交流特高压线路黄河大跨越耐雷性能的研究

编号：AQ-JS-05224( 安全技术)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑浅析黄河通信设施的雷电防护及对应措施Lightning protection and corresponding measures of communication facilities in the YellowRiver浅析黄河通信设施的雷电防护及对应措施使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

随着通信技术的迅猛发展，大规模集成电路在通信设备中的应用越来越广泛，对过电压保护的要求也就越来越高。

由于雷电在电源线、信号线、天馈线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生，所以要保证汛期通信的畅通，就必须采取适当的保护措施以避免因过电压、过电流对通信设施和人员造成的危害。

由于黄河汛情主要发生在伏秋季节，也是雷电的多发期。

而现有黄河通信的传输通道大都是以微波为主的，当有雷电产生时，通信铁塔上及地面的通信设施极易受到雷电的损害。

如我局的通信设施几乎每年汛期都要受到雷击的损害而导致微波室内外单元、48V 电源和交换机板件的损坏。

为保证汛期通信的畅通，就必须采取适当的保护措施来减少雷电对通信设施的危害。

一、雷电对通信设备的危害分析众所周知雷电是一种自然现象，曾给人类社会带来了不少危害，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏通信电子设备主要问题。

经查大量的通信设备雷击事例中分析，由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲（LEMP）是通信设备损坏的主要原因。

因此只有了解了它的形成过程，寻求有效地防护措施才能减少雷电带来的损失。

超（特）高压输电线路雷电绕击防护性能研究摘要：在本文之中，主要是针对了超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究做出了全面的分析研究，并且在这个而基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。

关键词：超/特高压；输电线路；雷电；防护性能；分析1导言我国目前110-500kV输电线路跳闸故障仍以雷击闪络为主，如2003年我国110-500kV线路雷击闪络跳闸占线路总跳闸的35.12％，这与目前防雷设计方法以及模型与线路实际运行状态存在差异不无关系。

目前评估输电线路绕击耐雷性能方法较多，如规程法认为绕击率与雷电流大小无关，对地面倾角的影响只以平原和山区来分，而电气几何模型（EGM）提出了绕击率与雷电流幅值有关的观点，考虑导线高度、地形等因素的影响。

从国内外数十年的雷击跳闸故障的资料表明，电压等级为500kV及其以上的线路跳闸主要不是雷击杆塔时引起的反击而是绕击导线所致。

但目前无论是用规程法还是击距法都无法很好地解释超、特高压输电线路跳闸率以绕击为主的事实，因此对超特高压输电线路的绕击耐雷性能进行研究，使其防雷保护技术更趋完备，具有重要的工程实际意义。

传统电气几何模型未考虑放电的分散性，没有考虑其它因素对击距的影响，而假定先导对大地、避雷线、导线的击距相等（即β=1），且是根据杆塔高度较低、保护角较大以及接地良好的线路的运行数据和模拟试验得出的模型。

研究结果表明，对于超特高压线路由于杆塔高度较高，先导对大地、避雷线和导线的击距是不相等的，且β随杆塔高度h的变化而变化，2 击距系数计算模型的建立自然界中的雷电放电（对地面物体）的放电路径从统计的角度出发，可以近似地认为垂直下行。

在下行先导下落的过程中，地面物体的感应电势不断增强，当地面某目的物的感应电势达到上行先导起始电势时，地面物体开始产生迎面上行先导。

对于输电线路，导线处在避雷线的下方，受避雷线一定的屏蔽作用，但是避雷线和导线上都可以产生上行先导。

1000kV特高压输电线路防雷研究作者：王强梁海潇胡伟来源：《环球市场》2017年第12期摘要：人民生活水平能否提高以及国民经济的发展是否能得到改善，这都与电力的发展有着至关重要的联系。

发展1000kV特高压输电线路，对我国电力系统进步有着重要影响。

因此，研究1000kV特高压输电线路防雷问题，就十分必要。

特高压输电线路一般都跨大地区、江、河，受地形地貌以及恶劣天气等诸多因数的影响。

特高压输电线路大部分位于山区地带，雷害情况比较严重，从而就造成雷害是引起特高压输电线路发生故障的主要因素。

本文就特高压输电线路的反击和绕击进行一些分析，并提出了一些防雷措施，仅供参考。

关键词：1000kV特高压；输电线路；防雷特高压输电线路遭受雷击有两个特点：（1）由于特高压输电线路绝缘水平比较高，雷击避雷线或杆塔塔顶发生反击概率较低；（2）由于线路杆塔比较高，这就使特高压输电线路容易遭受绕击。

