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高壓輸電線路防雷技術(shù)探討

文檔作者：張秀青劉武于振波文檔來(lái)源： 1．淄博市氣象局防雷中心 2．民航貴州空管分局建設(shè)辦公室 3．山東省雷電防護(hù)技術(shù)中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月10日
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上一篇：高壓輸電線路施工安全管理探討

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20201111年年第62月期 山 東 乞 霧 第31卷
總第126期
引言
高壓輸電線路防雷技術(shù)探討
張秀青 ，劉 武 ，于振波
(1．淄博市氣象局防雷中心，山東淄博255048；2．民航貴州空管分局建設(shè)辦公室，貴陽(yáng)550012；
3．山東省雷電防護(hù)技術(shù)中心，濟(jì)南250031)
摘要：通過(guò)某高壓變電站因雷擊經(jīng)常停電的實(shí)際解決實(shí)例，就雷電對(duì)輸電線路
的威脅途徑和破壞原理進(jìn)行了分析，并提出了具體防雷技術(shù)。
關(guān)鍵詞：高壓；輸電線路；防雷技術(shù)
中圖分類號(hào)：$429 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—0582(2011)02—0037—03
高壓輸電線路一般位于空曠地帶，且線路敷
設(shè)距離較長(zhǎng)，因而遭受雷擊和受雷電影響出現(xiàn)故
障的概率非常高。某一新建變電站經(jīng)常發(fā)生因雷
擊跳閘停電故障，嚴(yán)重影響了附近工廠企業(yè)的正
常生產(chǎn)和人們的日常生活，為此，對(duì)該變電站進(jìn)
行了實(shí)地勘查，以期找出問(wèn)題的根源，查找存在
的問(wèn)題隱患，提出相應(yīng)的防護(hù)措施和對(duì)策。根據(jù)
此次現(xiàn)場(chǎng)勘查情況和解決方案，依據(jù)雷電的破壞
原理和相關(guān)的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)就高壓輸電線路
的防雷技術(shù)做一分析和闡述。
1 故障描述及現(xiàn)場(chǎng)勘查情況
據(jù)變電站工作人員描述：每到雷雨天氣，經(jīng)
常發(fā)生跳閘停電故障。有時(shí)造成輸電線路被雷擊
斷，造成停電；有時(shí)僅僅因雷擊造成跳閘，由于
需要一定的時(shí)間進(jìn)行檢修，確認(rèn)安全后才能合閘
送電，因而影響生產(chǎn)，但設(shè)備未發(fā)現(xiàn)損壞。變電
站內(nèi)的設(shè)備未出現(xiàn)因雷擊損害的現(xiàn)象。
現(xiàn)場(chǎng)勘查情況：該變電站為35kV變電站，
收稿日期：2OlO一09．27
作者簡(jiǎn)介：張秀青(1974一)，女，大學(xué)，工程師，主要從事防雷工作。
孤立且周圍比較空曠。輸入線路為35kV，全線
位于田野空曠地帶，輸出為l0kV，部分線路位
于空曠地帶。35kV輸電線路未全線架設(shè)避雷線，
僅是靠近變電站的進(jìn)線段架設(shè)了避雷線，10kV
輸電線路未架設(shè)避雷線。35kV 輸電線路的桿塔
型式為有拉線的鋼筋混凝土單桿，10kV 輸電線
路的桿塔型式為無(wú)拉線的鋼筋混凝土單桿。避雷
線在每個(gè)桿塔處均做了接地，引下線設(shè)在鋼筋混
凝土桿塔中間，接地電阻均滿足要求。變電站內(nèi)
避雷針較少，部分設(shè)備未在避雷針保護(hù)范圍之
內(nèi)。
2 雷電對(duì)輸電線路的威脅途徑
由于變電站內(nèi)的設(shè)備未出現(xiàn)因雷擊損害的
現(xiàn)象，因而重點(diǎn)考慮對(duì)輸電線路的保護(hù)。根據(jù)雷
電的破壞原理，雷電對(duì)輸電線路的威脅途徑主要
有以下幾種：
(1)雷電直接擊中高壓輸電線路產(chǎn)生直擊
雷過(guò)電壓。
當(dāng)雷電直接擊中架空輸電線路時(shí)，在雷擊點(diǎn)
產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓最大值可按下式確定：
· 37 ·
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
雷擊點(diǎn)過(guò)電壓最大值為 。
Us=1001
式中： 是雷擊點(diǎn)過(guò)電壓最大值，單位為kV；
，是雷電流幅值，單位為kA。
直擊雷過(guò)電壓一般可達(dá)幾千kV～l萬(wàn)kV，
