输电线路防雷措施的研究.doc

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1、18摘要1前言11架空输电线路常用的防雷措施21.1防雷及措施概述21.1.1架空输电线路防雷的具体措施22架空输电线路雷电分析3 2.1雷击过电压的的种类及计算3 2.1.1直击雷过电压4 2.1.2感应雷过电压4 2.2直击、绕击、反击的现象的可能原因及分析43防雷的研究53.1调整架空地线保护角43.1.1安装架空地线避雷针43.2安装线路可控放电避雷针43.3降低杆塔接地电阻53.3.1提高线路耐雷水平，加强线路绝缘53.3.2高压送电线路防雷设计及应注意的问题63.4防雷接地的作用113.4.1接地的作用113.4.2电气接地的分类113.4.3接地电位差和跨步电位差的概念133.5

2、发电厂和变电站的防雷接地134雷击跳闸及分析144.1高压送电线路绕击成因及分析144.2架空绝缘线路的特点14结束语14致谢16参考文献17架空输电线路雷电分析及防雷措施学 生：王宏光指导教师：汪 敏（三峡电力职业技术学院）摘要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路遭遇雷击，从而影响线路的供电可靠性。因此，采取有效措施降低线路的雷击跳闸次数，是确保电网安全运行的一项重要工作。架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面，常用的防雷改进措施有；架设避雷线、安装避雷针、加强线路绝缘、采用差绝缘方式、升高避

3、雷线减小保护角、装设消雷器及预放电棒与负角保护针、使用接地降阻剂等。解决线路的雷害问题，要从实际出发因地制宜，综合治理。关键词：输电线路；雷击跳闸；防雷措施前言随着经济的发展，对架空输电线路的可供要求越来越多高。同样伴随着电网的发展，雷击架空输电线路一起的跳闸、停电事故绝对值也日益增多。据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高的地区，高压线路总跳闸的次数中，由于雷击原因的事故约占50%-70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击架空输电线路引起的事故率更高，带来了巨大的损失。1 架空输电线路常用的防雷措施架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然中，因此极易收

4、到外界的影像和伤害，其中最主要的一个原因就是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野、高山和丘陵，输电线路长，遭遇雷击的几率较大。架空输电线路雷害的事故形成通常要经历这样的四个阶段；输电线路收到雷过电压的作用；输电线路发生闪路；输电线路从冲击闪路转变为稳定的工频电压；线路跳闸；供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段。现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：（1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。（2）防闪路，就是使输电线路受雷后绝缘不会发生闪路。（3）防建弧，就是使输电线路发生闪路后不建立工频电弧。（4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。1.1 防雷及措施概述“雷

5、电”影响在输电线路故障跳闸次数中占70%90%，给电力系统带来了大量的麻烦并且造成了巨大损失。虽然发达国家在上世纪初已提出并研究“雷电先导放电临界击距和暴露弧”这一理念与机理，我国在解放后也开始了研究，然而，这一知识大多只在科研单位和超高压、特高压输电相关单位部分专业人员中掌握和应用。更甚者是由于教学单位及教科书的相对传统与滞后性，目前相关大学教材中仍相当部分未编入这个课题，知道这一理念的人不多。目前在实际应用中仍然没有引起广泛、高度的重视，在一般高压输电和配电线路中几乎没有应用，致使输电和配电线路雷电伤害问题仍然没有较根本性地得到改进和完善。随着温室效应的发展，全球气候不断升高，年雷暴日、雷

6、暴次数和雷电强度也不断提升，同时随着经济社会的快速发展，输电线路长度也在快速增加，准确把握雷电对输电线路的伤害原因，“对症下药”，有针对性地采取相应防护措施，最大限度地避免和减少雷电对输电线路伤害造成的损失，在工业化、自动化、现代化进程日益加快，对供电安全可靠稳定要求日益提高的今天及将来，具有十分重要现实意义。1.1.1 架空输电线路防雷的具体措施1架设避雷线架设避雷线是输电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击电流，从而降低塔顶的电位。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

