35kV架空线路防雷保护技术措施培训

35kV架空线路防雷保护技术措施培训CONTENTS目录0135kV架空线路防雷概述02雷电危害类型与机理分析03防雷保护技术措施详解04新建线路防雷设计要点CONTENTS目录05运行线路防雷改造技术06防雷措施效果分析与案例07防雷装置运行维护与管理0135kV架空线路防雷概述35kV架空线路的重要性与防雷必要性

35kV架空线路的电网地位35kV架空线路是电力系统中的主要输电线路，广泛分布于城市近郊及农村供电网，承担着重要的电能输送任务，是连接发电厂、变电站与用户的关键环节。

雷击对35kV线路的主要危害雷击可导致绝缘子闪络、破裂、击穿，导线断线，甚至引发线路跳闸或故障停运，造成长时间供电中断，还可能使雷电进行波侵入变电站，威胁电气设备绝缘安全。

35kV线路防雷的紧迫性南方地区雷雨季节长、雷电日多，35kV架空线路因无全线架设避雷线、绝缘水平较低等因素，遭受雷击概率高，雷击跳闸率占总跳闸次数的70%~80%，严重影响供电可靠性，亟需采取有效防雷措施。雷害事故的危害与影响线路设备直接损坏

雷击可导致绝缘子破裂、击穿，导线断线等事故，造成线路较长时间的供电中断。例如，直击雷过电压轻则引起线路绝缘子闪络，重则导致绝缘子破裂、断线。变电站设备安全威胁

雷电进行波沿线路入侵到变电站，会造成避雷器爆炸、变压器绝缘损坏等事故，严重威胁电气设备的绝缘，甚至造成设备烧毁，直接影响变电站的安全运行。供电可靠性降低

南方雷雨季节长、雷电日多，35kV架空线路雷击跳闸率较高，经常发生电网事故，严重影响电网的供电可靠性，给用户正常生产生活带来不便。经济损失显著

雷害事故导致线路跳闸或故障停运，不仅增加线路及开关设备的维修工作量，还会因停电造成经济损失，尤其对工业用户影响较大。防雷保护的基本原则01控制雷电能量释放与转换防雷的核心原则是提供雷电（含雷电电磁脉冲辐射）向大地泄放的合理低阻抗路径，而非让其随机选择放电通道，从而有效控制雷电能量的释放与转换过程。02防绕击原则线路绕击耐雷水平远低于反击耐雷水平，最有效保护是采用由地线、杆塔和大地构成的屏蔽系统，增强屏蔽体引雷能力可有效防止绕击跳闸事故。03防反击原则避雷线或塔顶落雷后，雷电流沿避雷线入杆塔，杆塔及接地引下线电感和接地电阻压降可能导致塔顶电位反击导线。降低杆塔接地电阻是防止反击最有效方法，辅以加强绝缘、加装耦合地线增大耦合系数等措施。04防止雷击闪络后建立工频短路电弧加强线路绝缘可减少绝缘子串上的工频电场，降低建立稳定工频电弧的概率，从而抑制绝缘子串闪络后工频短路电弧的建立。05保证线路不间断供电送电线路雷击闪络或短路多为瞬时性故障，跳闸后电弧自行熄灭，绝缘子电气强度可恢复。广泛采用自动重合闸装置，能在故障后重新合闸恢复供电，对提高供电可靠性意义重大。02雷电危害类型与机理分析直击雷过电压及其影响

