如何有效的評估輸電線路防雷性能以及如何提高防雷改造效果是電網運行人員一直高度重視的問題。近年來架空輸電線路雷擊跳閘嚴峻的形勢，使得每年都有多條線路被其運行單位列為亟待進行防雷改造的對象。以往針對輸電線路防雷，多注重于典型桿塔防雷性能的計算和分析以及防雷措施的提出，對于線路的整體防雷策略則研究較少，因此，在對實際運行中雷擊跳閘率超過設計標準的線路提出改造時，因不易掌握輸電線路走廊雷電分布特征和各級桿塔防雷性能，從而無法明確確定各級桿塔雷擊閃絡的風險等級以及決定風險的因素，一般只能根據往年的跳閘記錄運行經驗確定改造方案。據此做出的輸電線路防雷綜合改造策略，針對性和技術經濟性都有待進一步提高，且無法明確投入與預期效果的定量關系以及給出改造后“是否還會出現雷擊跳閘”、“雷擊跳閘率降到多少是合理的”的結論，對各級生產技術管理部門在決策輸電線路防雷工作時造成了不便。

針對上述問題，國網電力科學研究院于2007年對典型電網的雷擊故障、雷電活動分布特征、相關地形地貌進行了較為仔細的調查和分析，基于架空輸電線路的雷擊故障以及線路走廊的雷電活動、線路特征等均存在的明顯差異提出了輸電線路差異化防雷評估與治理技術。

2.1 線路差異化防雷的定義

輸電線路差異化防雷評估與治理技術是以雷電監測為基礎，以輸電線路雷擊閃絡風險評估為手段，根據輸電線路電壓等級、在電網中的重要性和作用，以及線路走廊的雷電活動強度、地形地貌及線路結構的不同，有針對性的進行架空輸電線路防雷評估與治理工作。

2.2 主要內容

輸電線路差異化防雷評估與治理技術以“差異化防雷”的思想為指導，該技術以“降低雷擊跳閘率和雷擊事故率、提高防雷改造的技術經濟性、明確投入與預期效果的定量關系”為主導思想，基于雷電定位系統長期監測數據，統計分析輸電線路全線走廊雷電分布規律，結合線路特征參數等，選擇合適的防雷計算分析方法，逐基桿塔進行防雷性能評估，確定各級桿塔防雷安全等級及其決定因素；依據現有防雷措施技術特點，采取針對性防護措施配置，制定多套具有不同特點防雷改造方案，并進行技術經濟性評價，依據改造目標和管理要求，確定出*改造方案，明確給出投入與預期效果的定量關系，zui終形成輸電線路防雷治理策略。

2.2.1 輸電線路參數統計

    參數統計包括線路走廊雷電參數統計和線路特征參數統計兩部分。雷電參數統計是基于雷電監測系統運行積累的雷電資料，以網格的形式對線路走廊進行劃分，統計、分析并獲取能反映該線路走廊不同時間、不同區域雷電活動特征的地閃密度、雷電流幅值累積概率分布等雷電參數。線路特征參數即線路基本信息、桿塔結構及絕緣、走廊地形地貌等參數，這些參數主要通過線路運行或設計部門獲取。

2.2.2 輸電線路雷擊閃絡風險評估

    在參數統計的基礎上，綜合考慮線路的地形地貌特征、絕緣特征等因素，采用合適的防雷計算分析模型對線路逐基桿塔進行防雷計算，得到每基桿塔的雷擊跳閘率，并根據設定的評估標準，評估每基桿塔的耐雷性能，結合桿塔所處地區雷電活動參數、桿塔結構、絕緣配置、地形地貌特征給出耐雷性能弱的桿塔易閃絡的原因。

2.2.3 輸電線路防雷措施配置及方案制定

    以防雷性能評估結果為基礎，結合分析得到的桿塔易閃絡的原因以及各種防雷措施的特點，確定針對性的防雷措施以及治理方案。

2.2.4 輸電線路防雷配置方案技術經濟性評價及綜合治理策略

    對防雷改造方案之后的雷擊跳閘率再次進行計算，評價防雷配置方案的技術經濟性，評估防雷改造的效果，提出防雷綜合治理策略。

2.3 總體中心思想

堅持預防為主、綜合治理的原則，全面開展架空輸電線路差異化防雷工作，實現不同區域、不同電壓等級、不同重要性線路耐雷水平和防雷措施的差異化配置，提高核心骨干網架、戰略性輸電通道、重要負荷供電線路的防雷水平，減少雷害造成的電網和設備故障，保障大電網安全可靠運行。

