根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算
10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析
10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析发表时间：2017-11-28T09:16:18.300Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：张锐马晓涵[导读] 摘要：电力系统包括发电、输电和配电，以及这5个部分的电源，10kV配电线路是整个配电系统的重要组成部分，10kV配电线路进行电力负荷进行合理科学的分配（国网江苏省电力公司宿迁供电公司江苏宿迁 223800）摘要：电力系统包括发电、输电和配电，以及这5个部分的电源，10kV配电线路是整个配电系统的重要组成部分，10kV配电线路进行电力负荷进行合理科学的分配，因此，稳定运行的10kV配电线路，是整个电源系统的关键。
但配电线路存在绝缘性能差的缺点，配电网网架结构也很复杂，这些特点决定了10kV配电线路防雷效果不甚理想。
此外，雷电将在导线上形成一个可达500kV的感应雷电压，该电压等级的电流超过了10kV配电线路额定绝缘水平。
当前，我国使用中的6～35kV电压级别的配网中，由于雷击跳闸事故频繁发生，同时雷击事故，对电源开关装置的正常运行，电网用避雷器装置和变压器装置造成了很严重的影响。
关键词：10kV配电线路；雷击跳闸率；计算 1 10kV线路遭受雷击原因1.1绝缘导线线路防雷措施不力我公司地处江苏宿迁宿豫区，通过改造，10kV配电线路导线已换成了架空绝缘导线，绝缘导线线路遭雷击事故大多数发生在比较空旷或地势较高的区域。
由于城区建筑物及树木等的屏蔽作用，线路遭受直击雷和绕击雷的概率较小，仅约占雷害事故的10%，而线路附近发生的雷云对地放电，产生感应过电压引起的线路故障则占90%。
由于绝缘导线线路防雷措施仍和原来的裸导线线路防雷措施一样，致使在一个雷电日中曾有多条馈线的断路器跳闸，并发生了多起雷击绝缘导线断线事故。
1.2 10kV线路避雷器安装不足虽然配电变压器处安装了氧化锌避雷器，但一些较长的10kV架空线路安装线路型氧化锌避雷器的数量却不足。
1.3 线路上绝缘子清洁度不足线路上采用的P－15针式绝缘子爬电距离为28cm，是多年生工业污染或自然盐、粉尘等污染，如在高湿度的天气条件下的雨和雾，粉尘的湿润污秽表面，表面电导的增加，绝缘子泄漏电流的增加，引起的工频和冲击闪络电压下绝缘子的电压（击穿电压）下降明显。
10kV配电线路防雷措施分析 马雷
10kV配电线路防雷措施分析马雷摘要：随着我国电力技术的发展，电力系统的整体质量水平也有所提高，但是从我国实际情况来看，仍然存在一些问题有待解决。
在配电系统中，10kV配电线路雷击灾害仍然频频出现，严重影响到配电系统的稳定和安全，对居民生活也产生了明显的影响。
本文通过建立感应雷跳闸计算模型，分析了10kV配电线路在几种方案下感应雷跳闸频率的变化情况，并提出了有效的防雷措施。
关键词：10kV配电线路跳闸率防雷措施1、10kV配电线路的感应雷跳闸频率由于我国≤60kV电压等级的电网一般采用中性点非直接接地的方式。
一相绝缘闪络后，接地电流很小，电弧很快自熄，不会引起跳闸，线路可继续配电；如果发生两相绝缘闪络，则会形成相间短路、线路跳闸，导致配电中断。
由表2可知，避雷器的损坏主要表现为内部氧化锌电阻片炸裂和绝缘筒爆裂。
因此，10kV配电避雷器的检测和日常维护工作是非常重要的。
2.3降低10kV配电设备的接地电阻有很多地区的配电线杆塔设施都是采用的圆钢或角钢，将其以水平接地的方式铺设到接地体的下面，而配电设备含有变压器和各种开关等且需接地安装，由于杆塔或接地设备长期在地体下受土壤的腐蚀或其自身材质的腐化，造成配电线路接地电阻的增大，增加了雷击的危险。
所以，需要在其水平接地体时，加入一些降阻防腐剂来降低杆塔的电阻，并经实践证明采用降阻防腐剂对电阻的抑制有很大的效果。
2.4架空绝缘导线雷击断线的防护措施采用架空绝缘的方式来阻断雷击是一个很好且有效的方法，而采用架空的方式来进行绝缘的有线路的架空或避雷器的安装。