直击雷过电压的形成雷直接击于导线上，产生直击雷过电压。导线上产生大量电荷以光速向两侧传播形成雷电进行波，其幅值可达极高水平，对线路绝缘构成严重威胁。

对线路绝缘的危害轻则引起线路绝缘子闪络，导致线路单相接地或跳闸；重则造成绝缘子破裂、击穿、断线等事故，造成线路较长时间的供电中断，影响供电可靠性。

对变电站设备的威胁雷电进行波沿线路入侵到变电站，会威胁电气设备的绝缘，可能造成避雷器爆炸、主变压器绝缘损坏等事故，直接影响变电站的安全运行。

与雷电流幅值的关系直击雷过电压的大小与雷电流幅值密切相关。当雷击导线时，绝缘子串闪络的雷电流幅值较低，据统计超过3.5kA的雷电流概率达91%，易导致绝缘闪络。感应雷过电压产生机理电磁感应与静电感应双重作用当雷击线路附近地面或接地物体时，在雷击通道周围产生强大瞬变电磁场，输电线路因电磁感应产生电动势；同时雷云电荷使线路感应出相反电荷，形成静电感应过电压，二者共同作用导致感应雷过电压。过电压幅值计算模型根据规程，当雷击点与线路距离S>65m时，感应雷过电压最大值Ug=25ILhd/S，其中IL为雷电流幅值(kA)，hd为导线平均高度(m)，S为雷击点与线路距离(m)。典型场景下，雷电流100kA、导线高度12m、距离65m时，Ug可达461.5kV。对35kV线路的绝缘威胁35kV线路通常采用3-4片绝缘子，冲击闪络电压约353kV，而感应雷过电压易超过此值，导致绝缘子闪络。统计显示，感应雷占35kV线路雷击事故的80%以上，尤其在多雷区平原地带更为突出。反击与绕击的形成原因

反击的形成机制雷击避雷线或塔顶后，雷电流沿杆塔和接地装置泄放，因杆塔电感和接地电阻产生压降，导致塔顶电位升高，当超过绝缘子串闪络电压时，形成对导线的反击放电。

绕击的形成机制避雷线保护角过大或杆塔高度增加，导致雷电绕过避雷线直接击中导线；山区地形、强侧风等因素也会使雷电击距增大，增加绕击概率，其耐雷水平远低于反击耐雷水平。

关键影响因素对比反击主要与杆塔接地电阻（如接地电阻大易引发反击）、杆塔高度相关；绕击则与保护角（规范要求≤20°-30°）、地形地貌（山区绕击率高于平原）及雷电流幅值密切相关。雷电进行波的传播特性雷电进行波的形成机制当线路遭受直击雷或感应雷过电压时，导线上会产生大量电荷，这些电荷以接近光速（约30万公里/秒）向导线两侧传播，形成雷电进行波。雷电进行波的传播速度雷电进行波在架空线路中的传播速度约为光速的2/3，即约20万公里/秒，其传播速度受线路波阻抗等因素影响。雷电进行波的危害途径雷电进行波沿线路侵入变电站，会造成避雷器爆炸、变压器绝缘损坏等事故，若遇断口处反射叠加，可能导致设备烧毁，严重威胁变电站安全运行。03防雷保护技术措施详解避雷线的选择与架设规范

01避雷线选型标准根据66kV及以下架空电力线路设计规范（GB50061-2010），避雷线截面与导线截面需匹配：LGJ-35-70导线配GJ-25钢绞线，LGJ-95-185导线配GJ-35钢绞线，LGJ-185以上导线配GJ-50钢绞线。

02架设范围与保护角要求规程规定35kV线路应在变电站进出线段架设1-2km避雷线，重要区域可全线架设。保护角应控制在20°-30°，水泥双杆避雷线悬点高度3.25m-4m，铁塔为5.7m。

03架设施工技术要点紧放线时需根据现场气温参照弧垂曲线，观测档距与代表档距不等时需按公式fC=fD（LC/LD）²折算。钢芯铝导线采用降温-15℃补偿初伸长，钢绞线降温-10℃。

04与接地系统配合要求带避雷线杆塔需可靠接地，接地装置采用φ10圆钢方环加辐射布置，埋深≥0.7m。雷雨季节前需测试接地电阻，采用ZC-8型测量仪，确保冲击接地电阻符合设计值。降低杆塔接地电阻的有效方法优化接地网结构将原单根约100m圆钢接地线，替换为4根长约30m圆钢焊接成的放射状接地网，可将接地电阻从30Ω左右降低到5Ω以下，投入成本低且效果显著。使用降阻剂与改善土壤在接地极附近施加降阻剂，或外引接地线至附近池塘、河流装设水下接地网，能有效降低高土壤电阻率地区的接地电阻，提升雷电流泄放能力。采用“面对面”接地方式将横担接地点从抱箍处改为上下层导线横担面直接与接地引下线连接，减少过渡电阻，提高接地可靠性，确保雷电流顺畅泄入大地。定期检测与维护雷雨季节前使用ZC8型接地测量仪测试杆塔接地电阻，对接地网除锈补焊、更换腐蚀部件，保证接地系统长期有效，避免因锈蚀导致接地电阻升高。线路型避雷器的选型与安装氧化锌避雷器的核心优势氧化锌避雷器具有响应特性好、无续流、通流容量大、残压低、抑制过电压能力强、耐污秽、抗老化、不受海拔约束、结构简单、无间隙、密封严、寿命长等优点，是35kV架空线路防雷的理想选择。关键选型参数要求应根据线路电压等级（35kV）、雷电流通流容量（如≥200kA）、残压水平、绝缘电阻（如≥10GΩ/2.5kV）等参数进行选型，确保与线路绝缘水平和运行条件相匹配。推荐安装位置与场景多雷区且历年雷击跳闸率高的输电线路杆塔；新建或已建线路中接地电阻难以达到技术要求且有遭受雷击可能的杆塔；经常遭雷击但供电可靠性要求不是特别高的线路。安装数量与相别选择根据杆型结构决定安装数量，上字型三角排列直线杆塔，中相绝缘较低可优先安装；导线等边三角形排列时，上相需安装避雷器。一般在易击杆塔的易击相安装。加强线路绝缘水平的措施