7、可以减低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压越高，采用避雷线的效果越好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也就越低。因此，110KV及以上电压等级的输电线路都应全架设避雷线。同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率等，避雷线对边导线的保护角应该做的小一些，一般采用2030。220KV及330KV双避雷线路应做到20左右，550KV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角应在15左右。2安装避雷针安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。国内外不少防雷专家，对避雷针能向保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是：对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域。英国的BS65

8、11法规曾指出：经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区的完整保护。由于避雷针的引雷作用，所以累计次数就会提高，当雷电被吸引到针上，在强大的雷电流沿针而流入大地过程中，雷电流周围形成的磁场会产生接应过电压，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，是保护区的弱电设备因感应电压而损坏。3.加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔，这就增加了杆塔落雷的机会。高杆塔落雷时，塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大跨越当导线与地线之间的距离，以加强线路绝

9、缘。4.采用差绝方式此措施适宜于中性地点不接地或经小弧线的接地的系统，并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘，是指同一杆塔上三相绝缘有差异，下面两相交之最上面一相各增加一片绝缘子，当雷击杆塔上或者导线上，由于导线上相对较弱的先击穿，雷电流经杆塔大地，避免两相闪路。5.采用不平衡方式在现在高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线口日益增多，对此线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求，可以采用不平衡方式来降低双回路雷击时跳闸率，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数有差异，这样，雷击时绝缘子片数少的回路先闪路，闪路后的导线相当于地线，增加了另一回路的耦合作用，提高了线路的耐雷水

10、平使之不发生闪路，保障另一回路的的连续供电。6.预放电棒与负角保护针预放电棒的作用机理是减小导线、地线的间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子片数对敌整容，改善电压分布；负角保护针可看成装在线路边导线的外侧的避雷针，其目的是改善屏蔽，降低雷击距。7.装设消雷器消雷器是一种新型的直击防雷保护装置，消雷器对接地电阻的要求不严，其保护范围也比避雷针的较大，目前架设输电线路装设消雷器具有上千万套。总之，影响架空线路雷击的事故有很多，有一定的复杂性，解决线路的雷击问题，要从实际出发，综合治理。在采取防雷措施前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平

11、。2 架空线路雷电分析2.1 雷击过电压及种类在输电线路上产生的大气过电压主要有两种,一种是由于雷击线路附近地面由电磁感应引起的,称为感应雷过电压;另一种是雷直击线路或杆塔引起的,称为直击雷过电压。2.1.1 直击雷过电压根据历年来电业局对输电线路雷害事故情况统计,直击雷过电压是线路跳闸、瓷瓶闪洛、绝缘击穿的主要因素。当雷直接击于线路杆塔或导线时产生的感应过电压较大,往往超过绝缘子串的雷电冲击放电电压值,引发线路的跳闸事故很高,对线路绝缘破坏较大。直接雷过电可以分为三种情况:雷直接击于杆顶、击于避雷线档距中间、绕过避雷线击于导线。通过统计分析,在上述三种雷击情况中,大部分雷击于杆顶,小部分雷击

12、避雷线,还有一小部分雷绕击于导线。下面是对雷击过电压正确的认识。：雷击线路铁塔或避雷线时，雷电流通过雷击电阻抗，使该点地电位与导线的电位差超过绝缘的冲击放电电压时，将会发生闪路，这种情况通常称为反击。雷电直接击中导线，或者绕过避雷线击中导线即发生绕击。2.1.2 感应雷过电压大多数雷云带有负电荷,当在输电线路附近有雷云时,由于静电感应,导线上靠近雷云处将感应出(集聚)大量正电荷,如果此时雷云在输电线路附近放电,导线由于静电感应而集聚的“束缚电荷”瞬间得到释放,以波的形式沿着导线向线路两侧运动,形成感应过电压,这种由电场变化引起的雷过电压称为感应过电压的静电分量;同时由于雷电流迅速变化,在周围空

