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涨知识架空输电线路防雷设备分类、使用原则及运维要求

1.设备分类

1.1架空地线

架设架空地线是高压、超高压线路防雷的基本措施，架设于输电线路杆塔顶端，其

保护原理是：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变，在架空地线顶端，

形成局部电场强度集中空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向架空地

线放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受

雷击。架空地线的材料一般是镀锌钢绞线，特殊情况下也用钢芯铝绞线或镁铝合金

绞线。架空地线在杆塔上的位置如下图所示。

图架空地线在杆塔上的位置

架空地线使雷云先导放电电场畸变的范围（即高度）是有限的。当雷电先导刚开始

形成时，架空地线不能影响它的发展路径，如下图(a)所示，只有当雷电先导通道发

展到离地面一定高度H（称为定向高度）时，架空地线才可能影响雷电先导的发展方

向，如下图(b)所示，使雷电先导通道沿着电场强度最大的方向击向架空地线。这个

雷电定向高度H与架空地线架设高度h有关，根据模拟实验，h≤30m，H≈20h；h30

m时，H≈600h。

1.2绝缘子

输电线路绝缘子（串）架设于输电线路与杆塔之间，主要承担电气绝缘和机械支撑

的作用，还要承受覆冰、风偏、舞动、地震等极端气候条件导致的极端机械负荷以

及雷电和操作引起的过电压。输电线路绝缘子（串）主要有盘形悬式玻璃绝缘子、

盘形悬式瓷绝缘子、棒形悬式复合绝缘子串等，如下图所示。当输电线路遭受雷击

时，若绝缘子串的绝缘性能足够强，则可以保证其不被击穿，确保输电线路与杆塔

之间的电气绝缘，从而保证输电线路的电气可靠性。

(a)盘形悬式玻璃绝缘子

(b)盘形悬式瓷绝缘

(c)棒形悬式复合绝缘子串

1.3接地装置

接地装置是指埋设于土壤中并与每基杆塔的架空地线及杆塔本体有电气连接的金属

装置，其作用是将雷电流引入大地并迅速扩散，以保护线路免遭过电压危害。当落

雷时，架空地线上将作用有很高的雷电压，由于架空地线通过每基杆塔的接地线和

接地体与大地相连，可迅速将雷电流在大地中扩散泄导，从而降低杆塔点位，保护

线路绝缘子不被击穿闪络。

接地装置主要包括接地引下线和接地体。接地引下线是连接架空地线、杆塔与接地

体的金属导线，常用材料为镀锌钢绞线。接地体是指埋入地面以下直接与大地接触

的金属导体，可分为自然接地体和人工接地体两种。自然接地体是指直接与大地接

触的金属构件、拉线和杆塔基础等；人工接地体是指专门敷设的金属导体。只有在

土壤电阻率较低（300Ω·m以下）的地区，自然接地体才有作用。在大多数情况下，

单纯依靠自然接地体是不能满足要求的，需要装设人工接地装置，即进行接地改

造，如下图所示。

图人工接地体

人工接地体分为水平接地体和垂直接地体两种。水平接地体一般采用圆钢或扁钢，

其长度和根数根据电阻值的要求确定，其埋深不小于0.8m。垂直接地体一般采用角

钢或钢管，垂直埋设于地下。接地装置的规格，既要满足热稳定的要求，又要耐受

一定年限的腐蚀，与接地引下线的连接应该牢固可靠。

1.4线路避雷器

线路避雷器通常是指安装于架空输电线路上用以保护线路绝缘子免遭雷击闪络的一

种避雷器。线路避雷器运行时与线路绝缘子并联，当线路遭受雷击时，能有效地防

止雷电直击和绕击输电线路所引起的故障。

线路避雷器的分类如下避雷器分类图所示。从间隙特征上讲，线路避雷器大体上分

为无间隙和有间隙避雷器两大类，有间隙避雷器又有外串间隙和内间隙之分，由于

产品制造和运行方面的综合原因，内间隙避雷器在线路上几乎不用，因此有间隙线

路避雷器通常是指外串联间隙避雷器。有间隙线路避雷器作为主流的线路避雷器，

又有两种主要形式，即纯空气间隙避雷器和绝缘子支撑间隙避雷器，如下图所示。

图线路避雷器分类

图带绝缘支撑件间隙线路避雷器

图不带绝缘支撑件纯空气间隙线路避雷器

图带脱离器的无间隙线路避雷器

无间隙线路避雷器主要用于限制雷电过电压及操作过电压；带外串联间隙线路避雷

器由复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙两部分构成，主要用于限制雷电过

电压及（或）部分操作过电压。近十几年来，国内外采用带外串联间隙金属氧化物

避雷器，大大提高了金属氧化物避雷器承