防雷计算方法及注意事项

（1）线路波阻抗Z_n、自然功率P_n。

式中 x、b——分别为线路正序电抗（Ω/km）、电纳（S/km，1/（Ω·km））；

L、C——分别为线路的正序电感（H/km）、电容（F/km）；

U——线路额定电压（kV）。

（2）线路绕击率P_a、P_a′

对平原线路

对山区线路

式中 a——避雷线对边导线的保护角（°）；

h_t——杆塔高度（m）。

（3）跳闸率

式中 N——跳闸率（次/100km·a）；

N_L——每年每100km的雷击次数；

η——建弧率；

g——击杆率，见表24-1；

P₁——超过雷击杆塔顶部时耐雷水平的雷电流概率（一般地区，，对陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区，，式中I、P分别为雷电流幅值及概率）；

P₂——超过雷绕击导线的耐雷水平的雷电流概率；

P_a——平原或山区的绕击率；

b——两根避雷线间的距离（m）；

h——地线（或导线）的平均高度（m），取悬挂点高度减去×弧垂。

表24-1 击杆率

（4）雷击导线的耐雷水平

式中 Z_n——波阻抗（Ω）；

U₅₀%——指绝缘子（或塔头空气间隙）的雷电冲击负极性闪络电压波的50%放电电压（kV）。

（5）感应过电压

1）雷击线路附近大地时，线路上的感应过电压计算在距电力线S＞65m处雷云对地放电时，在电力线的导线上产生的感应过电压最大值可按下式计算

式中 U_i——导线上感应过电压最大值（kV），只在极少情况下达到500～600kV；

I——雷电流幅值（kA）。在设计中一般计入雷击点自然电阻的作用，最大电流采用I≤100kA；

h_av——导线平均高度（m），取悬挂点高度减去×弧垂；

S——雷击点距线路的距离（m）。

如果线路上挂有地线，感应过电压U_ic按下式计算：

U_ic=U_i（1-k） （24-9）

式中 U_i——无地线时导线上的感应过电压，可按式（24-8）计算；

k——导线与地线间的耦合系数。

2）雷击杆塔时导线的感应过电压计算

当无地线时，对于一般高度的线路，导线上感应过电压的最大值（U_i）可按下式计算

U_i=ah_av （24-10）

式中 h_av——导线的平均高度（m）；

a——感应过电压系数，其值等于以kA/μs计的雷电流陡度值。规程建议取，I为雷电流（kA）。

当挂有地线时，由于地线的屏蔽作用，则导线上感应的过电压最大值（U_ic）为

式中 K₀——导线与地线间的几何耦合系数；

h_gv——地线的平均高度（m），其他符号同式（24-10）。

3）雷击档距中央避雷线，在档距l＞v²τ_t（m）时（v为波的传播相速，取225m/μs，τ_t为波头长度），雷击点的电压最大值（U）可按下式计算。

4）雷击架空线路导线产生的直击雷过电压最大值（U_s）可按下式计算。

U_s=100I （24-13）

雷直击导线形成的过电压易导致线路绝缘闪络。假设避雷线可有效减少雷直击导线的概率。因雷击架空线路避雷线、杆顶形成作用于线路绝缘的雷电反击过电压，与雷电系数、杆塔型式、高度和接地电阻等有关。

宜适当选取杆塔的接地电阻，以减少雷电反击过电压的危害。

（6）导线和避雷线间的耦合系数k

k=k₁k₀ （24-14）(www.xing528.com)

式中 k₀——导线和避雷线间的几何耦合系数，见式（24-15）；

k₁——电晕效应校正系数，见表24-2。

表24-2 雷击塔顶时的电晕效应校正系数（k₁）

式中 r₁——地线的半径；

h₁——地线的平均高度；

d₁₂——地线与导线间的距离；

d₁′₂——地线与导线镜像间的距离。

Z₁₁——地线的自波阻抗，；

Z₂₁——导地线的互波阻抗，（d₂₁为导地线间的距离，d₂₁′为导线与地线的

镜像间的距离）。

对多根平行线（见图24-1），线1、2共同对线3的几何耦合系数为

式中 r₁——导线的半径；

h₁——导线1的高度；

Z₁₁——导线1的自波阻抗，；

Z₁₃——导线1、3间的互波阻抗，；

d₁₃——导线1、3间的距离；

d₁₃′——导线1与导线3的镜像3′间的距离。

（7）在海拔高度1000m以下地区，操作过电压和雷电过电压要求的悬垂绝缘子串的最少片数，应符合表24-3的规定。耐张绝缘子串的片数应在表24-3的基础上增加，对110～330kV输电线路应增加1片，对500kV输电线路应增加2片，对750kV输电线路不需增加片数。

（8）在海拔不超过1000m的地区，在相应风偏条件下，带电部分与杆塔构件（包括拉线、脚钉等）的最小间隙应符合表24-4和表24-5的规定。

图24-1 多根平行线及其镜像

表24-3 操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少绝缘子片数

注：全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m，应比表24-3增加1片相当于高度为146mm的绝缘子，全高超过100m的杆塔，绝缘子片应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大；750kV杆全高超过40m时，可根据实际情况进行验算，确定是否需要增加绝缘子片数和间隙。

表24-4 110～500kV带电部分与杆塔构件（包括拉线、脚钉等）的最小间隙 （单位：m）

表24-5 750kV带电部分与杆塔构件（包括拉线、脚钉等）的最小间隙 （单位：m）

注：1.按运行电压情况校验间隙时风速采用基本风速修正至相应导线平均高度处的值及相应气温。

2.当因高海拔而需增加绝缘子数量时，雷电过电压最小间隙也应相应增大。

3.500kV空气间隙栏，左侧数据适合于海拔不超过500m地区；右侧是用于超过500m但不超过1000m的地区。

（9）在海拔高度1000m以下地区，带电作业时，带电部分对杆塔与接地部分的校验间隙应符合表24-6的规定。

表24-6 带电部分对杆塔与接地部分的校验间隙

注：1.对操作人员需要停留的部位，还应考虑人体活动范围0.5m。

2.校验带电作业的间隙时，应采用下列计算条件：气温15℃，风速10m/s。

（10）海拔高度不超过1000m的地区，在塔头结构布置时，相间操作过电压相间最小间隙和档距中考虑导线风偏工频电压和操作过电压相间最小间隙，宜符合表24-7的规定。

表24-7 工频电压和操作过电压相间最小间隙 （单位：m）

① 表示操作过电压相间最小间隙为单回路紧凑型模拟塔头试验值。

（11）在轻、中污区复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘形绝缘子；在重污区其爬电距离不应小于盘型绝缘子最小要求值的且不应小于2.8cm/kV；用于220kV及以上输电线路复合绝缘子两端都应加均压环，其有效绝缘长度需满足雷电过电压的要求。

（12）高海拔地区悬垂绝缘子的片数，宜按下式计算：

式中 n_H——高海拔地区每联绝缘子所需片数；

n——海拔1000m时每联绝缘子所需片数；

H——海拔高度（m）；

m₁——特征指数，它反映气压对于污闪电压的影响程序，由试验确定。

（13）钢筋混凝土杆的铁横担、地线支架、爬梯等铁附件与接地引下线应有可靠的电气连接，并应符合下列规定：

1）利用钢筋兼作地引下线的钢筋混凝土电杆，其钢筋与接地螺母、铁横担或地线支架间应有可靠电气连接。

2）外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线，其截面应按热稳定要求选取，且不应小于25mm²。

3）接地体引出线的截面不应小于50mm²并应进行热稳定验算，引出线表面应进行有效的防腐处理。