13、间产生强大的电磁场将通过电磁感应在导线上感应出很高的电压;这两部分共同构成感应雷过电压,这部份称为电磁分量。过电压设计规程给出了雷击线路周围时,在导线上感应的过电压为，若有避雷线时还将在避雷线上同时产生感应的过电压,反过来由于避雷线所产生的感应过电压还将与导线耦合,在导线上产生一耦合电压,k为耦合系数。所以有避雷线时在导线上的感应过电压为=,以设计中常用的ZS2型直线杆(无避雷线)及ZS4型直线杆(有避雷线)为例计算当雷击线路周围时导线上的感应雷过电压,取得雷电流幅值I取计算，ZS2杆(无避雷线)上导线的平均悬挂高度,ZS4杆(有避雷线)上导线的平均悬挂高度。ZS2杆(无避雷线)在导线上的感应

14、过电压ZS4杆(有避雷线)时在导线上的感应过电压由于避雷线上的感应过电压在导线上产生的耦合电压为耦合系数k=k1k0,k12电晕校正系数1.1,k02导地线间耦合系数0.238。所以有避雷线时在导线上的感应过电压:若35 kV线路,采用3片X-4.5型绝缘子U50%放电电压为360kV,由此可见感应雷过电压对35kV及以下线路会引起一定的闪络事故,根据过电压设计规程提供的雷电流概率曲线可知,雷击时,雷电流幅值为100kA的概率仅有15%左右,。50%的概率在40kA以下,因而当落雷距线路S65m,对35kV及以下线路会引起一定的闪络事故,对110kV及以上线路,由于线路绝缘水平一般较高,7片X

15、P-7型绝缘子放电电压为750kV左右,所以一般不会引起闪络事故。当雷击点到线路的距离S65m时,由于线路的引雷作用而将雷引向线路击于杆塔或导线。2.2 直击、绕击、反击的现象的可能原因及分析(1)直击（雷直击铁塔顶部、雷直击避雷线中央）和反击（过高的接地电阻，造成塔顶 电位大幅度上升）现象大体相同，其耐雷水 平在规程中也是做统一规定，由于篇幅有 限，在这我们把它们列入一起进行阐述，而 绕击现象与直击和反击不同，它也是引起 高压送电线路跳闸的主要原因，也是我们 今后防雷工作的重点。雷电直击、 击跳闸一般雷电流较大，反如500KV典型铁塔反击耐雷水平可达125KA175KA雷电反击一般有下列特征

16、：雷电绕击一般只引起单相故障；导线上非线夹部位有烧融痕迹（有斑点）结瘤现象或导线雷击断股）的，一般是雷电绕击引起；水平排列的中相或上三角排列的上相导线一般不可能雷电绕击跳闸；水平或上三角排列的边相或鼓形排列的中相有可能雷电绕击；雷电绕击电流与导线保护角和塔高度有关，当雷电流幅值较大时，绕击的可能性较小。（2）对于雷电反击故障，降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效，对于雷电绕击故障，减小避 雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。对于双回路或多回线路，差绝缘配置有一定效果。3 架设避雷线避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110-220

17、千伏线路一般沿全线架设。架空送电线着雷时，可能打在导线上，也可能打在杆塔上。雷击导线时，在导线上将产生远高于线路额定电压的所谓“过电压”，有时达几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，绝缘子将“闪络”，往往引起线路跳闸，甚至造成停电事故。避雷线可以遮住导线，使雷尽量落在避雷线本身上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流流入大地。雷击杆塔或避雷线时，在杆塔和导线间的电压超过绝缘子串的抗电强度时，绝缘子串也将闪络，而造成雷击事故。通常用降低杆塔接地电阻的办法，来减少这类事故。避雷线的保护效果还同它下方的导线与它所成的角度有关，角度较小时，保护效果较好。在架有两根避雷线的情况下，

18、容易获得较小的保护角，线路运行时的雷击跳闸故障也较少，但建设投资较大。我国近年来新建的220千伏以下线路，多采用一根避雷线。在雷击不严重的110千伏及较低电压的线路上，通常仅在靠近变电所两公里左右范围内装设避雷线，作为变电所进线的防雷措施。避雷线一般使用镀锌钢绞线架设，常用的截面是25、35、50、70平方毫米。导线的截面越大，使用的避雷线截面也越大。避雷线也会因风吹而振动，常易发生振动的地方通常装有防振锤。近年来，国外超高压线路有采用良导线架空地线的趋势，主要采用铅包钢线，它具有强度较高、不生锈、又有适当的导电率的优点。一般用绝缘子使之与杆塔相互绝缘，利用间隙引导雷电流入地，这样，可利用架空

