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浅谈输电线路雷击跳闸原因及对策

摘要：本文首先介绍了输电线路雷击的形式及危害，对雷击跳闸原因进行分
析，最后提出输电线路的防雷措施。

关键词：输电线路；雷击；跳闸；对策
引言

110kV及以上架空输电线路多建于空旷地带或山上，在雷电活动极为频繁
的地区，一直受到雷击故障的困扰。尤其是雷雨季节，雷击跳闸率长期居高不
下，严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我国电网故障分类统计数
据表明，多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的40%～70%。因此，如何
切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施，已经成为确保线路安全、可靠
运行的重要工作之一。

1雷击的形式及危害

输电线路雷害的形式有两种，一是感应雷，二是直击雷。实际运行经验表
明：110kV及以上电压等级的输电线路雷害的原因则主要是根据经验和故障现
象进行分析，因而比较难做出准确判断，这对于有针对性地采取防雷对策，十分
不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响，其绕击率约为平原
线路的3倍，或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击
雷过电压，直击雷过电压的峰值很高，破坏性很强，在输电线路上可能引起绝缘
子闪络、烧伤或击穿；重者击断导线造成停电事故。

2雷击跳闸原因分析

线路的雷击跳闸率与线路的塔型、绝缘强度、接地电阻、沿线地形及雷电活
动等诸多因素有关。

2.1线路所处位置地形地貌因素

输电线路将电能由电厂输送至负荷中心，面临着复杂的地形、地质、气候条
件。据统计，在历年雷击事故中，有超过2/3的雷击事故发生在山区，这与高
压输电线路所处山区的特殊地形及复杂气候条件有关。雷击闪络线路所处的地形
主要有山顶、山坡、山凹、水田、大跨越及风口处。而这些都处于线路的易击段，
如雷暴走廊、四周是山丘的潮湿盆地、土壤

电阻率有突变的地带、突出的山顶、山的向阳坡等。

2.2雷电绕击因素

雷电绕击跳闸率约占80%左右，是造成线路跳闸的主要原因，所以防止雷电

绕击又是线路防雷工作的重点。雷电绕击率与杆塔高度、避雷线保护角及杆塔地
面坡度呈递增函数关系。当塔高增加时地面的屏蔽效应减弱，绕击区变大。同时
杆塔高度增加时电感增大，雷电流流过杆塔时产生的电压幅值增高。避雷线保护
角与绕击区成正比，保护角越大形成的绕击区越大，从而使绕击次数增加。随着
地面坡度的增大，导线的暴露弧段也将增大。当线路

沿山坡走向架设时，山坡外侧绕击区增大，绕击次数增加，山坡内侧绕击区
减小，绕击次数减少。满足设计规程要求的超高压线路具有较高的防反击水平，
但由于山区地面倾角的影响，大大降低了避雷线屏蔽的有效性，特别是转角塔，
由于绝缘子倾斜，内角相导线向线路外侧偏移，从而减弱了地线对导线的防雷保
护，使线路雷击故障的概率增加。

2.3其它因素

随着杆塔接地电阻的增加，线路耐雷水平会明显降低。线路架设密度的增加
也会加大遭受雷击的几率。另外部分雷电流幅值超过设计耐雷水平，会直接造成
反击闪络事故。绝缘水平不足造成耐雷水平下降，如绝缘子设计串长为25片，
加上均压环后其有效空气间隙约为23片串长，并且塔头间隙尺寸偏小，导致线
路耐雷水平先天不足。对于500kV超高压线路，合成绝缘子发生雷击闪络多与
均压环位置安装缩短了绝缘长度有关。因此在电气间隙允许的范围内，适当增加
绝缘子长度是十分必要的。但是绝缘子长度的增加，必然会减少绝缘子串对杆塔
的风偏裕度，增大了绝缘子串发生风偏跳闸的机率。在增加绝缘子长度的同时，
需要增加相应的重锤片，才能解决线路防雷和防风偏两者统一的问题。

3输电线路的防雷措施

输电线路防雷设计的目的是提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。在确定
线路防雷方式时，应综合考虑系统的运行方式、线路电压等级和重要程度、经过
地区雷电活动强弱、地形地貌特点、土壤电阻率的高低等自然条件，参考当地原
有线路运行经验，根据技术经济比较结果，采取合理的保护措施。

3.1架设避雷线

避雷线是高压线路防雷基本措施，主要作用是防止雷直击导线，产生危及绝
缘的过电压。装设避雷线后，雷电流沿避雷线经接地引下线进入大地，从而保证
线路安全供电。根据接地引下线接地电阻的大小，在杆塔顶部造成不同电位；
同时雷电波在避雷线中传播时，又会与线路导线耦合而感应出一个行波，但这行
波及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电波直击档中导线时产生的
过电压幅值小的多。110kV电压等级的线路一般都应全线

架设避雷线，保护角大多取20～30°。220kV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，有的线路甚至采用负保护角。

3.2装设接地装置和降低杆塔接地电阻

装设接地装置是防止架空输电线路雷害事故的有效措施之一。各种杆塔的反
击跳闸率一般随