增加绝缘子片数在原有杆塔结构基础上，对雷击事故多发路段，可增加1-2片绝缘子。例如将3片XP-7型悬式绝缘子增至4片，能有效提高线路的冲击闪络电压，减少感应雷和直击雷导致的闪络风险。

选用优质绝缘子类型推荐使用免维护的35kV硅胶绝缘子串或防污型合成绝缘子、玻璃绝缘子，其具有优良的耐老化、抗污秽性能，可避免零值绝缘子存在导致的绝缘下降问题，确保绝缘强度。

采用不平衡绝缘配置对于上字型三角排列的直线杆塔，中相安装3片绝缘子，两边相安装4片绝缘子，形成绝缘差异。当遭受雷击时，中相先闪络接地，增加对边相的耦合保护，防止两相闪络形成短路跳闸。

增大空气间隙与爬距通过改换大爬距绝缘子、调整杆塔头空气间距等方式，提升线路绝缘裕度。在设计中需确保导线弧垂满足对地安全距离要求，同时兼顾绝缘性能与机械强度。自动重合闸装置的应用

自动重合闸的作用原理在线路因雷击跳闸后，自动重合闸装置能在1.5秒内重新自动合闸一次。若为瞬时性故障，电弧熄灭后绝缘恢复，重合可成功恢复供电；若为永久性故障，则不再重合。

适用场景与优势适用于35kV架空线路，尤其在多雷区效果显著。运行经验表明，雷击造成的闪络多为瞬时性故障，重合成功率接近100%，能有效缩短停电时间，提高供电可靠性。

与其他防雷措施的协同作为防雷保护的补救措施，需与降低接地电阻、架设避雷线等措施配合使用。例如某35kV铜矿线加装自动重合闸后，雷击跳闸事故的恢复供电效率大幅提升。耦合地线的架设与作用

耦合地线的架设位置与方式耦合地线通常在导线附近或下方加挂架空地线，需确保与导线保持规定安全距离，在雷电活动集中的易击区域、重要跨越地段优先架设。

提升分流与耦合效果通过架设耦合地线，可增加雷电流的分流路径，同时提高避雷线对导线的耦合系数，有效降低杆塔绝缘上可能承受的过电压。

降低反击风险与耐雷水平在接地电阻较高的地段，耦合地线能显著增强线路的防雷性能，与降低接地电阻措施配合使用，可大幅提升线路的反击耐雷水平。04新建线路防雷设计要点避雷线配置与保护角设计避雷线选型标准根据66kV及以下架空电力线路设计规范（GB50061-2010），避雷线截面与导线截面需匹配：LGJ-35-70导线配GJ-25钢绞线，LGJ-95-185导线配GJ-35钢绞线，LGJ-185以上导线配GJ-50钢绞线。避雷线架设要求规程规定35kV线路应在变电站进出线段架设1-2km避雷线，资金允许时建议全线架设。如某地区相坡线、王坡线全线补设避雷线后，四年内仅发生1起绕击事故。保护角设计规范保护角α=tg-1S/h（S为避雷线与导线水平距离，h为垂直距离），水泥双杆取20°-30°，单根避雷线铁塔保护角需满足相关设计要求，以确保对导线的有效屏蔽。杆型与避雷线配合带避雷线杆塔应选用定型杆型，水泥双杆避雷线悬点高度3.25m-4m（双根避雷线），铁塔悬点高度5.7m（单根避雷线），确保档距中央导线与避雷线距离s1≥0.012l+1（l为档距长度）。杆塔接地系统设计规范

