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【摘 要】架空配电线路是电力输配电系统中常见的配电线路搭设方式，无论是高压配电线路还是低压配电线路，都有很多架空配电线路。由于架空配电线路均处在野外，很容易受自然气候的影响，尤其是雷电对其造成的影响更大。为了保证架空配电线路的安全运行，必须要做好相应的防雷措施。现本文就主要针对不同地形条件下架空配电线路的防雷措施进行探讨分析。
【关键词】地形条件；架空；配电线路；防雷措施
作为电网系统的重要组成部分，架空配电线路为电力系统的正常运行做出巨大贡献，其运行的安全性能也在很大程度上影响着电网的运行效率。因此保证架空配电线路的安全稳定运行非常关键。而雷电则正是架空配电线路安全运行的主要影响因素，做好防雷工作是很有必要的。但是不同地形条件下，架空配电线路所受到的雷击作用也各不相同，因此在防雷工作中所采取的措施方法也存在一定差异。以下本文笔者就通过分析架空配电线路的相关问题，来谈谈不同地形条件下的防雷措施。
1.架空配电线路雷害的类型和成因
由于架空配电线路多是处于露天环境中，非常容易受到了雷击的影响。一般，根据雷电作用到架空配电线路中的方式，可以将雷害分为直接雷和感应雷两种形式。其中直接雷就是指雷电直接作用在线路上，而感应雷则是指因为雷电所引起的感应力作用在线路上。一般在直击雷的作用下，架空配电线路的杆塔塔顶首当其冲，是最容易被雷击破坏的地方，即塔顶会产生很大的过电压，使得线路绝缘闪络，造成整个线路的瘫痪。有些导线防雷措施不当的情况下，导线也易被过电压击穿。然而事实上，很多架空配电线路的雷害都是由感应雷所造成的，这是因为雷电与配电线路之间会产生一定的电感应，当其感应值超过了线路所承受的最大电流值时，就会因为过电流而导致线路损坏，影响架空配电线路的正常运行。
从自然界的角度来讲，雷击就是自然云层之间产生大量电荷后的放电泄流通道，若能够为雷电提供一个良好的接地装置用来放电泄洪，则其对线路所产生的影响就会大大降低。通常感应雷能够造成的最大过电压值是400KV，而一般配电线路的额定电压并没有这么高，尤其是中低压配电线路更是很难承受感应雷的过电压冲击，很容易被击穿。因此加强对架空配电线路的防雷处理非常重要。而当前的架空配电线路之所以会受雷击的影响，很大程度上是因为防雷接地装置设置不当，或运行不可靠。当然雷害的成因并不是只有这一种，例如地形条件不同，所形成的雷害程度也有很大不同。一般地势较高的地区，其架空配电线路就更容易受到雷击作用，危害性也更大。因此在采取相关防雷措施时，必须要充分考虑到地形条件这一因素，这也是本文研究的主要内容。
2.雷击距与架空配电线路高度之间的关系分析
一般大家都普遍认为，雷电的放电方向都是垂直向下的，但是事实上，若雷电在放电的过程中受到其他因素的干扰，也会出现一定的偏差。架空配电线路就是这样一种干扰因素，因为架空线路本身就和一般的线路不同，其与地面的距离较大，且线路的导线本身就属于金属材质，属于导电体，其本身携带电荷，所以当雷电通过架空配电线路时，其放电方向就会受线路吸引而发生改变，也就是说，线路会对雷电产生一种吸附作用，这也是架空线路较容易受雷击影响的原因。如果雷电的先导头部已经发展到线路之间的平均电场强度，并且其强度超过空气临界击穿场，或者是双方已经达到相应的限定值，架空配电线路遭受雷击的概率可达100%。该过程当中，其间距执行限定值可称作雷击距离。就目前我国避雷线设置中含有的高压输电线的雷击特征来说，大多的应用和研究均较少涉及到小于10kV的低压配电线路。
在常规雷击范围的确定中，若是结合几何模型雷击距理论，需对雷电流大小、被击物的高度等进行综合性的分析。同时，若是水平的导体，计算雷击的方式，应为雷电流的一元方程。但一元方程的应用，并未对雷击距离和线路高度差异之间的关系进行充分的考虑。根据相关的研究，导体高度的雷击距公式的应用，可选用于雷电流幅值在5-31kA時，或是导体的高度位于10-50m的范围时。如果雷电先导行至架空配电线路侧边，其所对应的地面情况会对其造成影响，导线和地面存在被雷击中的可能性较大。一般情况下，导线的高度和击距系数呈反比例关系。一般认为，若导线平均高度在40m以内，对地击距为：