19、地线作为载波通道并减少电能感应损耗。3.1 调整架空地线保护角调整架空地线保护角为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率。雷线对边导线的保护角应避做得小一些，一般500KV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15及以下。采取措施：雨季前，我们针对500KV输电线路，雷区频繁发生的区域分段进行了架空地线保护角间隙的调整。3.1.1 安装架空地线避雷针安装架空地线避雷针为通过在架空地线上合理装设防绕击避雷针，有效地增强其屏蔽性能和引雷作用，将可能遭受的绕击转化为反击加以控制，大幅度降低雷击故障跳闸率。研究表明，在架空地线上合理装设防绕击避雷针，可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用，将可

20、能遭受的绕击控制转化为反击，大幅度降低雷击故障跳闸率。3.2 安装线路可控放电避雷针安装线路可控避雷针可以使由于雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作，给雷电流提供一个低阻抗的通路，使其泄 放到大地，从而限制了电压的升高，保障了线路、设备安全。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。加装线路可控放电避雷针以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生 变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷针动作加入分流。大部分的雷电流从可控避雷针流入导线，传播到相临杆 塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导

21、线间的电磁感应作用，将分别在导线和避2010NO06SCIENCETECHNOLOGYINFORMAT10N科技资讯雷线上产生耦合分量。为可控避雷针的因分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路可控避雷针具有很好的钳电位作用，这也是线路可控避雷针进行防雷的明显特点。3.3 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，则雷电波侵

22、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。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，难以割舍，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能卓有成效。3.3.1 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

23、子挂网运行。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（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证明，增加了1片绝缘子的线路投入运行后，耐雷水平大大增强，很少发生雷击跳闸事故。因部分

24、地区污染情况较严重，可结合防治污闪工作，更换耐更高的合成绝缘子。根据南方电网污区划分新标准，惠州供电局对位于级污区的线路的绝缘子进行了更换，收到了良好的效果。3.3.2高压送电线路防雷设计及应注意的问题（1）在输电线路防雷设计过程中,针对线路遭受雷击方式的不同,就可以有针对性的对线路防雷进行设计,采取相应的防雷措施;在运行维护过程中对影响线路防雷的因素提出相应的整改、治理措施;主要应从如下几点加以考虑。从而提高线路的耐雷水平减少线路因雷击而引起的闪络、跳闸事故,保证线路安全正常的运行,做到经济合理。设计中对线路路径选择的要求,大量运行经验表明,线路遭受雷击往往集中在山区风口以及顺风的河口和峡谷

25、等处;四周是山丘的潮湿盆地,如杆塔四周有鱼塘、水库,附近又有蜿蜒起伏的山丘处;土壤电阻有突变的地带,岩石与土壤、山坡和稻田的交界区,雷击易击于低土壤电阻率处;地下有导电性矿的地面和地下水位高处;突出的山顶、山的向阳坡等在线路设计选线时应加以考虑,有选择的避让这些地区。（2）高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,降低杆塔冲击接地电阻,可使杆塔耐雷水平提高线路杆塔接地的主要作用是当线路杆塔遭受雷击后,快速将雷电流引入大地,从杆塔头电位计算公式可见,降低杆塔冲击接地电阻可使塔头电位降低从而保护杆塔绝缘不致发生闪络。如杆塔接地损坏或接地电阻过大,雷电流不能迅速引入大地,将使杆塔头电位增大,就会失去防