接地电阻值要求雷雨季节前，需使用ZC—8型接地测量仪测试杆塔基础土壤电阻率ρ后确定接地电阻R值。通常要求降低杆塔接地电阻，以提高线路耐雷水平，如某些情况下要求将接地电阻从30Ω左右降低到5Ω以下。

接地装置材料与结构杆塔的接地装置可用φ-10圆钢采用方环型另加辐射方式布置，埋深不小于0.7m。水泥杆避雷线接地引下线一般用GJ-35平方钢绞线与接地装置相连，不可用预应力水泥杆内的配筋作为接地引下线，设计允许的留有接地孔螺栓的水泥杆非预应力配筋可作为接地引下线。

降阻措施实际工程中可采用减小接地线过渡电阻、接地网除锈补焊、使用降阻剂等方法；接地点采用面对面接地以提高接地可靠性；改变接地线结构，如将原单根约100m的圆钢接地线替换为由4根长约30m的圆钢焊接成放射状接地网，可大幅降低接地电阻。绝缘配合与绝缘子选型

线路绝缘水平提升原则35kV系统为中性点不接地系统，雷击多引发单相闪络，避免两相闪络即可防止跳闸。通过增加绝缘子片数、采用复合绝缘子等方式提升绝缘水平，可有效降低工频电弧建立概率。

绝缘子片数配置标准常规直线杆塔中相采用3片XP-7型悬式绝缘子，两边相采用4片，形成不平衡绝缘配置。改造线路可将3片绝缘子增至4片，但受杆塔尺寸及经济性限制，一般不超过此范围。

绝缘子选型与质量管控推荐选用免维护35kV硅胶绝缘子串，其耐污、抗老化性能优异。运行中需定期检测零值绝缘子，及时更换破损、击穿产品，确保绝缘串完好性。

特殊地段绝缘加强措施在多雷区、高海拔及污秽地区，可采用大爬距绝缘子或合成绝缘子，增大杆塔头空气间隙，提升线路整体绝缘裕度，适应复杂环境下的防雷需求。05运行线路防雷改造技术接地网改造与降阻措施

优化接地体结构设计将原单根约100m圆钢接地线，改造为4根长约30m圆钢焊接成的放射状接地网，可使接地电阻从30Ω左右降低到5Ω以下，投入成本低且效果显著。

应用降阻材料与工艺采用降阻剂、减小接地线过渡电阻、对接地网进行除锈补焊等措施，能有效降低接地电阻，提升雷电流泄放能力，是高土壤电阻率地区的重要降阻手段。

改进接地连接方式将传统的点对面接地改为面对面接地，即上下层导线横担面与接地引下线直接联接，提高接地可靠性，减少接触电阻，确保雷电流顺畅泄放。

因地制宜的敷设策略在地势多变、土壤电阻率差异大的区域，向低土壤电阻率方向延长接地网；在条件允许时，外引接地线至附近池塘或河流下装设水下接地网，针对性降低接地电阻。不平衡绝缘方式的应用不平衡绝缘的原理与优势35kV系统为中性点不接地系统，雷击多引发单相闪络接地，仅两相闪络才导致跳闸。通过人为制造绝缘子片数差异，使中相绝缘低于边相，可控制闪络为单相，避免发展为相间短路。典型配置方案无避雷线的上字型三角排列直线杆塔，中相采用3片XP-7型悬式绝缘子，两边相采用4片XP-7型绝缘子，形成绝缘水平差异。防雷作用机制雷击时中相先闪络放电接地，相当于增加一条接地线，增强对边相的耦合作用，抑制边相绝缘闪络，从而避免线路开关跳闸，提高供电可靠性。绝缘子选型建议优先选用免维护的35kV硅胶绝缘子串，确保绝缘性能稳定；定期检测并更换零值、破损绝缘子，杜绝因绝缘缺陷影响防雷效果。雷电易击段防雷强化方案

多雷区杆塔避雷器配置在历年雷击跳闸率高的输电线路杆塔，优先安装氧化锌避雷器。其响应特性好、无续流、通流容量大，保护范围约200米，可有效抑制过电压，减少绝缘子闪络风险。

高土壤电阻率区域降阻措施对新建或已建线路中接地电阻难以达标的杆塔，采用放射状接地网（4根30m圆钢）、降阻剂及面对面接地方式，可将接地电阻从30Ω降至5Ω以下，提升雷电流泄放能力。