Rr=（0.36+0.1681n（43-h））R
3.架空配电线路的雷击范围
从架空输电线路存在的等值引雷宽度的角度而言，我国电力企业主要应用的是最高导线两侧和投影宽度等值度和值。根据相关的研究结果，最高层导线平均高度为60m左右，其与上文提及的等值引雷宽度的线路运行之间的适应性较好。但如果架空线路的高度较低，在其计算中，会存在一定的误差，特别在其平均高度处于10-20m时，架空配电线路存在的误差极大。若是雷电流幅值比较小，根据雷击距公式计算，其导线的雷击距同源自雷击距的公式相应的雷击距会相交于某点。但对于雷电流幅值较小的架空配电线的计算，一般不会出现相交事件，也即属于小概率事件。同时，若是相交点的高度低于导线的高度，可将从导线雷击边界通过的R，计算出架空线路引雷范围。在雷电流幅值达到临界值之后，对地雷击距和导线雷击距将会相较于K点，并且导线和K点保持同一高度，进而可确定出K点坐标。如果雷电流大于临界值对地雷击距和导线雷击距将会相较于M点，进而可确定其坐标，并且M点的高度大于导线的高度。另外，若是地而具有不同的倾角，其所对应的引雷范围也各不相同。因此，在分析过程中，应结合不同地而倾角情况进行。基于此，可对其实施相应的改进。
事实上，自然界中存在的雷电流大小具有一定的随机性，同时分布又遵循相应的概率。通常情况下，西北地区和一般地区的雷电流累计概率计算应采用不同的方式。在计算过程中，可将相应的线路参数带入到雷电流概率密度函数计算当中，可计算出不同地面倾角之下，架空线路的不同导线高度，以及单侧的引雷范围。从整体来看，架空线路的引雷范围应包含地而上线路投影的宽度和线路两侧引雷范围之和。但同时，由于架空线路的计算出的引雷范围同规程法所倡导的计算结果间存有比较大的差异，主要表现为应用规程法进行计算时，相较于实际其结果较小，并且架空线路引雷范围在不同的地形条件下会呈现不同的结果。因此，在实地计算和测量中，应注意该方面的问题。 4.地形条件对线路雷击跳闸的影响
结合以上的分析，不同的引雷范围将会导致不同的雷击跳闸现象。在其计算过程中，结合比较性的计算，相对简便。本文选用相应的案例，对地形条件和雷击跳闸之间的关系进行分析。如某地区属于平原地带，并具有两条10kV的高空配电线路，民度分别为58km和34km，并且钢筋混凝土的杆塔导线高度为8.1m，并将导线布置呈三角形式，b为0，而导线的弧垂为0.5，负极性在冲击下所释放的电压为100kV，并且该地区的雷暴日的平均时间约为45d。经过计算可得绝缘子建弧率为0.393；导线的平均高度则为7.77m，单侧线路的引雷范围为20.3m，综合上述分析，计算地而倾角处于0-45°之间的雷击跳闸率。
在雷击跳闸率的计算中，若是地面倾角呈现持续增长的趋势，则高空配电线路发生跳闸的次数也呈增长的趋势，但其变化幅度较小。同时，对于直接受到雷击所致的跳闸频率呈现不断增长的趋势，尤其是在地面倾角为45°，并且其倾角和直接雷击跳闸次数之间的比值为0的情况时，其所对应的直接跳闸次数会增加50%左右。同时，如果增加地面的倾角，将会促使直接雷击的范围，以及落雷的次数呈现不断增长的趋势，在此情形下，所引发的线路直接雷击跳闸次数也会呈现不断增长的趋势。另外，感应雷击的跳闸次数由于受较大感应雷击积分区域的影响，因此，其产生的变化便不明显。
5.不同地形条件下的防雷措施
基于上述分析可以得知，地形地势对架空配电线路的影响还是很大的，因此对于不同地形条件的架空配电线路，一定要因地制宜的采取防雷措施。在此笔者提出以下几点建议：