26、雷设备的作用,将会对导线发生反击,发生接地故障。因此要求杆塔接地设备必须完好,接地电阻不能过大。在设计时考虑杆塔逐基接地,设计时正确配置接地形式,对土壤电阻率高的地区提出改进措施,如降阻剂的使用,增加埋设深度,延长接地极,增加垂直接地极等;以保证杆塔的接地电阻值符合设计规范要求。在运行维护过程中,应加强巡视,及时发现接地设备缺陷,定期对杆塔接地电阻值进行测量,对不合格的进行整改。（3）架设避雷线,以增强导线与避雷线间的耦合,在设计时考虑架设双避雷线或在导线下方装设耦合地线,对限制塔头电压减小线路绝缘子串上雷击过电压幅值作用明显。对于110kV及以上线路,大多为中性点直接接地系统,如发生单相对地

27、闪络,很容易引起线路跳闸而中断供电,为了防止线路因雷击而频繁跳闸,要求全线架设双避雷线。对于35kV及以下线路,线路自身绝缘水平较低,即使全线架设避雷线,对线路耐雷水平的提高效果不明显,意义不大,反而会使线路造价显着增加。为了防止线路因雷击而频繁跳闸,一般在变电设计时考虑中性点不接地或经消弧线圈接地,在系统中加装消弧线圈可有效地排除线路单相接地故障。当线路遭雷击发生单相闪络接地故障后,它实际上就相当于是一根避雷线,在一定程度上可以防止线路其它两相进一步发生闪络,雷电流被消弧线圈消除,雷击后造成的绝缘闪络大多数能自行恢复一定的绝缘,加之自动重合闸装置的普遍使用,所以35 kV及以下线路并不一定会

28、引起线路的频繁跳闸。对于10kV线路,装设避雷线更无实用意义,因10kV线路的绝缘水平更低,尽管避雷线可以起到降压作用,却不足以降低到线路的绝缘水平能耐受的程度。要提高10 kV线路的耐雷水平,可以在电杆顶相导线上加装间隙保护装置,这样当雷击杆塔,顶相导线加装的间隙保护装置间隙被击穿,顶相就相当起到了避雷线的作用。目前由于在10kV线路上已广泛使用氧化锌避雷器,它的防雷效果比间隙保护装置的防雷效果好得多。（4）高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比,保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。适当提高绝缘子串冲击放电电压水平可使线路耐雷水平提高,在设计选用时选择冲击放电电压水

29、平较高的绝缘子,对雷害较严重地方可加强线路绝缘,在保证与杆塔空气间隙距离情况下可增加绝缘子片数。维护中应加强巡视、检测,及时发现低值、零值绝缘子,掌握绝缘劣化情况,据了解,线路上目前运行的绝缘子相当一部分劣化率很高,绝缘水平不好,这可能是影响线路耐雷水平的主要原因之一。（5）在线路设计选择绝缘子形式时,应充分比较各种绝缘子的性能掌握各种绝缘子的相关参数,分析其特性。所以认为玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点,特别是玻璃是熔融体,质地均匀,烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体,仍具有足够的绝缘性能,并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点对线路运行维护具有优势。对于如今在线路上推广使用的复

30、合绝缘子,从本单位在多条35110kV线路上运行情况来看,复合绝缘子优异的抗污闪性能不容置疑,但耐雷电冲击性能并无优势;这是由于复合绝缘子伞裙直径较小,两端金具头较长,因尔对于相同高度,其电弧距离(即有效绝缘长度)小于瓷或玻璃绝缘子串,亦即绝缘子的耐雷水平小于同长度的瓷或玻璃绝缘子串。这种不利因数对长度越短的复合绝缘子越明显,特别是在110kV及以下电压等级中显得尤为突出。通过对绝缘子冲击放电特性研究表明,110kV结构高度1230mm的复合绝缘子,其+冲击放电电压相当于6.7片XP-70瓷绝缘子串,-冲击放电电压相当于7.3片XP-70瓷绝缘子串;因此对于雷电活动频繁的多雷区仍选用一般结构高

31、度的复合绝缘子,在雷击时发生跳闸就是这个原因,电业局35kV线路因雷击频繁跳闸就与此有关。所以多雷区使用复合绝缘子在不影响对杆塔间隙距离情况下,应将复合绝缘子的长度增加1.11.15倍。通过近年来的研究表明,在现行中规定的110kV复合绝缘子的电弧距离为1000mm,220kV复合绝缘子的电弧距离为1900mm,对于多雷区是不够的,在新近颁布实施的四川省电力公司反事故措施实施细则(试行)中已明确要求220kV复合绝缘子的电弧距离不小于2050mm,110kV不小于1050mm,但对35kV复合绝缘子的电弧距离没有给出,通过查阅相关资料7及其它省市电力公司的相关规定,建议35kV复合绝缘子的电弧