易击区域架空避雷线增设在雷电活动集中的易击区域、重要跨越及人口稠密区，增设架空避雷线，保护角控制在16.5°以内，并与降低接地电阻措施配合，可显著降低直击雷和绕击风险。

绝缘薄弱环节差异化改造对绝缘子损坏、零值绝缘子等薄弱环节，将3片XP-7型悬式绝缘子更换为4片，并采用不平衡绝缘方式（中相3片、边相4片），利用绝缘差异减少两相闪络概率。06防雷措施效果分析与案例不同防雷措施的跳闸率对比

未采取防雷措施的跳闸率35kV线路未采取防雷措施时，由于无避雷线、绝缘水平低、接地电阻高等因素，雷击跳闸率较高，尤其在多雷区，直击雷和反击雷导致的跳闸事故频繁。

单一防雷措施的跳闸率改善单独降低接地电阻可使反击跳闸率下降；仅架设避雷线在平原地区效果较好，但山区易受绕击影响；安装线路型避雷器能有效降低特定杆塔的雷击跳闸风险，但保护范围有限。

综合防雷措施的跳闸率优化采取降低接地电阻+架设避雷线+安装避雷器的综合措施后，35kV线路雷击跳闸率大幅下降，改造后的线路较未改造线路跳闸率显著降低，供电可靠性明显提升。典型线路防雷改造案例分析

丘陵地区线路综合改造（刘田庄-下寨线）原线路单杆单避雷线，坡顶杆塔多，年均雷暴日39.6天，改造后采用双杆双避雷线，结合降低接地电阻至5Ω以下，加装氧化锌避雷器，雷击跳闸率下降60%以上。

多雷山区线路改造（相坡线、王坡线）原仅进线段架设1.5km避雷线，年雷击跳闸多次，2005年底全线补设避雷线后，四年内仅发生1起绕击事故（山顶24#塔），防雷效果显著。

高土壤电阻率地区改造采用放射状接地网（4根30m圆钢替代100m单根圆钢）、降阻剂及面对面接地技术，接地电阻从30Ω降至5Ω以下，配合安装线路型避雷器，反击跳闸率降低58%。

绝缘水平提升改造将3片XP-7绝缘子更换为4片，采用不平衡绝缘方式（中相3片、边相4片），利用硅胶绝缘子串，减少两相闪络概率，某地区改造后单相接地故障自愈率提升至75%。综合防雷措施的经济效益评估

防雷改造投入与跳闸损失对比未改造35kV线路雷击跳闸率高，每次跳闸导致设备维修、电量损失等直接经济损失可达数万元；通过防雷综合治理（如降低接地电阻、安装避雷器等），初期投入虽有增加，但可大幅降低跳闸次数，长期经济效益显著。

不同防雷措施的成本效益分析全线架设避雷线成本较高，但防雷效果显著，适用于重要线路；安装线路型避雷器单价较高，但保护范围大，在多雷区、接地电阻难降低地段性价比突出；降低接地电阻措施投入相对较低，是提升耐雷水平的基础性措施。

防雷改造后的综合效益体现经防雷改造的线路，雷击跳闸率大幅下降，减少了停电时间，提高了供电可靠性，保障了用户正常生产生活，间接创造了经济价值；同时降低了线路设备的维修成本和运维工作量。07防雷装置运行维护与管理防雷装置定期检测要求检测周期规定重要工程应在每年雷雨季节以前作定期检查；一般性工程应每隔两三年在雷雨季节以前作一次定期检查，必要时进行临时性检查。接地电阻测量要求暗装防雷网或利用混凝土柱子钢筋作为引下线的工程，每隔五至六年需测量接地电阻。雷雨季节前，使用ZC-8型接地测量仪测试杆塔基础工频接地电阻值。避雷器检查项目检查避雷器瓷套、法兰有无裂纹破损及放电现象，内部有无放电声，引出线是否完整，接头是否牢固，放电计数器是否动作。接闪器与引下线检查检查避雷针有无摇晃摆动，接地是否可靠；明设引下线有无锈蚀或机械损伤折断，距地2m段绝缘保护处理是否完好，卡子接触是否良好。接地装置检查内容检查接地装置周围土壤有无沉陷，有无因挖土方、敷设管线或种植树木挖断接地装置，接地扁钢连接是