（1）受土质的影响，我国部分地区的土壤电阻较大，这会在一定程度上影响雷电的放电泄洪，因此笔者建议，在这些地区要进行一定的接地网改造，要继续开挖接地沟使其深度更大，并增大其敷设长度，还可以通过在地底埋设铜接地棒的方法来增大接地网接收雷电的能力。
（2）要加大接地装置的埋设深度，最好超过0.6m，并在接地装置中引用一定的接地引下线，该引下线的截面积要足够大，且表面进行一定的防腐处理。开挖作业过程中一定要严格按照电力基础工程施工要求进行开挖，且对接地装置的埋设情况进行验收。
（3）在不影响配电线路正常运行的情况下，尽可能的降低杆塔的接地电阻。但是在此过程中需要注意不能影响到架空地线、接地引下线以及地網之间的连接。
（4）在一些地势较低的地方，如低洼湖泊地区，必须要对杆塔的绝缘子加以特殊改造，尤其是二级以上雷区的架空配电线路更应如此。可以采用大盘径的绝缘子来替代一般的绝缘子，必要时可以采用双串绝缘子，还可以安装一定的塔头侧针或接闪器。
（5）若该地区的接地电阻无法有效降低，则可以利用消弧线圈来提升防雷效果。电网中性点经消弧线圈接地，可以在很大程度上避免雷击单相闪络发生，从而很好的保证线路的正常运行。
6.结束语
总之，架空配电线路在电力系统运行中发挥着非常关键的作用，占据十分重要的地位。其运行的安全与稳定决定了一个地区的用电质量。但是架空配电线路都在室外，极易受雷击影响，因此必须要做好其防雷措施。其中地形条件作为影响架空配电线路防雷效果的主要因素，必须要在防雷处理中将其考虑在内，因地制宜，根据地形地势的实际情况，以及其对线路雷击的影响，来合理制定线路防雷方案。
【参考文献】
[1]郑晖，廖华武，李既明，邓杰文，满超楠.架空配电线路雷击分析与防治措施[J].广东电力，2013（1）.
[2]李清奇， 许敏.架空输配电线路防雷水平判断及防雷措施[J].上海电力，2004（2）.
[3]刘靖，刘明光，屈志坚，刘铁.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].高电压技术，2011（4）.
[4]罗大强，唐军，许志荣，陈德智.10KV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J].电瓷避雷器，2012（10）.
【关键词】地形条件；架空；配电线路；防雷措施
作为电网系统的重要组成部分，架空配电线路为电力系统的正常运行做出巨大贡献，其运行的安全性能也在很大程度上影响着电网的运行效率。因此保证架空配电线路的安全稳定运行非常关键。而雷电则正是架空配电线路安全运行的主要影响因素，做好防雷工作是很有必要的。但是不同地形条件下，架空配电线路所受到的雷击作用也各不相同，因此在防雷工作中所采取的措施方法也存在一定差异。以下本文笔者就通过分析架空配电线路的相关问题，来谈谈不同地形条件下的防雷措施。
1.架空配电线路雷害的类型和成因
由于架空配电线路多是处于露天环境中，非常容易受到了雷击的影响。一般，根据雷电作用到架空配电线路中的方式，可以将雷害分为直接雷和感应雷两种形式。其中直接雷就是指雷电直接作用在线路上，而感应雷则是指因为雷电所引起的感应力作用在线路上。一般在直击雷的作用下，架空配电线路的杆塔塔顶首当其冲，是最容易被雷击破坏的地方，即塔顶会产生很大的过电压，使得线路绝缘闪络，造成整个线路的瘫痪。有些导线防雷措施不当的情况下，导线也易被过电压击穿。然而事实上，很多架空配电线路的雷害都是由感应雷所造成的，这是因为雷电与配电线路之间会产生一定的电感应，当其感应值超过了线路所承受的最大电流值时，就会因为过电流而导致线路损坏，影响架空配电线路的正常运行。