32、距离应在550580mm左右(现有标准为450mm);在防雷设计绝缘子选型时应当特别注意。对于运行中的电弧距离不满足要求复合绝缘子,可在绝缘子顶部(接地端)增加一片大盘径空气动力型绝缘子或进行更换。另外为了保护合成绝缘子的伞裙在发生闪络后不会被灼伤,仍有较好的绝缘性能,在110kV及以上线路中使用时,应在复合绝缘子两端安装均压环。（6）在雷击严重地区选择安装线路型避雷器。线路型复合外套金属氧化物避雷器,是近年来在35、110 kV线路上安装使用的一种新型避雷器,该型避雷器综合氧化锌避雷器与复合外套绝缘的优点于一身,免维护,体积小巧,易于安装,它可广泛用于雷电活动频繁地区,跨江铁塔,沿海地区,土

33、壤电阻率高、杆塔接地电阻大的地区;以及巡线困难的山区,要求供电可靠性高的线路。随着新型35、110 kV线路型复合外套金属氧化物避雷器的大量生产,并在雷击频繁地区的应用表明,线路型避雷器对保护线路绝缘子串免受雷电过电压引起的闪络,减少线路雷击跳闸率,提高线路耐雷水平效果明显。另外在110kV杨大线上选用HY10CX-108320型串联间隙复合外套金属氧化物避雷器,避雷器通过支架固定悬挂安装于线路横担上,如图5所示。当线路遭受雷击过电压时,串联空气外间隙击穿,从而限制导线上产生过高的电压,保护了线路绝缘子不会被击穿发生闪络。通过近2年的运行结果表明,线路安装避雷器后可明显减少因雷击所引发的线路跳

34、闸,提高线路耐雷水平。（7）降低线路发生绕击的慨率。线路落雷引起跳闸:绕击占55%,反击占45%;线路边相占75%,中相占20%;避雷线对边导线保护角小于15度占37%,保护角大于15度占63%。以上统计结果反映出,线路保护角过大所引起的跳闸所占比例较大,必须认真分析对待。因而在线路防雷设计时,结合具体情况,充分考虑地区地貌特征,合理控制避雷线对导线的保护角度a是减少绕击发生的重要手段。国网公司在新的典型设计中对保护角度a做出了更新的要求,110 kV铁塔保护角度a不大于10度;对电压等级高的线路提出了负保护角的要求,在以后的设计中应加以借鉴,注意收集防雷电绕击的新方法、措施。（8）另外设计时

35、在满足安全情况下,应尽量降低杆塔使用高度,对高杆塔采取增加绝缘措施;另外还应加强对于新投产线路的验收,按照验收规程,认真执行抽查接地体的埋深是否符合规程的要求,埋设长度是否达到设计的要求,接地体与接地引下线是否有可靠的电气连接,这些都是保证杆塔可靠防雷基础对已投运的线路,生产单位要加大对老旧线路的投资和改造力度,对运行中发现问题较多的线路、雷击频发区段,要引起足够注意,查找原因,尽快进行改造。3.4 防雷接地的作用所谓接地，就是把设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接在一起。到目前为止，接地仍然是应用最广泛的并且无法用其它方法替代的电气安全措施之一。不管是电气设备还是电子设备，不管是生产用设

36、备还是生活用设备，不管是直流设备还是交流设备，不管是固定式设备还是移动式设备，不管是高压设备还是低压设备，也不管是发电厂还是用电户，都采用不同方式、不同用途的接地措施来保障设备的正常运行或是它们的安全。3.4.1 接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。1.防止人身遭受电击将电气设备在正常运行时不带电的金属导体部分与接地极之间作良好的金属连接，以保护人体的安全，防止人身遭受电击。当电气设备某处的绝缘体损坏后外壳就会带电，由于电源中性点接地，即使设备不接地，因线路与大地间存在电容，此时人体接触到设备外壳时也会有电流流