为了加强配电线路的绝缘水平，并减少资金的投入，可以选择架空绝缘导线的方法来防护雷击断线。
加强绝缘水平需要在绝缘导线上增加绝缘体，使其变厚，从而增强冲击电压，若雷电袭击时它会从绝缘边缘穿过或需要击穿厚厚的绝缘体才能导致线路遭受雷击。
而对于避雷器的安装，它可以有效防雷，保护被架空的绝缘线路，并保护其周围安装的开关、刀闸或变压器等。
10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析
最 少 的 工作 ． 产 生 最 大 的 效 益也 是每 个Biblioteka 司和 企 业 的 追 求 。 在
应 该 制 定 出一 些针 对 员工 培 训 的 计 划 ，使 他 们 在 工 作 中不 断
抽 凝机 组 热 电 厂 的 利 益 最 大 化 问 题 上 。管 理 制 度 和 管理 方 式 提 高 自身 素 质 ， 更 好 的为 电厂 工作 。 也 是提 高抽 凝 机 组 热 电 厂 效 益 的 途 径 之 一 。 从 管 理 的 角度 上 ５ 总 结
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能对雷击电进行判断 ． 图 １ 就是在 Ｅ Ｇ Ｍ 中进 行 无 避 雷 线 的 配
电 线 路 屏 蔽保 护 计 算 时 ， 所 使 用的 几 何 作 图分 析 法 。雷 电的 电 质量、 使 用寿 命 的影 响 ， 一 旦 避 雷 措 施 无 法 发 挥 正 常 的避 雷措 流 强 度 为 Ｉ ｋ的 雷 电先 导 定位 的 位 置 为 下 图 中的 Ａ Ｂ Ｃ 这 一 弧 施。 避 雷 器就 可能 在 雷 电天 气遭 受 雷 电 的 击 穿 ， 并 且 击 穿 事故 形 曲 线 ． ＡＢ是 将 地 线 以 及 导 线 的 交 点 为 圆 心 ． ＲＣ的 当成 半 径
１在 ｌ Ｏ ｋ Ｖ配 电线路 中的相 关电气几何模型
１ ． １ 对 １ ０ ｋ Ｖ无避雷线线路 中具有 的电气 几何模 型 使用 原理 分析
电 气 几 何 模 型 指 的 是 将 雷 电具 有 的放 电 性 质 和 配 电线 路
置． 其 中主要 包含 避 雷 线 、 避 雷 器 和 耦 合 地 线装 置及 过 压 保 护 器等避雷装置。 虽 然在 ｌ Ｏ ｋ Ｖ 配 电线 路 中 已经 采 取 了这 些 避 雷 措 施 。但 是 避 雷 效 果 还要 受 到 这 些 避 雷 措 施 中使 用避 雷装 置
10 kV配电线路防雷分析计算
10 kV配电线路防雷分析计算作者：刘波崔朋来源：《硅谷》2014年第22期摘要本文针对以裸导线为主的10 kV配电线路进行实际运行情况研究，分析了雷电对配电线路的危害。
对常规的避雷器、降低接地电阻等防雷措施进行分析，由分析结果提出防雷措施的适用场合。
关键词 10 kV配电线路;防雷;分析中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0106-0110 kV配电线路能够可靠运行且安全供电，对人员安全和企业正常用电均具有重要意义[1]。
因此，为了降低雷电导致的跳闸，需要不断提高10 kV配电线路的防雷水平。
配电线路的安全可靠性、稳定运行、跳闸率的降低均与雷击损坏率密切相关[2]。
为了增强配电线路的防雷水平，应充分考虑线路的运行方式和重要程度，以及所在区域雷电环境、地形地貌的接地电阻等条件，结合以往的当地防雷操作经验积累，进行技术、经济、可操作性等多方面的比较，经充分比较分析后，确定合理有效、现有条件便于操作的保护措施[3]。
1 配电线路防雷水平性能指标用来表征配电线路的防雷能力的两个重要指标时防雷水平和跳闸率。
当雷击配电线路时，线路的防雷水平是此时绝缘子不发生闪络的最大电流值，当雷击线路产生的电流低于最大电流值时，不会产生闪络，否则必然会导致闪络。
雷击的跳闸率是指折算到40个雷雨天气下每100 km的配电线路在一年内由雷击导致的跳闸次数，跳闸率是表征防雷能力的综合指标。
因此，高的防雷水平和低的雷击跳闸率表征配电线路具有良好的防雷能力。
在考虑提高线路的防雷能力措施时，雷击的跳闸率是否能够得到降低是衡量防雷措施设计工作的重要指标。