下文就特高压输电线路的反击和绕击进行分析。

1 雷电防护雷电防护有一套专门的理论。

比如，雷电产生的机理，要研究大气物理学，用物理学的方法探讨雷电产生的原因。

雷电对电子设备的雷害机理，需用大气电学的方法。

研究雷电的防护方法，又涉及电工学，微电子学和材料学。

雷电流的大小、雷电的波形研究，一般通过理论推导和现场实测，将现场实测的波形和理论推导拟合，这就需要用统计学的知识和概率论的知识。

雷电科学还是一门试验科学，由于雷电机理的研究对雷电成因的解释许多出于假说，必须通过现场试验和模拟试验验证。

同时，防护设备的好坏必须通过实验室模拟试验和现场对比试验两个环节，才可初步判断其好坏，最后，还要用统计学知识，对现场试验作出科学判断。

2 特高压交流输电线路的反击耐雷性能2.1 特高压交流输电线路的预期雷击跳闸率1000kV输电线路的预期雷击跳闸率应低于500kV输电线路的雷击跳闸率，前者可按后者的70%左右考虑，即大约0.095次/（100km·年）。

特高压输电线路的耐雷性能分析及防雷措施摘要：于特高压输电线路在电网建设领域的广泛应用，雷击成为危害输电线路稳定性的重要原因，本文分析了特高压输电线路雷害形成原因，介绍了几种常用的耐雷分析的方法及其优缺点，结合差异化防雷概念，提出了几种常用的防雷措施，对当前特高压输电线路的耐雷设计具有参考意义。

关键字：特高压输电线路；耐雷性能；防雷措施一、特高压输电线路雷害事故分析特高压输电线路有其本身特点，到目前为止，雷击仍然是造成线路跳闸停电事故的主要原因。

同时，雷击过程中输电线路形成的雷电过电压波，会沿线路进入变电设备，危害变电设备的安全。

随着输电线路的电压等级越来越高，其杆塔高度也势必增加，输电线路的轮廓越来越大，引雷半径也随之增大，最终导致遭受自然雷害的机率也增加。

近年来，随着特高压输电线路的长度不断增加和线路电压的不断提高，输电线路的雷害事故又呈现出新的特点：一方面，由于超/特高压输电线路绝缘水平相比传统输电线路已经有很大提高，使其遭受雷电反击而引起跳闸的可能性大大降低，但其本身特点决定了更易遭受雷电绕击的威胁；另一方面，线路走廊经过区域不尽相同，所以线路各段区域的雷电活动参数的也不尽相同，使得输电线路防雷保护必须综合考虑其差异性，进行针对性防雷。

二、特高压输电线路耐雷性能分析雷电绕击输电线路的耐雷性能与多方面因素有关，根据以往研究结果，主要有雷电流幅值、地线保护角、线路走廊地形、线路绝缘水平等，目前主要的研究方法主要有两种[2]：一是根据以往经验验证的经验公式；二是利用间隙放电模型得到的绕击试验成果。

目前，我国通常用到如下几种方法有：规程法、电气几何模型(EGM)、改进型电气几何模型、先导发展模型(LPM)等。

2.1 规程法规程法是国内在进行防雷工程设计时主要采用的方法，属于上文提到的第一种研究方法，主要由经验得来，其经验公式式如下:该法能虽然能宏观上反映具路的耐雷特性，但不能从微观中反映线路实际结构、雷电特性参数和地形地貌对绕击的影响。

特高压输电线路雷电绕击防护性能研究摘要：伴随着社会经济高速发展与人们生活质量的不断提高，对电能的需求越来越高。

从目前的具体情况分析来看，电能在供应的过程中，自身系统的问题会导致能量输送的中断，外部环境当中存在的突发性因素也会导致电力输送的中断，最为典型的便是特高压线路在受到雷击后的运输中断。

简言之，电能的输送需要保证持续性，而雷电的发生又具有不确定性，所以为了强化输电线路对雷击问题的规避，对特高压输电线路进行雷电绕击防护性能分析并提升其防护力十分必要。

关键词：特高压；输电线路；雷电绕击防护性能引言随着经济的快速发展，电对于人们的生活发挥的作用越来越大，从照明，电器的使用，工厂的生产等等都离不开电，所以电的生产和电的传输都是十分重要的，政府和人们对这些方面也是高度关注。

