特高压交流线路的防雷措施

为保证特高压线路的安全运行，应结合线路的实际情况，从雷击跳闸的原因入手，因地制宜、有针对性地采取相应的防雷措施。

运行经验及仿真计算均表明，雷害是造成特高压交流输电线路跳闸主要原因，而绕击又是造成特高压线路雷击跳闸的主要原因。因此，提高防绕击性能是提高特高压线路防雷性能的关键所在。

8.1.4.1　减小避雷线保护角

降低特高压线路的绕击跳闸率最有效措施是降低避雷线保护角，特别是山区线路。

避雷线保护角的选取不应“一刀切”，应根据线路沿线地形、杆塔塔型以及雷电活动强度等因素作出决定。针对中国特高压交流线路的典型塔型（见图8-15），在不同地面倾角条件下，分别绘制了线路绕击跳闸率随避雷线保护角变化曲线，见图8-21。

图8-21　特高压典型塔型线路在不同地形与保护角下的绕击跳闸率

GB/Z24842-2009规程粗略给出了特高压交流线路地线保护角要求值，且对地形条件未做定量规定，考虑到在实际工程中，平原地形对应的地面倾角一般取为0°～10°，丘陵地形一般对应于10°～20°，山区地形一般对应于20°～30°。本书在单回绕击跳闸率不高于限值0.1次/（100km·a）的条件下，经计算提出避雷线保护角α：

（1）猫头塔在平原地区α≤0°；丘陵地区α≤-10°，山区α≤-20°；

（2）酒杯塔在平原地区α≤5°，丘陵地区α≤-5°，山区α≤-20°；

（3）鼓形塔在平原地区α≤5°，丘陵地区α≤-5°，山区α≤-15°。

（4）对于地面倾角更大的山区以及雷电活动强烈地区，可根据工程实际条件采取进一步减小保护角，增加避雷线以及耦合线等措施降低线路雷击跳闸率。

8.1.4.2　优化杆塔设计及侧向避雷针的应用(www.xing528.com)

苏联特高压线路运行经验都表明，绕击跳闸多发生在转角、耐张杆塔处。因此，应特别重视、改善转角塔和耐张塔的防雷设计，使其具有合理的负保护角。在杆塔设计时，还宜尽量降低塔高，这对防绕、反击均是有利的。

对于特高压线路转角塔，为进一步提高其防绕击性能，建议在杆塔横担上安装线路型侧向避雷针。文献[16]表明，侧向避雷针对于高杆塔线路防绕击具有显著的防护效果。侧向避雷针可引导雷电先导朝向避雷针尖端发展，将雷电绕击转化为反击，从而降低线路的绕击率。特别是对于特高压线路，反击耐雷水平很高，不会因安装侧向避雷针而使得跳闸率上升。

浙江、江西等地的线路运行经验表明，安装侧向避雷针可较有效降低线路的绕击跳闸率，提高线路的防雷性能。侧向避雷针对杆塔两侧导线的保护范围均约25～30m（侧向针针长3m）。并且转角塔绕击多发生于杆塔附近线路处（约杆塔两侧各30m），因此，侧向避雷针对防绕击有较好效果。

侧向避雷针不仅可有效降低杆塔附近线路的绕击跳闸率，并且还具有经济耐用、便于安装维护等优点，其在特高压交流线路中的防雷效果将在第8.1.5小节进行详细分析。

8.1.4.3　大跨越段的雷电防护措施

为优化特高压线路大跨越段的防雷性能，跨越段宜采用多档距、低高度杆塔布置的跨越形式，而具体的防雷保护方案则应针对每个档距分别进行。

为降低大跨越段的雷击跳闸率具体建议如下：为降低绕击跳闸率，建议避雷线保护角宜小于-5°；为保证反击耐雷性能，建议杆塔接地电阻不大于15Ω；为进一步提高防雷可靠性，大跨越段在必要时也可以考虑安装线路避雷器。

关于大跨越段的绝缘水平（绝缘子片数），不宜再按照规程规定“高度超过40m的杆塔，每增加10m增加1片结构高度146mm绝缘子”的要求，而应通过雷电过电压的仿真计算加以确定。

8.1.4.4　其他措施

（1）合理选择线路路径地面坡度（即地面倾角）对架空输电线路的绕击跳闸率影响很大，因此，应尽量避免在坡度较大的地点架设线路。另由日本特高压线路运行经验也可知，中国特高压线路应尽量避免在地面倾角较大的山区架线。

（2）降低杆塔接地电阻

特高压线路反击耐雷水平很高，一般无需采取专门的防反击措施。但为保险起见，也不能完全忽视杆塔接地电阻的影响。特高压架空输电线路杆塔埋在地中的塔腿和基础尺寸较大，散流较好，接地电阻较易控制在目标范围内。根据8.1.3节计算结果可知，杆塔接地电阻宜尽量小于15Ω。对于土壤电阻率较高的山区，如杆塔接地电阻不能达到要求值，可采取以下措施：外引接地装置、深埋接地极、填充电阻率较低的物质（如土、降阻剂）、爆破接地等。

另外，参考中国高压、超高压线路的运行经验，在特高压线路的易击点或易击段，防绕击还可采用如安装线路型避雷器、旁置（或旁路）地线（应注意合理确定其架设位置和高度）等措施。