从自然界的角度来讲，雷击就是自然云层之间产生大量电荷后的放电泄流通道，若能够为雷电提供一个良好的接地装置用来放电泄洪，则其对线路所产生的影响就会大大降低。通常感应雷能够造成的最大过电压值是400KV，而一般配电线路的额定电压并没有这么高，尤其是中低压配电线路更是很难承受感应雷的过电压冲击，很容易被击穿。因此加强对架空配电线路的防雷处理非常重要。而当前的架空配电线路之所以会受雷击的影响，很大程度上是因为防雷接地装置设置不当，或运行不可靠。当然雷害的成因并不是只有这一种，例如地形条件不同，所形成的雷害程度也有很大不同。一般地势较高的地区，其架空配电线路就更容易受到雷击作用，危害性也更大。因此在采取相关防雷措施时，必须要充分考虑到地形条件这一因素，这也是本文研究的主要内容。
2.雷击距与架空配电线路高度之间的关系分析
一般大家都普遍认为，雷电的放电方向都是垂直向下的，但是事实上，若雷电在放电的过程中受到其他因素的干扰，也会出现一定的偏差。架空配电线路就是这样一种干扰因素，因为架空线路本身就和一般的线路不同，其与地面的距离较大，且线路的导线本身就属于金属材质，属于导电体，其本身携带电荷，所以当雷电通过架空配电线路时，其放电方向就会受线路吸引而发生改变，也就是说，线路会对雷电产生一种吸附作用，这也是架空线路较容易受雷击影响的原因。如果雷电的先导头部已经发展到线路之间的平均电场强度，并且其强度超过空气临界击穿场，或者是双方已经达到相应的限定值，架空配电线路遭受雷击的概率可达100%。该过程当中，其间距执行限定值可称作雷击距离。就目前我国避雷线设置中含有的高压输电线的雷击特征来说，大多的应用和研究均较少涉及到小于10kV的低压配电线路。
在常规雷击范围的确定中，若是结合几何模型雷击距理论，需对雷电流大小、被击物的高度等进行综合性的分析。同时，若是水平的导体，计算雷击的方式，应为雷电流的一元方程。但一元方程的应用，并未对雷击距离和线路高度差异之间的关系进行充分的考虑。根据相关的研究，导体高度的雷击距公式的应用，可选用于雷电流幅值在5-31kA時，或是导体的高度位于10-50m的范围时。如果雷电先导行至架空配电线路侧边，其所对应的地面情况会对其造成影响，导线和地面存在被雷击中的可能性较大。一般情况下，导线的高度和击距系数呈反比例关系。一般认为，若导线平均高度在40m以内，对地击距为：
Rr=（0.36+0.1681n（43-h））R
3.架空配电线路的雷击范围
从架空输电线路存在的等值引雷宽度的角度而言，我国电力企业主要应用的是最高导线两侧和投影宽度等值度和值。根据相关的研究结果，最高层导线平均高度为60m左右，其与上文提及的等值引雷宽度的线路运行之间的适应性较好。但如果架空线路的高度较低，在其计算中，会存在一定的误差，特别在其平均高度处于10-20m时，架空配电线路存在的误差极大。若是雷电流幅值比较小，根据雷击距公式计算，其导线的雷击距同源自雷击距的公式相应的雷击距会相交于某点。但对于雷电流幅值较小的架空配电线的计算，一般不会出现相交事件，也即属于小概率事件。同时，若是相交点的高度低于导线的高度，可将从导线雷击边界通过的R，计算出架空线路引雷范围。在雷电流幅值达到临界值之后，对地雷击距和导线雷击距将会相较于K点，并且导线和K点保持同一高度，进而可确定出K点坐标。如果雷电流大于临界值对地雷击距和导线雷击距将会相较于M点，进而可确定其坐标，并且M点的高度大于导线的高度。另外，若是地而具有不同的倾角，其所对应的引雷范围也各不相同。因此，在分析过程中，应结合不同地而倾角情况进行。基于此，可对其实施相应的改进。
事实上，自然界中存在的雷电流大小具有一定的随机性，同时分布又遵循相应的概率。通常情况下，西北地区和一般地区的雷电流累计概率计算应采用不同的方式。在计算过程中，可将相应的线路参数带入到雷电流概率密度函数计算当中，可计算出不同地面倾角之下，架空线路的不同导线高度，以及单侧的引雷范围。从整体来看，架空线路的引雷范围应包含地而上线路投影的宽度和线路两侧引雷范围之和。但同时，由于架空线路的计算出的引雷范围同规程法所倡导的计算结果间存有比较大的差异，主要表现为应用规程法进行计算时，相较于实际其结果较小，并且架空线路引雷范围在不同的地形条件下会呈现不同的结果。因此，在实地计算和测量中，应注意该方面的问题。 4.地形条件对线路雷击跳闸的影响
