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摘要：在我国每年的110KV～500KV输电线路发生的跳闸事故中，由于雷击导致的跳闸事故占到了40%到70%，对电力网络的正常运行和稳定造成了严重的威胁。在这篇文章，我们就将对在防雷计算中所要涉及的几个问题（耐雷水平、绕击、雷击跳闸率）重点分析，为提高输电线路的防雷性能提供帮助。
关键字：输电线路；耐雷水平；绕击；雷击跳闸率
通过统计计算，在我国每年的110KV～500KV输电线路跳闸中，由于雷击导致的跳闸事故占到了40%到70%，对电力网络的正常运行和稳定性造成了严重的威胁。所以在输电线路的运行维护过程中，防雷显得非常重要，在这里，我们就对在防雷计算中所要涉及的几个问题重点分析。在输电线路的防雷计算中，主要涉及这么几个问题，耐雷水平、绕击、雷击跳闸率。其中衡量线路防雷性能的优劣主要是以耐雷水平和线路雷击跳闸率来作为重要指标。
一.耐雷水平
耐雷水平是指在雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值。低于耐雷水平的雷电流雷击于输电线路时不会引起闪络，反之则会引起闪络，当绝缘子发生闪络冲击时，由于闪络时间很短并不会引起线路跳闸，但如果在雷电消失后由于工作电压产生的工频短路电流电弧持续存在就会引发断路器跳闸。雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素，深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。根据以往研究我们知道，被雷击的杆塔顶部其导线按三角形或者垂直排列时，耦合系数最小的下导线的耐雷水平是最高的；而距离避雷线最近，耦合系数最大的上导线耐雷水平最低。上、下导线的耐雷水平相差最大可以达到百分之十四左右，因而上导线最容易易遭到雷电反击。这不同于“距避雷线最远的导线一般较容易易发生反击”的老旧观点。由此可见在导线按非水平排列的输电线路中，对其雷击杆塔顶部的耐雷水平计算时，应以其上导线的计算结果为准。
二.绕击
所谓绕击是指避雷线对线路的防雷作用并不是绝对的，我们把雷绕过避雷线而直接击到导线上的现象叫绕击。而反击又被称为逆闪络，当雷击避雷线或杆塔顶部时，如接地电阻值很大，则杆塔顶部的电位就可能比导线的电位高很多，由这个电压引起的绝缘子串闪络称为反击。在目前，绕击的计算主要是通过击距法和经验法这两种方法，其中击距法的理论认为：雷云在向地面发展的过程中，其先导放电通道的头部在到被击物体的闪击距离（即击距）之前，并不能确定击中点，击中点是由放电通道先到达哪个物体的击距之内来决定的，通道向击距内最近的物体放电，先导对避雷线路、杆塔、高压导线和地面的击距是相等的。依此在输电线路的避雷线及导线周围的空间可以划分为三个区域，先通过构画电气几何模型，再利用布朗等人研究得出的击距计算公式：R=，其中参数IL代表雷电流，且已知导线的临界击距公式是：Rm=，其中 代表避雷线对地的平均距离，α代表保护角。
若通过计算得R>Rm ，则代表无雷击导线，绕击率为零，埃里克森将吸引距离的理论代入上述模型得到了吸引半径的计算公式：r=0.67h0.6IL0.74，公式中的h代表结构物的高度，并且他认为，当保护角α小于某一值时，导线的捕雷面将被避雷线的捕雷面所完全覆盖，不会发生雷电绕击导线，此时保护角被称为临界保护角，其计算公式为：αm=arctan（x/（hg-hc）），公式中的x=，其中分别代表当雷电流等于绕击耐雷水平时，避雷线和导线的吸引半径。通过一系列的计算，我们得到结论：
（1）.110KV～500KV的线路的临界电流小于其绕击耐雷水平，该电流即使绕击于导线的绝缘子也不会发生闪络，当雷电流大于或等于绕击耐雷水平时，因为R> ，所以不会发生绕击。
（2）.220KV及500KV等级的线路其实际的α<αm，而110KV的线路，其α=αm，所以110KV～500KV电压等级的输电线路基本不会发生绕击。
再通过经验法的计算我们得到结论，在110KV和500KV电压等级的线路故障跳闸中，由于绕击而导致的跳闸分别占总跳闸数的2%和13%。
通过这两种算法我们可以看到，这两种算法并不能证明雷击跳闸的主要原因是由于绕击。
三.雷击跳闸率
雷击跳闸率是指架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数，他是衡量线路耐压性能的综合指标，所以在防雷设计中如何降低雷击跳闸率是非常重要的工作。在中性的直接接地的电力系统中，在雷击杆塔的顶部或者绕击导线时，只要雷电流大于相应的耐雷水平，在线路绝缘子串发生闪络后能够建立稳定的工频电流，该输电线路将发生跳闸。所以在计算跳闸率时，最恰当的应该是在三相导线中选取雷击杆塔顶部时耐雷水平最低的相线和保护角最大的相线作为组合（二者不一定要求是相同的相导线）。通过大量的计算，我们得到以下结论：除了导线是水平排列的输电线路和保护角最大既绕击率最大的相线这二者的组合都是选取边线外，导线非水平排列的输电线路均不是同一相导线的组合；导线呈三角形排列时选取上线和下线；导线垂直排列时选取上、上线组合或上、中组合。
