建
弧，就是使架空线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧；
（4）防停电，就是使架空线路建立工频电弧后不中断电力
供应。对于架空线路防雷工作，应按照“层层设防，突出
重点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，有针对性地采
取各种有效措施，从根本上降低雷击的跳闸率。
1 架设避雷线
架设避雷线是架空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。
过电压保护规程规定：330 ～ 500kV 线路应采取双避雷
线，220kV 线路也采用双避雷线。杆塔上避雷线对边导线
的保护角通常采取20 ～ 30°，330kV 及220kV 双避雷线
的保护角通常采取20°左右。110kV 线路通常应沿全线装
设避雷线，在雷电活动特别强烈的地区，宜装设双避雷线。
对于35kV 及以下的水泥杆或铁塔线路，通常不沿全线架
设避雷线，但仍然需要逐基杆塔接地。因为若有一相导线
因雷击闪络接地，在一定程度上可以防止其他两相进一步
闪络。
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。
表1 有避雷线架空电力线路杆塔的工频接地电阻
土壤电阻率
（Ω·m）
100 及以下100 以上至500 500 以上至1000
1000 以上至
2000
2000 以上
接地电阻（Ω） 10 15 20 25 30
对于一些土壤电阻率较高的高山、岩石等地带，常采
用换土、敷设射线、埋设连续伸长接地体、使用降阻剂等
方法，一般都能起到较好的降阻效果。
良好的接地是线路得以安全运行的根本保障，若接地
满足不了要求，雷电流就会泄导不畅，反而会使杆（塔）
顶电位升高，对线路造成反击。因此，防雷与接地密不可
分，必须协同一致、相互配合，这样线路防雷工作才能卓
有成效。
3 改变线路的绝缘水平
3.1 提高线路耐雷水平，加强线路绝缘
绝缘子性能的优劣将直接影响到线路的耐雷水平。线
路运行单位应加强对绝缘子的全过程管理，加大对绝缘子
的检测力度，严把质量检验关，防止劣质绝缘子的挂网运
行。对于已经挂网运行的绝缘子，应严格按照《架空送电
线路运行规程》的规定定期对零值绝缘子进行检测，对不
合格的应及时进行更换，并对绝缘子的劣化情况进行统计、
分析，确保线路绝缘始终满足运行要求。
根据调度数据，对于一些雷击频繁地区适当加强了线
路的绝缘配合，以提高其耐雷水平。
通常情况下，110kV 线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子
为7 片，单串耐张绝缘子串的绝缘子为8 片，正常情况下
均能满足防雷要求。但为了进一步增强线路的耐雷水平，
提高绝缘子串的U50%（50% 冲击闪络电压值），每串绝
缘子串可适当增加1 片。根据近两年新建线路的实践，增
加1 片绝缘子的线路投入运行后，耐雷水平会大大增强，
很少发生雷击跳闸事故。
因部分地区污染情况较严重，可结合防治污闪工作，
更换耐U50% 更高的合成绝缘子。根据南方电网污区划分
新标准，惠州供电局对位于Ⅱ、Ⅲ级污区的线路绝缘子进
行了更换，收到了良好的效果。
3.2 采用差绝缘方式
此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地系统，
且导线为三角形排列的情况。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
88 建筑建材装饰2013年第7期
讨论与建议
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%。
3.3 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
雷击的同时跳闸率，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。闪络后该回路导线相
当于地线，形成了对绝缘子片数多的另一回路导线的耦
合作用，提高了绝缘子片数多的另一线路的耐雷水平，
使之不发生闪络，保障了绝缘子片数多的另一回路线路
的连续供电。
4 加装线路避雷器
避雷器应用在线路上作为防止直击雷防护在国内已有
十余年的应用历史，目前架空线路上装设的避雷器运行情
况良好。虽然应用避雷器对架线线路进行防雷保护的机理