结合以上的分析，不同的引雷范围将会导致不同的雷击跳闸现象。在其计算过程中，结合比较性的计算，相对简便。本文选用相应的案例，对地形条件和雷击跳闸之间的关系进行分析。如某地区属于平原地带，并具有两条10kV的高空配电线路，民度分别为58km和34km，并且钢筋混凝土的杆塔导线高度为8.1m，并将导线布置呈三角形式，b为0，而导线的弧垂为0.5，负极性在冲击下所释放的电压为100kV，并且该地区的雷暴日的平均时间约为45d。经过计算可得绝缘子建弧率为0.393；导线的平均高度则为7.77m，单侧线路的引雷范围为20.3m，综合上述分析，计算地而倾角处于0-45°之间的雷击跳闸率。
在雷击跳闸率的计算中，若是地面倾角呈现持续增长的趋势，则高空配电线路发生跳闸的次数也呈增长的趋势，但其变化幅度较小。同时，对于直接受到雷击所致的跳闸频率呈现不断增长的趋势，尤其是在地面倾角为45°，并且其倾角和直接雷击跳闸次数之间的比值为0的情况时，其所对应的直接跳闸次数会增加50%左右。同时，如果增加地面的倾角，将会促使直接雷击的范围，以及落雷的次数呈现不断增长的趋势，在此情形下，所引发的线路直接雷击跳闸次数也会呈现不断增长的趋势。另外，感应雷击的跳闸次数由于受较大感应雷击积分区域的影响，因此，其产生的变化便不明显。
5.不同地形条件下的防雷措施
基于上述分析可以得知，地形地势对架空配电线路的影响还是很大的，因此对于不同地形条件的架空配电线路，一定要因地制宜的采取防雷措施。在此笔者提出以下几点建议：
（1）受土质的影响，我国部分地区的土壤电阻较大，这会在一定程度上影响雷电的放电泄洪，因此笔者建议，在这些地区要进行一定的接地网改造，要继续开挖接地沟使其深度更大，并增大其敷设长度，还可以通过在地底埋设铜接地棒的方法来增大接地网接收雷电的能力。
（2）要加大接地装置的埋设深度，最好超过0.6m，并在接地装置中引用一定的接地引下线，该引下线的截面积要足够大，且表面进行一定的防腐处理。开挖作业过程中一定要严格按照电力基础工程施工要求进行开挖，且对接地装置的埋设情况进行验收。
（3）在不影响配电线路正常运行的情况下，尽可能的降低杆塔的接地电阻。但是在此过程中需要注意不能影响到架空地线、接地引下线以及地網之间的连接。
（4）在一些地势较低的地方，如低洼湖泊地区，必须要对杆塔的绝缘子加以特殊改造，尤其是二级以上雷区的架空配电线路更应如此。可以采用大盘径的绝缘子来替代一般的绝缘子，必要时可以采用双串绝缘子，还可以安装一定的塔头侧针或接闪器。
（5）若该地区的接地电阻无法有效降低，则可以利用消弧线圈来提升防雷效果。电网中性点经消弧线圈接地，可以在很大程度上避免雷击单相闪络发生，从而很好的保证线路的正常运行。
6.结束语
总之，架空配电线路在电力系统运行中发挥着非常关键的作用，占据十分重要的地位。其运行的安全与稳定决定了一个地区的用电质量。但是架空配电线路都在室外，极易受雷击影响，因此必须要做好其防雷措施。其中地形条件作为影响架空配电线路防雷效果的主要因素，必须要在防雷处理中将其考虑在内，因地制宜，根据地形地势的实际情况，以及其对线路雷击的影响，来合理制定线路防雷方案。
【参考文献】
[1]郑晖，廖华武，李既明，邓杰文，满超楠.架空配电线路雷击分析与防治措施[J].广东电力，2013（1）.
[2]李清奇， 许敏.架空输配电线路防雷水平判断及防雷措施[J].上海电力，2004（2）.
[3]刘靖，刘明光，屈志坚，刘铁.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].高电压技术，2011（4）.
[4]罗大强，唐军，许志荣，陈德智.10KV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J].电瓷避雷器，2012（10）.