在中性的非直接接地的系统中，当雷击线路只有一相发生闪络时，工频对地电流很小不会引起线路跳闸，只有雷击线路反击形成相间短路时才会引起输电线路的跳闸。
所以我们在计算雷击跳闸率的时候要具体问题具体分析，若只是第一相线发生闪络与杆塔相通，则相当于是一根避雷线，并不会发生跳闸，但是当在第一相发生闪络后又向第二相发生反击时，耦合系数提高相应也提高了第二相线的耐雷水平，而提高后的耐雷水平才是计算跳闸率所需要的先决条件。
在日常的运行工作中，我们发现实际得到的雷电跳闸率和DL/T6201997所规定的雷击跳闸率并不能吻合。经过分析，具体的原因有以下几点：
1.由于我们对雷击发生以及发展过程的物理实质并未能够完全掌握，在线路的防雷计算过程中所依据的概念和假定与实际的情况存在一定的差异。
2.雷击跳闸率是当地平均年雷暴日数时的数值，而雷击现象是随机事件。在不同的年份雷电活动存在很大的不同，如果只是用某些年份发生的输电线路雷击跳闸情况来进行比较则难以一致。
3.DL/T620-1997中所规定的跳闸率是在规定的规范状况下得到的计算结果。而实际运行中发生雷击跳闸的线路状态与标准状态肯定是存在差异的，这就导致了计算结果的不严密性。
4.在计算雷击率时对所用到基础参数的选取与计算与实际情况存在不符，如地面落雷密度和击杆率等参数。
最后我们结合以上分析的结果得到下列结论：在导线非水平排列的输电线路中，耐雷水平最低的是距离避雷线最近且耦合系数最大的上线，而不是距离避雷线最远且耦合系数最小的下线，所以上线最容易易遭到反击，输电线路的跳闸主要是由于反击造成的，输电线路的雷击率受到受雷面积和击杆率等因素的影响，而这些因素又不能得到很好的确定，所以得到的雷击率与实际情况存在很大差异。
参考文献：
[1]曾奕.关于输电线路耐雷水平的综合研究分析[J].《四川电力技术》2009，32（6）
[2]葛建国.关于输电线路的耐雷水平计算方法的探讨[J].《黑龙江科技信息》2007，3
[3]潘丹青.对输电线路防雷计算中几个问题的看法[J].《高电压技术》，2001，27（4）
[4]陈伟，倪晟.浅谈如何降低输电线路雷击跳闸率[J].《硅谷》，2011（13）
关键字：输电线路；耐雷水平；绕击；雷击跳闸率
通过统计计算，在我国每年的110KV～500KV输电线路跳闸中，由于雷击导致的跳闸事故占到了40%到70%，对电力网络的正常运行和稳定性造成了严重的威胁。所以在输电线路的运行维护过程中，防雷显得非常重要，在这里，我们就对在防雷计算中所要涉及的几个问题重点分析。在输电线路的防雷计算中，主要涉及这么几个问题，耐雷水平、绕击、雷击跳闸率。其中衡量线路防雷性能的优劣主要是以耐雷水平和线路雷击跳闸率来作为重要指标。
一.耐雷水平
耐雷水平是指在雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值。低于耐雷水平的雷电流雷击于输电线路时不会引起闪络，反之则会引起闪络，当绝缘子发生闪络冲击时，由于闪络时间很短并不会引起线路跳闸，但如果在雷电消失后由于工作电压产生的工频短路电流电弧持续存在就会引发断路器跳闸。雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素，深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。根据以往研究我们知道，被雷击的杆塔顶部其导线按三角形或者垂直排列时，耦合系数最小的下导线的耐雷水平是最高的；而距离避雷线最近，耦合系数最大的上导线耐雷水平最低。上、下导线的耐雷水平相差最大可以达到百分之十四左右，因而上导线最容易易遭到雷电反击。这不同于“距避雷线最远的导线一般较容易易发生反击”的老旧观点。由此可见在导线按非水平排列的输电线路中，对其雷击杆塔顶部的耐雷水平计算时，应以其上导线的计算结果为准。
二.绕击