而作为电的传输的主要方法，超高压输电线路，在目前情况下得到了广泛的使用，但是在使用过程中，存在着许多的问题，而雷击跳闸也是目前超高压输电线路容易产生的问题。

所以为了人们生活的用电保障，以及工业生产的用电保障，就要对这种问题进行改善。

1雷击形式与特征雷电现象是由于太阳辐射使地表受热造成含水汽空气产生对流，水珠在运动、碰撞、分裂、融合过程中带上电荷。

雷云放电就产生光（闪）和声（雷），并在输电线路上形成过电压。

雷过电压有直击雷过电压和感应雷过电压两种形式，前者是指雷云直接对线路放电并在设备上产生冲击电压，后者是由于雷电先导在设备上感应出电荷而形成的过电压。

感应雷过电压只对没有避雷线的35kV及以下线路有威胁，110kV及以上线路受到的威胁主要来自直击雷过电压。

直击雷过电压又分为反击和绕击两种情况，反击是指雷电直接击中杆塔或地线，而绕击是指雷电绕过地线击中导线。

根据运行经验，反击主要发生在330kV及以下线路，而500kV及以上线路主要雷击故障由绕击引起，尤其是特高压输电线路绝缘水平高、杆塔结构尺寸大，更容易发生绕击。

2特高压线路雷电绕击防护措施分析2.1特高压线路绕击防护措施适用性架空线路常用绕击防护措施有减小保护角、使用并联间隙、装设线路避雷器、装设杆塔侧针、安装耦合地线或旁路地线等，由于特高压线路的特殊性，并非所有防护措施均适用。

1000kV特高压交流输电线路防雷问题研究韩剑发表时间：2018-08-16T10:01:34.673Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：韩剑王伟马宝宝[导读] 摘要：随着高压电网输电线路数量的不断增加，高压输电线路运行的安全性越来越受到大家的广泛关注。

高压输电线路不仅自身结构较为复杂，而且容易受到雷击危害，一旦受到雷击侵袭时，高压输电线路则会出现跳闸及引发火灾，从而影响输电线路正常的运行，严重危及人们的生命财产安全。

因此需要做好高压输电线路防雷工作，有效的保障人们的生命财产安全，更好的推动经济的顺利发展。

本文对1000kV特高压交流输电线路防雷问题进行研（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市 030031）摘要：随着高压电网输电线路数量的不断增加，高压输电线路运行的安全性越来越受到大家的广泛关注。

高压输电线路不仅自身结构较为复杂，而且容易受到雷击危害，一旦受到雷击侵袭时，高压输电线路则会出现跳闸及引发火灾，从而影响输电线路正常的运行，严重危及人们的生命财产安全。

因此需要做好高压输电线路防雷工作，有效的保障人们的生命财产安全，更好的推动经济的顺利发展。

本文对1000kV特高压交流输电线路防雷问题进行研究，以供交流和参考。

关键词：1000kV；特高压；交流输电线路；防雷问题 11000kV特高压交流输电线路雷击的特点（1）1000kV特高压交流输电线路本身的绝缘性明显，所以避雷线被雷电击中的概率并不高；（2）1000kV特高压交流输电线路的杆塔的高度偏高，绕击现象发生的概率相对较高。

正是由于1000kV特高压输电线路在雷击方面的特点显著，为此，有必要对相关成功经验展开进一步的研究与分析，以保证1000kV特高压输电线路防雷设计的科学合理，为特高压输电线路的正常运行提供必要的保障。

2特高压线路绕击分析由于支撑特高压线路的杆塔一般都比较高，因此其导线上的工作电压幅值也相应比较大。

在雷雨天气情况下，并且还伴随有雷云电荷作用，此时特高压线路杆塔顶部、避雷线、以及线路附近的地面凸出物等都会对特高压线路产生向上迎面先导。

2024年交流特高压电网的雷电过电压防护交流特高压电网的雷电过电压及其防护可以分为线路和变电站两个方面。

线路的雷电过电压防护包括绕击和反击防护，变电站的雷电过电压防护包括直击雷和侵入波的防护。

1.特高压线路的雷电过电压防护由于特高压输电线路杆塔高度高，导线上工作电压幅值很大，比较容易从导线上产生向上先导，相当于导线向上伸出的导电棒，从而引起避雷线屏蔽性能变差。

