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架空線路架設中防雷措施的探討

文檔作者：徐陳松文檔來源：廈門連宋水利電力勘察設計有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年07月15日
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上一篇：江門市區10kV架空線路雷擊分析和防治措施

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2013年第7期 建筑建材裝飾 87
討論與建議
架空線路架設中防雷措施的探討
徐陳松
（廈門連宋水利電力勘察設計有限公司，福建廈門 361000）
摘要：在架設架空線路時，防雷保護是非常重要的環節，可以減少線路遭受雷擊的概率，降低架空線路因雷擊造成
跳閘的次數，確保架空線路的安全運行。
關鍵詞：架空線路；防雷措施
中圖分類號：TU990 文獻標志碼：A 文章編號：1674—3024（2013）07—87—02
前言
架空線路在采取防雷保護措施時，要做到“四道防線”，
即：（1）防直擊，就是使架空線路不遭受直擊雷；（2）防
閃絡，就是使架空線路受雷后絕緣不發生閃絡；（3）防建
弧，就是使架空線路發生閃絡后不建立穩定的工頻電弧；
（4）防停電，就是使架空線路建立工頻電弧后不中斷電力
供應。對于架空線路防雷工作，應按照“層層設防，突出
重點，因地制宜，兼顧財力”的原則進行，有針對性地采
取各種有效措施，從根本上降低雷擊的跳閘率。
1 架設避雷線
架設避雷線是架空線路防雷保護的最基本和最有效的
措施。避雷線的主要作用是防止雷電直擊導線，同時還具
有以下作用：
（1）分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低
塔頂電位；
（2）通過對導線的耦合作用，可以減小線路絕緣子的
電壓；
（3）對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過
電壓。
過電壓保護規程規定：330 ～ 500kV 線路應采取雙避雷
線，220kV 線路也采用雙避雷線。桿塔上避雷線對邊導線
的保護角通常采取20 ～ 30°，330kV 及220kV 雙避雷線
的保護角通常采取20°左右。110kV 線路通常應沿全線裝
設避雷線，在雷電活動特別強烈的地區，宜裝設雙避雷線。
對于35kV 及以下的水泥桿或鐵塔線路，通常不沿全線架
設避雷線，但仍然需要逐基桿塔接地。因為若有一相導線
因雷擊閃絡接地，在一定程度上可以防止其他兩相進一步
閃絡。
2 降低桿塔接地電阻
降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。
接地電阻阻值的高低是影響桿（塔）頂電位高低的關鍵性
因素。桿塔接地電阻如果過大，雷擊時易使桿（塔）頂電
位升高，對線路產生反擊。若接地電阻滿足要求（見表1），
則雷電波侵入時，絕大多數雷電流將沿著桿塔導入大地，
不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運行。
表1 有避雷線架空電力線路桿塔的工頻接地電阻
土壤電阻率
（Ω·m）
100 及以下100 以上至500 500 以上至1000
1000 以上至
2000
2000 以上
接地電阻（Ω） 10 15 20 25 30
對于一些土壤電阻率較高的高山、巖石等地帶，常采
用換土、敷設射線、埋設連續伸長接地體、使用降阻劑等
方法，一般都能起到較好的降阻效果。
良好的接地是線路得以安全運行的根本保障，若接地
滿足不了要求，雷電流就會泄導不暢，反而會使桿（塔）
頂電位升高，對線路造成反擊。因此，防雷與接地密不可
分，必須協同一致、相互配合，這樣線路防雷工作才能卓
有成效。
3 改變線路的絕緣水平
3.1 提高線路耐雷水平，加強線路絕緣
絕緣子性能的優劣將直接影響到線路的耐雷水平。線
路運行單位應加強對絕緣子的全過程管理，加大對絕緣子
的檢測力度，嚴把質量檢驗關，防止劣質絕緣子的掛網運
行。對于已經掛網運行的絕緣子，應嚴格按照《架空送電
線路運行規程》的規定定期對零值絕緣子進行檢測，對不
合格的應及時進行更換，并對絕緣子的劣化情況進行統計、
分析，確保線路絕緣始終滿足運行要求。
根據調度數據，對于一些雷擊頻繁地區適當加強了線
路的絕緣配合，以提高其耐雷水平。
通常情況下，110kV 線路單串懸垂絕緣子串的絕緣子
為7 片，單串耐張絕緣子串的絕緣子為8 片，正常情況下
均能滿足防雷要求。但為了進一步增強線路的耐雷水平，
提高絕緣子串的U50%（50% 沖擊閃絡電壓值），每串絕
緣子串可適當增加1 片。根據近兩年新建線路的實踐，增
加1 片絕緣子的線路投入運行后，耐雷水平會大大增強，
很少發生雷擊跳閘事故。
因部分地區污染情況較嚴重，可結合防治污閃工作，
更換耐U50% 更高的合成絕緣子。根據南方電網污區劃分
新標準，惠州供電局對位于Ⅱ、Ⅲ級污區的線路絕緣子進
行了更換，收到了良好的效果。
3.2 采用差絕緣方式
此措施適宜于中性點不接地或經消弧線圈接地系統，
且導線為三角形排列的情況。所謂差絕緣，是指同一基
桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增
88 建筑建材裝飾2013年第7期
討論與建議
加一片絕緣子，當雷擊桿塔或上導線時，由于上導線絕
緣相對較弱而先擊穿，雷電流經桿塔入地，避免了兩相
閃絡。據計算，采用差絕緣后，線路的耐雷水平可提高
24%。
3.3 采用不平衡絕緣方式
在現代高壓及超高壓線路上，同桿架設的雙回路線
路日益增多，對此類線路在采用通常的防雷措施尚不能
滿足要求時，可考慮采用不平衡絕緣方式來降低雙回路
雷擊的同時跳閘率，以保障線路的連續供電。不平衡絕
緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數有差異，這樣雷擊
時絕緣子串片數少的回路先閃絡。閃絡后該回路導線相
當于地線，形成了對絕緣子片數多的另一回路導線的耦
合作用，提高了絕緣子片數多的另一線路的耐雷水平，
使之不發生閃絡，保障了絕緣子片數多的另一回路線路
的連續供電。
4 加裝線路避雷器
避雷器應用在線路上作為防止直擊雷防護在國內已有
十余年的應用歷史，目前架空線路上裝設的避雷器運行情
況良好。雖然應用避雷器對架線線路進行防雷保護的機理
和理論還有疑問和爭論，但它能消除或減少架空線路受雷
擊的事實已被越來越多的人認識與接受。
5 裝設耦合地線
對于已經架設了避雷線且經常受雷害侵襲的桿段，若
接地電阻受條件限制很難降低時，可在導線下方增加一條
架空地線，稱為耦合地線。耦合地線雖然不能減少繞擊率，
但能使該基桿塔地網與相鄰桿段的地網得到良好的連接，
相當于埋設了連續伸長的接地體，這樣當雷電反擊線路時
能增大對相鄰桿塔的分流系數和導、地線間的耦合系數，
間接降低了桿塔的接地電阻，從而保護線路不發生閃絡。
一些經常遭受雷擊的線路在加裝了耦合地線后，線路雷擊
跳閘率降低了40% ～ 50% 左右。
6 加裝負角保護針
在一些山區的山腰和斜坡處的桿塔，受地形影響其避
雷線的實際保護角比設計保護角要大，邊導線超出避雷線
的屏蔽范圍，線路存在繞擊區。根據線路繞擊的耐雷水平
計算公式Ⅰ 2 ＝ U50%/100，可得出雷電繞擊于220kV 線路
時的耐雷水平僅為13 ～ 14kA。也就是說，即使是一個只
有20 ～ 30kA 的雷電流繞擊線路，也可能會使線路發生
閃絡，導致線路跳閘。
在防止繞擊雷方面，一些單位已經作了很好的嘗試。
通常是在繞擊雷活動頻繁區段加裝負角保護針，該保護針
為上翹30°、長約2.4m 的屏蔽針，安裝在線路兩邊相，
將繞擊區屏蔽掉，可有效防止雷電繞擊，起到了很好的防
雷效果。
7 安裝避雷針
安裝避雷針也是架空線路常用的一種防雷措施，但在
實際應用時卻存在以下缺陷，使用時應加以注意。
7.1 保護范圍小
國內外不少防雷專家對避雷針之于被保護物有多大的
保護距離作了系統研究，得出的結論是：“對一根垂直避
雷針無法獲得十分肯定的保護區域”。英國的BS6551 法
規曾指出：“經驗顯示不能依賴避雷針提供任何保護區內
的完整保護”。而德國防雷法規則有意識地不引入避雷針
保護范圍的概念，從避雷針因側擊雷、繞擊雷造成事故的
實例來分析，其保護范圍是不十分肯定的。
7.2 感應過電壓、接觸電壓和跨步電壓問題
由于避雷針的引雷作用，其雷擊次數會提高，當雷電
被吸引到針上，在強大的雷電流沿針流入大地的過程中，
雷電流周圍形成的磁場會產生截應過電壓，它與雷電流的
大小及變化速度成正比，與雷擊的距離成反比。而被保護
物的自然屏蔽裝置對電磁感應或電磁干擾的屏蔽作用不能
達到有效屏蔽，使被保護區內的弱電設備因感應過電壓而
損壞。
7.3 反擊的危害
當雷電被吸引到針上，將有數千安的高頻電流通過避
雷針及其接地引下線和接地裝置，此時針和引線的電壓很
高，若針對被保護物之間的距離小于安全距離時，會由針
及引下線向被保護物發生反擊，損壞被保護物。我國國標
規定針距被保護物的空氣中距離≥ 5m，針距被保護物的
接地裝置間的地中距離≥ 3m。
8 結束語
由于雷電現象的復雜性和雷電活動的分散性，雷擊概
率受制約因素的多樣性，它的危害不可能完全消除和避免。
我們只能不斷地努力進行探索和嘗試，使其危害程度降到
最低。
（1）雷電危害與氣候、環境、地質、設備等多種因素
有關，因此防雷工作應深入一線，掌握現場第一手資料，
要有針對性地采取綜合防雷措施；
（2）防雷技術措施的實施要進行技術經濟的綜合比較
合理選擇，已運行線路還可能受桿塔結構強度、高度等條
件的影響，因此應從實際出發；
（3）任何防雷措施、設施都不可能達到一勞永逸的效
果，要不斷完善，勤于運行維護和檢修，如此才能充分發
揮其作用；
（4）應該對線路歷年雷擊資料和各種防雷措施投運后
的實際效果建立完整詳實的原始資料，以便積累真實客觀
的第一手資料，為今后線路防雷措施的進一步完善和運行
線路附近新建工程的防雷設計提供依據；
（5）線路設計前期，對路徑沿線氣候、地形地貌、地
質情況、已運行線路雷害情況應收集細致、完整的資料，
對土壤電阻率等盡可能予以實測。
參考文獻：
[1] 曾健. 架空線路遭雷擊原因及對策思考[J]. 企業家
天地（理論版），2010（12）
[2] 沈紅蓮，汪朝軍. 淺談架空線路遭雷擊原因及防雷
措施[J]. 重慶電力高等專科學校學報，2009（03）

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