所谓绕击是指避雷线对线路的防雷作用并不是绝对的，我们把雷绕过避雷线而直接击到导线上的现象叫绕击。而反击又被称为逆闪络，当雷击避雷线或杆塔顶部时，如接地电阻值很大，则杆塔顶部的电位就可能比导线的电位高很多，由这个电压引起的绝缘子串闪络称为反击。在目前，绕击的计算主要是通过击距法和经验法这两种方法，其中击距法的理论认为：雷云在向地面发展的过程中，其先导放电通道的头部在到被击物体的闪击距离（即击距）之前，并不能确定击中点，击中点是由放电通道先到达哪个物体的击距之内来决定的，通道向击距内最近的物体放电，先导对避雷线路、杆塔、高压导线和地面的击距是相等的。依此在输电线路的避雷线及导线周围的空间可以划分为三个区域，先通过构画电气几何模型，再利用布朗等人研究得出的击距计算公式：R=，其中参数IL代表雷电流，且已知导线的临界击距公式是：Rm=，其中 代表避雷线对地的平均距离，α代表保护角。
若通过计算得R>Rm ，则代表无雷击导线，绕击率为零，埃里克森将吸引距离的理论代入上述模型得到了吸引半径的计算公式：r=0.67h0.6IL0.74，公式中的h代表结构物的高度，并且他认为，当保护角α小于某一值时，导线的捕雷面将被避雷线的捕雷面所完全覆盖，不会发生雷电绕击导线，此时保护角被称为临界保护角，其计算公式为：αm=arctan（x/（hg-hc）），公式中的x=，其中分别代表当雷电流等于绕击耐雷水平时，避雷线和导线的吸引半径。通过一系列的计算，我们得到结论：
（1）.110KV～500KV的线路的临界电流小于其绕击耐雷水平，该电流即使绕击于导线的绝缘子也不会发生闪络，当雷电流大于或等于绕击耐雷水平时，因为R> ，所以不会发生绕击。
（2）.220KV及500KV等级的线路其实际的α<αm，而110KV的线路，其α=αm，所以110KV～500KV电压等级的输电线路基本不会发生绕击。
再通过经验法的计算我们得到结论，在110KV和500KV电压等级的线路故障跳闸中，由于绕击而导致的跳闸分别占总跳闸数的2%和13%。
通过这两种算法我们可以看到，这两种算法并不能证明雷击跳闸的主要原因是由于绕击。
三.雷击跳闸率
雷击跳闸率是指架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数，他是衡量线路耐压性能的综合指标，所以在防雷设计中如何降低雷击跳闸率是非常重要的工作。在中性的直接接地的电力系统中，在雷击杆塔的顶部或者绕击导线时，只要雷电流大于相应的耐雷水平，在线路绝缘子串发生闪络后能够建立稳定的工频电流，该输电线路将发生跳闸。所以在计算跳闸率时，最恰当的应该是在三相导线中选取雷击杆塔顶部时耐雷水平最低的相线和保护角最大的相线作为组合（二者不一定要求是相同的相导线）。通过大量的计算，我们得到以下结论：除了导线是水平排列的输电线路和保护角最大既绕击率最大的相线这二者的组合都是选取边线外，导线非水平排列的输电线路均不是同一相导线的组合；导线呈三角形排列时选取上线和下线；导线垂直排列时选取上、上线组合或上、中组合。
在中性的非直接接地的系统中，当雷击线路只有一相发生闪络时，工频对地电流很小不会引起线路跳闸，只有雷击线路反击形成相间短路时才会引起输电线路的跳闸。
所以我们在计算雷击跳闸率的时候要具体问题具体分析，若只是第一相线发生闪络与杆塔相通，则相当于是一根避雷线，并不会发生跳闸，但是当在第一相发生闪络后又向第二相发生反击时，耦合系数提高相应也提高了第二相线的耐雷水平，而提高后的耐雷水平才是计算跳闸率所需要的先决条件。
在日常的运行工作中，我们发现实际得到的雷电跳闸率和DL/T6201997所规定的雷击跳闸率并不能吻合。经过分析，具体的原因有以下几点：
1.由于我们对雷击发生以及发展过程的物理实质并未能够完全掌握，在线路的防雷计算过程中所依据的概念和假定与实际的情况存在一定的差异。
2.雷击跳闸率是当地平均年雷暴日数时的数值，而雷击现象是随机事件。在不同的年份雷电活动存在很大的不同，如果只是用某些年份发生的输电线路雷击跳闸情况来进行比较则难以一致。
3.DL/T620-1997中所规定的跳闸率是在规定的规范状况下得到的计算结果。而实际运行中发生雷击跳闸的线路状态与标准状态肯定是存在差异的，这就导致了计算结果的不严密性。
4.在计算雷击率时对所用到基础参数的选取与计算与实际情况存在不符，如地面落雷密度和击杆率等参数。
最后我们结合以上分析的结果得到下列结论：在导线非水平排列的输电线路中，耐雷水平最低的是距离避雷线最近且耦合系数最大的上线，而不是距离避雷线最远且耦合系数最小的下线，所以上线最容易易遭到反击，输电线路的跳闸主要是由于反击造成的，输电线路的雷击率受到受雷面积和击杆率等因素的影响，而这些因素又不能得到很好的确定，所以得到的雷击率与实际情况存在很大差异。
参考文献：
[1]曾奕.关于输电线路耐雷水平的综合研究分析[J].《四川电力技术》2009，32（6）
[2]葛建国.关于输电线路的耐雷水平计算方法的探讨[J].《黑龙江科技信息》2007，3
[3]潘丹青.对输电线路防雷计算中几个问题的看法[J].《高电压技术》，2001，27（4）
[4]陈伟，倪晟.浅谈如何降低输电线路雷击跳闸率[J].《硅谷》，2011（13）