2.4 輸電線路差異化防雷評估與治理技術流程圖

4.2 配網線路防雷風險評估分析技術路線

通過開展配網輸電線路雷擊風險評估工作，按照差異化防雷思想對配網線路薄弱環節實施防雷改造，以達到用較低成本有效降低配網線路雷擊跳閘和斷線率的目的，解決當前生產實際問題。

該技術主要是通過研究配網線路的GIS地形地貌、雷電活動密度，并通過對配網線路歷史跳閘數據的統計和分析，對該線路的雷電活動情況進行科學的分析和計算，設計出zui合理的防雷措施。

4.2.1 配電線路差異化防雷技術路線

4.2.2 基于線路地形地貌信息的雷害風險評估

通過測量線路桿塔GPS坐標，創建以三維地理信息平臺為基礎的線路地形地貌信息，并通過相應的軟件分析得到配網線路的整體走向與平面高度配置度。

4.2.3易雷區的典型地形地貌風險評估標準為

⑴ 雷暴走廊，如風口以及順風的河谷和峽谷等處。

⑵ 四周是山丘的潮濕盆地，如桿塔周圍有池塘、水庫、湖泊、沼澤地、森林或灌林、附近又有起伏的山丘。

⑶ 土壤電阻率有突變的地帶，如地質斷層地帶，巖石與土壤、山坡和稻田的交叉區，巖石山腳下有小河谷等地，雷易擊于低土壤電阻率處。

⑷ 地下有導電性礦的地方和地下水位較高處。

⑸ 當土壤電阻率差別不大時，如有良好的土層和植被的山丘，雷易擊于突出的山頂、山的向陽坡等。

⑹ 大跨越桿塔、耐張轉角桿塔。

4.3 基于雷電活動密度分布的雷害風險評估

4.3.1 地閃密度等級劃分原則

基于地閃密度（Ng）值，將雷電活動頻度從弱到強分為4個等級，7個層級：

4.3.2 雷電活動密度分布圖

根據線路GPS坐標，通過查詢、統計近年該線路的雷電活動情況，運用相應的軟件分析、計算形成該線路的雷電活動密度圖，對線路的易雷區和易擊段進行統計分析。

圖2 某線路對應的近年內雷電活動密度分布圖

圖2中，紅色代表雷電活動密集高的區域，綠色代表雷電活動密度低的區域。與圖1對比不難發現，中間紅色區域在圖1中對應為兩邊是湖泊的地形地貌，符合易雷區標準，屬于雷害風險zui大區域，應優*行防雷措施的實施。

4.3.3 基于歷史跳閘數據的雷害風險評估

通過查詢、統計歷史跳閘數據，在GPS坐標上對線路桿塔進行標注，得到雷害桿塔分布圖。

4.4 易雷區風險綜合評估

4.4.1易雷區風險綜合評估遵循如下規則：

⑴ 基于三維地理信息系統的線路走廊地理條件分析，易遭雷擊段優先；

⑵ 基于雷電定位系統的落雷密度分布和雷電流幅值分布，雷電活動密集區域優先；

⑶ 結合線路及桿塔防雷性能評估，防雷水平低的桿塔優先；

⑷ 同時滿足1）和2）條件的區域為重點防護段；

⑸ 滿足1）或者2）條件之一，且發生過雷擊跳閘的桿塔為重點桿塔。

4.4.2 線路重點防護關系，如下圖所示。

4.4.3通過上述分析圖示所我們可以清楚的看到，得出如下結論：

⑴ 紅色區域所標注為重點防護區域，表示同時滿足通過線路走廊、地理條件、歷年雷擊跳閘記錄分析得出的易遭雷擊區域的桿塔和通過落雷密度分布、雷電流幅值分布、歷年雷擊跳閘記錄、雷電活動密集區域的桿塔；

⑵ 橙色區域所標注為需防護區，表示滿足通過線路走廊、地理條件、歷年雷擊跳閘記錄分析得出的易遭雷擊區域的桿塔或通過落雷密度分布、雷電流幅值分布、歷年雷擊跳閘記錄、雷電活動密集區域的桿塔；