架空電力線路防雷

架空電力線是電氣系統中最長的元件。它也是系統中最常見的元素，最常被閃電擊中。電力系統事故統計顯示，75-80%的架空電力線緊急停電與雷電停電有關。

閃電放電物理學

閃電 - 一種具有很長火花長度的氣體放電。閃電通道的總長度可達數公里，而且這條通道的很大一部分位於雷雲內部。

要發生雷暴，首先是強烈的上升氣流，其次是雷暴地區必要的空氣濕度。

上升氣流的發生是由於靠近地球表面的空氣層被加熱，以及這些層與高海拔處較冷的空氣熱交換引起的熱交換。

在雲中，形成了幾個相互隔離的電荷積累（在雲的下部，負極性電荷積累），閃電通常是多重的，即由沿著同一路徑發展的幾個單一放電組成。

雷雲中電荷分離的確切機制在很大程度上仍不清楚。然而，觀察表明，電荷分離與雲中水滴的凍結同時發生。

架空輸電線路允許雷擊中斷次數

可行性研究表明，不可能讓架空電力線絕對防雷……我們必須刻意假設架空電力線每年將被關閉有限的次數。電力線路防雷的任務是盡量減少雷擊中斷的次數。

架空線路每年允許停運次數和追加停運次數由下列條件確定：

a) 為消費者提供可靠的電力供應，

b) 開往架空電力線路的開關的可靠動作由下式計算：

其中 nadditional — 線路上每年允許的供電中斷次數 nadd ≤ 0.1（在沒有冗餘的情況下，nadd ≤ 1，如果冗餘可用），β — APV 成功率等於 0.8-0.9（對於 110 kV 線路）和在金屬和鋼筋混凝土支架上更高。

架空電力線路防雷自動重合器 (AR) 可以保持線路運行，因為電弧支架的絕緣故障很少見。在這種情況下，雷擊不會伴隨停電。如果自動重新連接失敗，電源線將完全關閉。

應該注意的是，自動重合閘的頻繁使用會使斷路器的操作變得複雜，在這種情況下需要特別修改。基於此，允許 nadditional shutdown = 1 — 4 取決於開關的類型。對於關鍵線路，應減少此跳閘次數。

估計架空電力線上的雷擊次數

預計線路雷電停電次數主要由線路線路所在區域雷電活動強度決定。根據平均數字，通常認為在一個雷暴小時內，在距離地球表面 1 公里處發生 0.067 次雷擊......假設這條線收集了寬度為 6h 的條帶上的所有雷擊（h 是一個雷暴的平均高度電纜懸架或電纜），長度為 l 的線路每年遭受 N 次雷擊的次數為

N = 0.067 × n × 6h × l × 10-3 ,

其中 n 是每年的雷暴小時數。

架空電力線絕緣層的重疊數由下式確定

ntape = n NS Pcloth,

其中 Pln——給定雷電流下線路絕緣重疊的概率。

並非每次脈衝隔離的重疊都伴隨著線路關閉，因為跳閘需要脈衝電弧通過電源電弧。躍遷概率取決於許多因素，在工程計算中通常通過工作電壓沿重疊路徑的梯度 EСр = Urob / Lband，kV / m 來確定。

帶木桿的架空輸電線