37、经人体,或者线路上某处绝缘不好，如果人体触及此绝缘损坏的电气设备外壳时，电流就会经人体而成通路，从而使人体遭受电击伤害。有接地装置的电气设备，当绝缘损坏、外壳带电时，接地电流将同时沿着接地极和人体两条通路流过，此时，人体与接地极是并联的关系，流过每一条通路的电流值将与其电阻的大小成反比，接地极电阻越小，流经人体的电流也就越小。通常人体的电阻比接地极电阻大数百倍，所以流经人体的电流献出流经接地极的电流小数百倍。当接地电阻极小时，流经人体的电流几乎等于零，相当于接地极将人体短接，因此，人体就能避免触电的危险。所以，不论施工还是运行，在一年中的所有季节，均应保证接地电阻不大于设计或规范中所规定的接地

38、电阻值，以免发生电击伤害。2.保障电气系统正常运行电力系统接地一般为中性点接地，中性点的接地电阻很小，因此中性点与地间的电位差接近于零。当相线碰壳或接地时，其它两相对地电压，在中性点绝缘的系统中将升高为相电压的根号下3倍，而在中性点接地的系统中则接近于相电压，因此中性点接地将有利于系统的稳定运行，防止系统振荡，且系统中的电气设备和线路只需按相电压来考虑其绝缘水平，可降低电气设备的制造成本和线路的建设费用。中性点接地的系统，还可以保证继电保护的可靠动作。通信系统一般采用正极接地，可防止杂音窜入和保证通信设备的正常运行。电子线路需要稳定的参考点才能正常运行，因此也需要进行接地。3.防止雷击和静电的

39、危害雷击时会产生静电感应和电磁感应，物料在生产和运输过程中因摩擦而引起的静电，都有可能造成电击或是火灾的危险。直接遭受雷击的危害，比之于感应雷就更大了，而且发生的机会更多，所以，为了防止直击雷，必须装设防雷装置。所有防雷装置和防止静电危害的措施中，最主要的方法就是设置接地装置。3.4.2 电气接地的分类1.按接地的作用或功能来分所谓接地，简单说来是各种设备与大地的电气连接。要求接地的有各种各样的设备，如电力设备、通信设备、电子设备、防雷装置等。接地的目的是为了便设备正常安全地运行，以及为建筑物和人身的安全创造条件。常用的接地方式按作用或功能来分可分为以下几种。（1）系统接地在电力系统中将其某一

40、点与大地进行适当的连接，称为系统接地或称工作接地。如变压器中性点的接地、零线重复接地等。（2）设备的保护接地各种电气设备的金属外壳、线路的金属管、电缆的金属保护层、安装电气设备的金属支架等，由于导体的绝缘损坏后可能带电，为了防止这些不带电金属部分产生过大的对地电压危及人身安全面设置的接地，称为保护接地。（3）防雷接地为了使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地，称为防雷接地。（4）屏蔽接地一方面为了防止外来电磁波的干扰和侵入，造成电子设备的误动作或通信质量的下降，另一方面为了防止电子设备产生的高频能量向外部泄放，而将线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的金属屏蔽等进行

41、的接地，称为屏蔽接地。为减少高层建筑竖井内垂直管道受雷电流感应所产生的感应电势，而将竖井混凝土壁内的钢筋予以接地，也属于屏蔽接地。（5）防静电接地静电是由于摩擦等原因而产生的积累电荷，为防止静电产生事故或影响电子设备的正常工作，需要有让静电荷迅速向大地泄放的接地，这种接地称为防静电接地。（6）等电位接地医院的某些特殊的检查室、治疗室、手术室和病房中，病人所能接触到的金属部分(如床架、床灯、医疗电器等)，不应有危险的电位差存在，因此要把这些金属部分相互连接起来成为等电位体并予以接地，这种接地方式称为等电位接地。高层建筑中为了减少雷电流造成的电位差，将每层的钢筋网及大型金属物体连接在一起并接地，也