这一点不但可从电气几何理论上得到解释，运行情况也提供了佐证。

前苏联的特高压架空输电线路运行期间内曾多次发生雷击跳闸，基本原因是在耐张转角塔处雷电绕击导线。

日本特高压架空输电线路在降压运行期间雷击跳闸率也很高，据分析是线路遭到侧面雷击引起了绝缘子闪络。

理论分析和运行情况均表明，特高压输电线路雷击跳闸的主要原因是避雷线屏蔽失效，雷电绕击导线造成的。

因此采用良好的避雷线屏蔽设计，是提高特高压输电线路耐雷性能的主要措施。

同时还应该考虑到特高压输电线路导线上工作电压对避雷线屏蔽的影响。

对于山区，因地形影响(山坡、峡谷)，避雷线的保护可能需要取负保护角。

2.特高压变电站的雷电过电压保护根据我国110～500千伏变电站多年来的运行经验，如果特高压变电站采用敝开式高压配电装置，可直接在变电站构架上安装避雷针或避雷线作为直击雷保护装置;如果采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS)，进出线套管需设直击雷保护装置，而GIS本身仅将其外壳接至变电站接地网即可。

与超高压变电站一样，特高压变电站电气设备也需考虑由架空输电线路传入的雷电侵入波过电压的保护，其根本措施在于在变电站内适当的位置设置避雷器。

由于限制线路上操作过电压的要求，在变电站出线断路器的线路侧和变压器回路均需要安装避雷器。

至于变电站母线上是否要安装避雷器，以及各避雷器距被保护设备的距离，则需通过数字仿真计算予以确定。

2024年交流特高压电网的雷电过电压防护（2）交流特高压电网的雷电过电压防护【引言】在现代社会中，电力作为一种重要的能源形式，对人们的生活和生产起着至关重要的作用。

特高压输电线路的防雷性能分析摘要：伴随输电线路电压等级的提高，在输电线路跳闸原因中，雷击原因的比例也相应提高。

与高压、超高压输电线路相比，特高压输电线路由于电压等级更高、杆塔更高、输送距离更远，引雷面积更大自然更容易遭受雷击。

因此研究探讨特高压输电线路综合防雷技术，对我国特高压电网的建设与发展有着重要的意义和作用。

本文对特高压输电线路的防雷性能分析进行了探讨。

关键词：特高压；输电线路；防雷性能；措施对于特高压输电线路而言，要想实现持续、稳定、安全运行，就不能寄希望于一种防雷技术，反而应当结合特高压输电线路位处不同地区的不同情况，有针对性地同时应用数种防雷技术来提升综合防雷水平，尽可能减少雷击跳闸发生几率，确保特高压输电线路的安全稳定运行。

1 高压线路的引雷特性1.1避雷线的引雷特性。

在空气中大面积雷云的电荷下行的激励下，距离大地表面较近的雷云电荷就会沿避雷线以及杆塔两侧聚集到档距中央的避雷线上。

因为两侧杆塔的高度要比档距中央的避雷线高出很多，雷云电荷下行先导就会很可能把两侧杆塔及档距中央的避雷线等多个部位上大地表面的雷云感应电荷激励出来，结果就使得在档距中央避雷线上雷云感应电荷积聚相对较少。

这也就说明了档距中央避雷线的引雷特性比起两侧的杆塔相对较弱，尤其是档距越大，档距中央避雷线的引雷特性越弱，故可设计档距中央避雷线的防雷保护角（α1）小于避雷针的防雷保护角，取α1 ≤25°。

1.2杆塔的引雷特性。

当杆塔顶部迎面先导之间的空气间隙与雷云电荷下行先导达到雷云电荷下行先导电位所能够接受的击穿值时，雷击杆塔的现象就会有可能发生。

由于沿杆塔积聚到杆塔顶部的雷云感应电荷占绝大部分，杆塔顶部的引雷特性最强，雷电的击杆率达80%～ 95%，故可设计杆塔顶部的防雷保护角（α2）与避雷针防雷保护角相等，取α2 ≤45°。

1.3导线的引雷特性。

架空输电线路的导线采用的绝缘方法是绝缘子串，导线与大地表面并没有电气连接，这样导线就没有办法收集大地表面的雷云感应电荷，所以在架空线路的导线上不具备上述利用大地表面的雷云感应电荷产生迎面先导的引雷特性。

超高压输电线路雷电绕击及防雷作者：燕列将董浩辉杨蒙来源：《环球市场》2017年第18期摘要：雷电是影响输电线路可靠性的首要因素，在我国，超高压输电线路雷击事故占线路总跳闸事故40%～70。