和理论还有疑问和争论，但它能消除或减少架空线路受雷
击的事实已被越来越多的人认识与接受。
5 装设耦合地线
对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的杆段，若
接地电阻受条件限制很难降低时，可在导线下方增加一条
架空地线，称为耦合地线。耦合地线虽然不能减少绕击率，
但能使该基杆塔地网与相邻杆段的地网得到良好的连接，
相当于埋设了连续伸长的接地体，这样当雷电反击线路时
能增大对相邻杆塔的分流系数和导、地线间的耦合系数，
间接降低了杆塔的接地电阻，从而保护线路不发生闪络。
一些经常遭受雷击的线路在加装了耦合地线后，线路雷击
跳闸率降低了40% ～ 50% 左右。
6 加装负角保护针
在一些山区的山腰和斜坡处的杆塔，受地形影响其避
雷线的实际保护角比设计保护角要大，边导线超出避雷线
的屏蔽范围，线路存在绕击区。根据线路绕击的耐雷水平
计算公式Ⅰ 2 ＝ U50%/100，可得出雷电绕击于220kV 线路
时的耐雷水平仅为13 ～ 14kA。也就是说，即使是一个只
有20 ～ 30kA 的雷电流绕击线路，也可能会使线路发生
闪络，导致线路跳闸。
在防止绕击雷方面，一些单位已经作了很好的尝试。
通常是在绕击雷活动频繁区段加装负角保护针，该保护针
为上翘30°、长约2.4m 的屏蔽针，安装在线路两边相，
将绕击区屏蔽掉，可有效防止雷电绕击，起到了很好的防
雷效果。
7 安装避雷针
安装避雷针也是架空线路常用的一种防雷措施，但在
实际应用时却存在以下缺陷，使用时应加以注意。
7.1 保护范围小
国内外不少防雷专家对避雷针之于被保护物有多大的
保护距离作了系统研究，得出的结论是：“对一根垂直避
雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的BS6551 法
规曾指出：“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内
的完整保护”。而德国防雷法规则有意识地不引入避雷针
保护范围的概念，从避雷针因侧击雷、绕击雷造成事故的
实例来分析，其保护范围是不十分肯定的。
7.2 感应过电压、接触电压和跨步电压问题
由于避雷针的引雷作用，其雷击次数会提高，当雷电
被吸引到针上，在强大的雷电流沿针流入大地的过程中，
雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压，它与雷电流的
大小及变化速度成正比，与雷击的距离成反比。而被保护
物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用不能
达到有效屏蔽，使被保护区内的弱电设备因感应过电压而
损坏。
7.3 反击的危害
当雷电被吸引到针上，将有数千安的高频电流通过避
雷针及其接地引下线和接地装置，此时针和引线的电压很
高，若针对被保护物之间的距离小于安全距离时，会由针
及引下线向被保护物发生反击，损坏被保护物。我国国标
规定针距被保护物的空气中距离≥ 5m，针距被保护物的
接地装置间的地中距离≥ 3m。
8 结束语
由于雷电现象的复杂性和雷电活动的分散性，雷击概
率受制约因素的多样性，它的危害不可能完全消除和避免。
我们只能不断地努力进行探索和尝试，使其危害程度降到
最低。
（1）雷电危害与气候、环境、地质、设备等多种因素
有关，因此防雷工作应深入一线，掌握现场第一手资料，
要有针对性地采取综合防雷措施；
（2）防雷技术措施的实施要进行技术经济的综合比较
合理选择，已运行线路还可能受杆塔结构强度、高度等条
件的影响，因此应从实际出发；
（3）任何防雷措施、设施都不可能达到一劳永逸的效
果，要不断完善，勤于运行维护和检修，如此才能充分发
挥其作用；
（4）应该对线路历年雷击资料和各种防雷措施投运后
的实际效果建立完整详实的原始资料，以便积累真实客观
的第一手资料，为今后线路防雷措施的进一步完善和运行
线路附近新建工程的防雷设计提供依据；
（5）线路设计前期，对路径沿线气候、地形地貌、地
质情况、已运行线路雷害情况应收集细致、完整的资料，
对土壤电阻率等尽可能予以实测。
参考文献：
[1] 曾健. 架空线路遭雷击原因及对策思考[J]. 企业家
天地（理论版），2010（12）
[2] 沈红莲，汪朝军. 浅谈架空线路遭雷击原因及防雷
措施[J]. 重庆电力高等专科学校学报，2009（03）

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