易導(dǎo)致線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)，對(duì)各類輸電線路構(gòu)成
威脅。同時(shí)，當(dāng)雷電直接擊中輸電線路時(shí)， 由于
雷電放電通道溫度很高(可達(dá)6000~10000℃)
和雷電沖擊波作用，可直接擊斷輸電線路，從而
造成輸電線路停電。
(2)雷擊輸電線路附近產(chǎn)生雷電感應(yīng)過(guò)電
壓。
在架空輸電線路附近發(fā)生雷云對(duì)地放電時(shí)，由
于雷電的靜電感應(yīng)作用，會(huì)在輸電線路上產(chǎn)生感應(yīng)
過(guò)電壓。感應(yīng)過(guò)電壓的最大值可按下式確定[1】3 ：
U k hI
P X— (2)
式中： 為雷擊大地時(shí)感應(yīng)過(guò)電壓最大值，單
位為kV；
，為雷電流幅值，單位為kA；
h為輸電線路距地面的平均高度，單位為m；
為雷擊點(diǎn)與輸電線路的距離，單位為m；
k 為系數(shù)，當(dāng)d>65m 時(shí)，一般取值為
25Q 。
由此可知，輸電線路上雷電感應(yīng)過(guò)電壓的最
大值可達(dá)300~400kV，主要是對(duì)35kV及以下輸
電線路的絕緣存在較大威脅，從而造成跳閘停
電，但對(duì)35kV以上線路的絕緣威脅則要小得多。
(3)雷擊架空輸電線路上的避雷線或桿塔頂
端形成作用于輸電線路絕緣的雷電反擊過(guò)電壓。
當(dāng)雷擊架空輸電線路上的避雷線或桿塔頂
端時(shí)，形成的暫態(tài)高電壓對(duì)輸電線路造成反擊，
從而造成跳閘停電。該反擊過(guò)電壓的大小與雷電
流參數(shù)、桿塔型式、避雷線與線路的距離、距地
高度以及接地電阻等有關(guān)。
． 38 ．
3 防雷措施和對(duì)策
針對(duì)雷電對(duì)輸電線路的破壞途徑，采取相應(yīng)
的防護(hù)措施。
3．1 直擊雷過(guò)電壓的防護(hù)措施
在輸電線路上方架設(shè)避雷線可有效地減少
雷電直擊輸電線路的概率，從而降低直擊雷過(guò)電
壓的危害。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL／T620—1997
《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》的規(guī)
定 】 ％：330kV和500kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避
雷線；220kV線路宜沿全線架設(shè)雙避雷線；1 10kV
線路一般沿全線架設(shè)避雷線；66kV 線路當(dāng)負(fù)荷
重要且所經(jīng)地區(qū)年平均雷暴日數(shù)為30天以上時(shí)
宜沿全線架設(shè)避雷線；35kV 及以下線路，一般
不沿全線架設(shè)避雷線；在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域和
經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)架設(shè)避雷
線。但從實(shí)際來(lái)看，一些輸電線路，尤其是35kV
及以下線路在架設(shè)時(shí)，未充分考慮實(shí)際情況，未
考慮該地區(qū)的雷電活動(dòng)情況或根本就缺少此方
面的資料，按照規(guī)范要求全線未架設(shè)避雷線或僅
是靠近變電站的進(jìn)線段部分架設(shè)了避雷線，致使
經(jīng)常因雷擊造成停電甚至造成線路被擊斷。
從該實(shí)例來(lái)看，盡管輸電線路按照標(biāo)準(zhǔn)在靠
近變電站的進(jìn)線段部分架設(shè)了避雷線，但是，由
于整個(gè)輸電線路位于田野空曠地帶，遠(yuǎn)端未架設(shè)
避雷線的部分遭受直接雷擊的概率仍然很高，造
成輸電線路中斷，從而影響到該變電站的供電。
為此，建議在空曠地帶或多雷區(qū)，10kV和35kV
及以上線路在架設(shè)時(shí)，應(yīng)全線架設(shè)避雷線。
另外，利用鋼筋混凝土電桿內(nèi)的鋼筋作接地
引下線時(shí)，其鋼筋與接地螺母、鐵橫擔(dān)問(wèn)應(yīng)有可
靠的電氣連接。避雷針和避雷線的保護(hù)范圍計(jì)算
方法應(yīng)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057規(guī)定的“滾球法”，
而非“角度折線法”L2J。
3．2 雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)措施
為減少雷電感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)輸電線路的影響，
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
應(yīng)采取以下措施：