运行经验表明，对于500kV以下电压等级的输电线路，线路雷击事故以雷击杆塔及避雷线引起的反击为主；而对于500kV及以上的超高压、特高压输电线路，绕击是造成雷击跳闸的主要原因，因此，如何有效提高超高压输电线路的防绕击性能，对电力系统安全稳定运行具有非常重要的意义。

本文以超高压输电线路雷击故障为实例，分析超高压输电线路绕击的可能性，并结合目前的防雷措施，提出超高压输电线路切实可行的防绕击策略。

关键词：超高压；输电线路；防绕击架空输电线路的距离往往很长，通过各种复杂得地形和气候区域，终年暴露于自然环境中，极易受到各种恶劣天气条件下的影响，特别是被雷电击中的非常频繁。

避雷线是超高压输电线路最基本的防雷措施，具有以下特点：（1）防止雷电直接击中输电线；（2）雷电击中杆塔顶部时，对雷电流具有分流的作用，可以使流入杆塔的雷电流减少，并降低杆塔顶部的电位；（3）可以耦合输电线，减小雷电击中杆塔时塔头绝缘的电压；（4）可以屏蔽输电线，减小输电线上的感应过电压。

1 实际情况分析1.1 事故情况2015年6月13日，在某地的雷雨天气中，某地电网跳闸重合成功，我们测得一系列数据，在当日15：45-15：55，天瓶6709线周围一共测得15个落雷电，得出落雷数据，我们根据落雷的地点结合当地地势绘制了雷电分布图，经当地实时调查，我们发现天瓶6709线#13塔附近有将要发生故障的趋势。

1.2 数据计算当前在超高压输电线路绕击问题中，我们常用电气几何模型进行分析。

传统的电气几何模型相对理想化，并没有考虑其他因素对于模型中所需数据的影响。

研究发现，如果超高压线路杆塔高度较高，则先导对于地面、避雷针和电线的击距是不相同的。

随着雷电的强度增大，先导对于上述所说的三种物体击距都会呈不同程度的增大。

浅谈交流35kV输电线路反击耐雷性能雷击是一种很常见的自然灾害，对于电线线路有很大的影响。

当电线线路遇到雷击的时候，很容易造成线路跳闸停电事故，当雷电击到输电线路的时候，会沿着输电线路的传播，进而进入到变电所中，成为危害变电所运营安全的一个重要原因。

因此，在线路架设以及保护的过程中应该重视输电电路的雷击防护问题。

当前对110kV以上输电线路进行了很多研究，对于35kV的研究则相对少一些。

但是在我国的很多线路中，采用的都是35kV输电线路和中性点不接地的运行方式，而且没有架设避雷线，在使用过程中很容易出现安全隐患。

1 35kV输电线路反击耐雷特性计算方法1.1 反击耐雷水平的计算在我国很多35kV的输电线路中，Z型塔比较常见，如图1所示：如图1所示，对于我们日常生活中比较常见的Z型塔，一旦出现雷电现象时，一般都会首先击中杆塔的顶部，当雷电流达到了一定的数值，就会使得图1中的A相绝缘子出现闪络的情况，然后紧接着B相线路也会出现闪絡现象，因为A 相导线出现闪络现象之后会产生分流的作用，因此可以将其看作是避雷线。

如图2所示的等值电路可以计算出杆塔的电位大小，其中各个参数代表的含义不相同：Lt指的是杆塔的等值电感；Rg指的是杆塔的冲击接地电阻；it指的是流经杆塔入地的雷电流；Zc指的是杆塔两侧A相一档导线并联的等值波阻抗；iA指的是流经线路A相导线的电流。

一旦被雷电击中，各个部位的电阻大小是不相同的，一般说来，被雷击中的部位对地电阻比雷电通道的波阻抗相对要低一些，所以我们在计算电流以及电压的过程中就可以相对地忽略雷电通道波阻抗的影响，输电线路中的电流i可以看成是可以看成是从输电线路的杆塔顶端的A点注入的。

如果杆塔中的雷电流出现了斜角波形，其幅值为I，波头为πf，波头陡度为α。

因此就可以得到一个具体的计算雷电电流的公式：i=αt。

当杆塔出现雷击现象的时候，很多电流都会通过输电线路中被击中的杆塔进入到地面，一小部分会通过闪络的A相绝缘子、A 相导线等支路入地。