输电线路地线保护角简介

根据雷电过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为两种：

直击雷过电压，是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压；

感应雷过电压，是雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。

按照雷击线路部位的不同，直击雷过电压又分为两种情况：

一种是雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大幅升高，当雷击点与导线之间的电位差超过绝缘的雷击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。因为杆塔或避雷线的电位(绝缘值)高于导线，故通常称为反击。

另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击于导线，直接在导线上引起过电压。后者通常称之为绕击。

避雷线一般架设在输电线路导线上方，避雷线除了有防雷作用以外还具有短路电流分流的重要作用。

图1 雷电过电压示意图

针对不同电压等级的输电线路，避雷线的设计也不尽相同。

一般的，10kV及以下电力线路由于电压等级较低，杆塔高度有限，线路重要性也不高，故多雷区外的10kV及以下线路无需架设避雷线。特殊情况下，66kV及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-2010）中规定，3kV-10kV混凝土杆架空电力线路：在多雷区可架设地线，或在三角排列的中线上装设避雷器；当采用铁横担时宜提高绝缘子等级；绝缘导线铁横担的线路可不提高绝缘子等级。

35kV架空电力线路：进出线段宜架设地线，加挂地线长度一般宜为1.0km-1.5km。

66kV架空电力线路：年平均雷暴日数为30d以上的地区，宜沿全线架设地线。

110kV输电线路：宜沿全线架设地线，在年平均雷暴日数不超过15d或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设地线。无地线的输电线路，宜在变电站或发电厂的进线段架设1km-2km地线。

220kV-330kV输电线路：应沿全线架设地线，年平均雷暴日数不超过15d的地区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可架设单地线，山区宜架设双地线。

500kV-750kV输电线路：应沿全线架设双地线。

现在电网的惯例是35kV及以下采用不接地系统（也叫小电流接地系统），东北地区的66kV多采用不直接接地系统（经隔离开关接地），110kV及以上采用直接接地系统（也叫大电流接地系统）。35kV及以下电力线路，架设地线后，地线一般不进站；此时，若进线档在变电站的避雷针保护范围内，则无需对进线档进行保护，若不在保护范围内，可对终端塔加装避雷针进行进线档保护。

图2 110kV在运线路双地线

避雷线和外侧导线间连线与垂直线间的夹角，称之为保护角，对于避雷线的保护范围来说，保护角越小，保护越可靠。

66kV及以下电力线路：杆塔上地线对边导线的保护角宜采用20°-30°。山区单根地线的杆塔可采用25°。杆塔上两根地线间的距离不应超过导线与地线间垂直距离的5倍。高杆塔或雷害比较严重地区，可采用零度或负保护角或加装其他防雷装置。对多回路杆塔宜采用减少保护角等措施。

110kV及以上线路：对于单回路,330kV及以下线路的保护角不宜大于15°。500kV~750kV线路的保护角不宜大于10°。对于同塔双回或多回路，110V线路的保护角不宜大于10°,220kV及以上线路的保护角均不宜大于0°。单地线线路不宜大于25°。对重覆冰线路的保护角可适当加大。

应当注意，检验杆塔保护角时，应尤其注意导地线绝缘子串的长度。

图3 杆塔保护角校验示意图

有时候，输电线路往往会采取加装避雷针的方式来代替避雷线对档内导线进行保护，如上文中提到的终端塔加装避雷针防护进线档。

（1）单支避雷针的保护范围