(1)鋼筋混凝土桿鐵橫擔(dān)和鋼筋混凝土橫擔(dān)
線路的避雷線支架、輸電導(dǎo)線橫擔(dān)與絕緣子固定
部分或瓷橫擔(dān)固定部分之間，應(yīng)有可靠的電氣連
接并與接地引下線相連。
(2)3V～10kV鋼筋混凝土桿輸電線路，宜
采用瓷或其他絕緣材料的橫擔(dān)，當(dāng)用鐵橫擔(dān)時(shí)，
輸電線路應(yīng)采用高一電壓等級(jí)的絕緣子。
(3)與輸電線路相連的電纜，應(yīng)在其兩端裝
設(shè)閥式避雷器或保護(hù)間隙。
3．3 雷電反擊過(guò)電壓的防護(hù)措施
雷擊點(diǎn)電壓的大小除了與雷電流波形有關(guān)
外，還與雷電流通過(guò)與該點(diǎn)連接的全部阻抗有
關(guān)，如通過(guò)的桿塔、桿塔的接地裝置以及通向相
鄰桿塔的避雷線等。為減小雷電反擊過(guò)電壓對(duì)輸
電線路絕緣的影響，應(yīng)采取以下措施：
(1)盡量降低桿塔的接地電阻值。
(2)增大避雷線與輸電導(dǎo)線之間的距離，對(duì)
于35kV輸電線路，避雷線與輸電導(dǎo)線之間的距
離不應(yīng)小于3．0m。
(3)桿塔的型式影響桿塔的波阻和電感，建
議在雷擊頻繁引起故障的區(qū)域，桿塔采用波阻和
電感相對(duì)較小的鐵塔或門型鐵塔。
3．4 其他防護(hù)措施和對(duì)策
(1)在經(jīng)常因雷擊停電的地區(qū)，或周圍生產(chǎn)
對(duì)供電的連續(xù)性有較高要求時(shí)，建議在輸電線路
上裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，使斷路器跳閘后能夠及
時(shí)恢復(fù)，以縮短停電時(shí)間，提高供電的可靠性。
(2)對(duì)于3～10kV 線路終端用戶，可能由
于雷擊常造成RCD不應(yīng)有的跳閘。當(dāng)發(fā)生感應(yīng)
暫態(tài)雷電過(guò)電壓時(shí)，由于過(guò)電壓波屬于高頻波，
在高頻條件下容抗大大減小，從而引起RCD不
應(yīng)有的誤動(dòng)作，造成跳閘，影響正常用電。由于
這種雷電過(guò)電壓波作用時(shí)間極短，量級(jí)為微秒
級(jí)，可采用帶少許延時(shí)的RCD避免經(jīng)常跳閘的
問(wèn)題。
(3)建議有重要設(shè)備和場(chǎng)所以及對(duì)供電要求
高的生產(chǎn)單位自備柴油發(fā)電機(jī)，作為備用電源自
動(dòng)投入。
(4)應(yīng)做好各終端廠區(qū)內(nèi)變壓器和低壓配電
系統(tǒng)的防雷，防止用電廠區(qū)內(nèi)的設(shè)備因雷擊遭到
破壞。有條件的廠區(qū)，建議采用電纜直接埋地的
方式入戶。
(5)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的進(jìn)線處、架空線與
電纜連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器，防止沿輸電線路傳導(dǎo)
來(lái)的雷電過(guò)電壓波造成設(shè)備的毀壞。
(6)在變電站內(nèi)增設(shè)避雷針，對(duì)整個(gè)變電站
形成保護(hù)。
(7)定期對(duì)每根鋼筋混凝土桿引下線的接地
電阻進(jìn)行檢測(cè)，要求R<10O。
4 結(jié)語(yǔ)
高壓輸電線路遭受雷擊的事故時(shí)有發(fā)生，防
雷技術(shù)人員在實(shí)際工作中也會(huì)時(shí)常面對(duì)此類問(wèn)
題。防雷技術(shù)人員不僅要掌握低壓配電部分的防
雷技術(shù)，也要理解雷電對(duì)高壓輸電線路的危害及
其防護(hù)技術(shù)，才會(huì)更好地深入分析各種雷擊引起
的電力事故，找到真正的事故原因。
參考文獻(xiàn)：
[1]《雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)匯編》編委會(huì)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版
社第四編輯室．雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)匯編．電力卷[S]．
北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009．
[2]中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部．GB50057—94
建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：中國(guó)計(jì)劃出
版社，2000：20—26．

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