42、是等电位接地。（7）电子设备的信号接地及功率接地电子设备的信号接地(或称逻辑接地)是指信号回路中放大器、混频器、扫描电路、逻辑电路等有统一基准电位而进行的接地，接地的目的是不致引起信号量的误差。功率接地是所有继电器、电动机、电源装置、大电流装置、指示灯等电路的统一接地，以保证在这些电路中的干扰信号泄放到地中，不至于干扰其它灵敏信号电路的正常工作。综合起来接地的分类大体如下。按照接地的形成情况，可以将其分为正常接地和故障接地两大类。前者是为了某种需要而进行的人为接地，后者则是由各种外界或自身因素自然地形成的接地。按照接地的不同作用，又可将正常接地分为工作接地和安全接地两大类。工作接地通常有以下三

43、种情况： 利用大地作回路的接地。这种接地在正常情况下也有电流通过大地，如直流工作接地、弱电工作接地、“两线一地”制供电方式中的一相接地等。 维持系统安全运行的接地。正常情况下没有电流或只有很小的不平衡电流通过大地。如11OkV以上系统的中性点接地、低压三相四线制系统的变压器中性点接地等。为了防止雷击和过电压对设备及人身造成危害而设置的接地，即为过电压保护接地，也叫防雷接地。安全接地主要包括:为防止电力设施或电气设备绝缘损坏后危及人身安全面设置的保护接地;消除生产过程中产生的静电积累，引起触电或爆炸而设的防静电接地;为防止电磁作用而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地;为防止管道

44、受电化后腐蚀，采用阴极保护或牺牲阳极的电法保护接地等。2.按接地形式来分类接地极(体)按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极两种。若按接地极的形状来分，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按接地极的结构来分，则有自然接地极和人工接地极之分。可用来作为自然接地极的有:上下水的金属管道;与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构;敷设于地下而其数量不少于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各种金属管道，但可燃液体以及可燃或爆炸的气体管道除外。可用来作为人工接地极的，一般有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。如在有化学腐蚀性的土壤中，则可采用镀锌的上述儿种钢材或铜质的接地极。接地装置的布置方式若是采用单

45、根接地极或外引式接地极，因电位分布不均匀，人体仍然有受到电击的危险。此外，单根接地极或外引式接地极的可靠性也比较差。外引式接地极与室内接地干线相连接只有两条干线。若这两条干线均发生故障时，整个室内接地干线就与室外接地网断开，此时室内相关设备相当于没有接地。当然，两条干线同时发生故障而断开的可能性不大。为了消除单根接地极或外引式接地极的缺点，可以采用环路式接地极，环路式接地极的电位分布比较均匀，人体接触电压UC和跨步电压UB比较小。但接地极外部的电位分布仍不均匀，其跨步电压仍然很高。为了避免这种缺点，可在环路式接地极外埋设一些与接地极没有电气连接的扁钢。这样，接地极外的电位分布，平坦地下降了。因

46、此，在一般情况下，应优先考虑采用环路式接地极。只有在采用环路式接地极有困难或费用较高时，才考虑采用外引式接地极。3.4.3 接地电位差和跨步电位差的概念在正常情况下接地点没有点流入地，金属外壳为零电位，但当设备发生故障而有接地电流通过接地装置流入大地时，和接地点相连的金属外壳及附近地面的电压都会升高，并形成一定的地表电压分布。当人站立于点击附近的地面上用手去接触电气设备外壳时，人的手和脚将具有不同的电位差。地面上离设备水平距离为0.8M时与设备外壳离地面高1.8M时处两点间的电位差称为接触电位差。人两脚跨距产生的电位差，称为跨步电位差。它们都可能达到很高数值时使通过人体的电流超过危险值，减小接地电阻或改进接地装置的结构形状可以降低接触电位差和跨步电位差。3.5 发电厂和变电站的防雷接地1.变电站的接地电阻的构成及降阻措施（1）接地引线电阻，是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。（2）接地体本身的电阻，其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。（3）接地体表面与土壤的接触电阻，其阻值怀土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接