2 雷击跳闸的条件当雷击配电线路时，线路上的雷击电流值超过最大电流值将导致闪络现象的发生。
闪络具有瞬态特性，持续冲击的时间很短，如果仅仅是闪络的出现一般不会导致跳闸事故的发生。
能引起配电线路跳闸的原因是由于雷击过电压产生的电弧引起的。
一般来说，10 kV配电线路不具备很高的绝缘条件，雷击会不可避免的引起线路对地的闪络，因此配电线路在雷击情况下跳闸必须要满足一下两个条件：第一个是雷击时引起冲击闪络，但是电压超过绝缘子产生的闪络是瞬态的，是微秒级的冲击，在这么短的时间段内，不会引起配电线路的跳闸事故;第二个是闪络转换为工频短路电流电弧，由于电弧持续时间较长，并且相较于闪络冲击更稳定，是导致配电线路跳闸的主要原因。
10千伏线路防雷击跳闸研究
10千伏线路防雷击跳闸研究发布时间：2021-01-15T14:04:31.580Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：胡家强[导读] 摘要：10千伏线路有着分布广，结构复杂，绝缘水平较低等特性。
国网四川省电力公司蓬溪县供电分公司四川省遂宁市 629100摘要：10千伏线路有着分布广，结构复杂，绝缘水平较低等特性。
而且相关数据表明，雷击跳闸在10千伏线路跳闸中占的比例相对较大，严重危害10千伏网的安全，降低了供电可靠性，给人们的生产和日常生活带来诸多不便。
因此，研究10千伏线路的防雷措施，可大大减少10千伏线路故障，进而降低电网事故的频率发生。
本文主要就10千伏线路防雷措施进行了分析和研究。
关键词：10千伏线路；防雷措施；分析和研究前言通过对10千伏线路运行过程中的安全隐患进行分析和调查发现,10千伏线路受到雷击危害和影响较大。
10千伏线路大部分跳闸问题都是由雷电灾害所造成的，尤其是在一些复杂的地区，土壤中电阻较大，产生雷击发的频率更高。
对此，必须对10千伏线路防雷工作要点进行详细探究，保障10千伏线路安全运行。
1.10千伏线路受到雷击的原因分析10千伏线路易受到雷击破坏的原因主要源自三个方面：第一，10千伏线路自身的伤害，雷电具有超高温、高辐射压强、高穿透性等特点，在阴雨天气时极易对塔台造成严重破坏。
第二，雷电易造成10千伏系统的破花，被击中时电压瞬间增加，并导致10千伏系统的变电设备以及容电设备发生击穿事故，从而影响到整个10千伏线路的使用。
第三，施工人员易受到雷击危害，10千伏网络被设置在较高的位置，其导电性引发的引雷效应易对检修施工的人员造成身体伤害。
至于10千伏线路受到雷击的原因，也可从以下三个方面进行解释：首先，该10千伏线路防雷水平较低，这类问题集中地出现在一些经济欠发达的地区，由于防雷措施及配套设施没有及时更新，导致这些地区的10千伏线路十分脆弱。
其次，线路的绝缘水平较低。
10kV架空配电线路感应雷过电压计算
10kV架空配电线路感应雷过电压计算配电网架空输电线路的绝缘水平较低，因此雷电感应过电压引起的雷击跳闸率很高。
为了提高配电网架空输电线路的安全可靠性，本文基于改进的多导体传输线模型，计算了雷电回击电流产生的空间电磁场分布，使用时域有限差分法（FDTD）和Agrawal场线耦合模型对10kV配电线路的感应雷过电压进行了计算。
以实际10kV架空配电线路为例，计算了不同线路结构下的感应雷过电压，分析了地面损耗以及其他导线的存在对线路感应雷过电压幅值和波形的影响。
引言随着工农业的发展，对输配电线路供电可靠性的要求也越来越高。
由于架空输电线裸露在自然中，要承受自重、风力、冰雪载荷等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件相当恶劣，极易受到外界的影响和损害。
架空线路遭受雷击是造成供电中断、供电设备等损坏的主要原因之一。
运行经验表明，对于110kV及以上的高压输电线路而言，直击雷过电压对线路绝缘的威胁最大，但它只占雷击率的10 %。
我国配电网络主要为6-35kV电网，其绝大多数无避雷线保护，加上其自身的绝缘水平较低，最容易发生雷害事故。
资料表明，低压配电系统由感应雷引起的故障率>90%[1]。
针对这一现状，对配电网架空线路雷害事故进行分析，分析感应雷耦合导线过程，计算线路上感应电压和电流分布，对其采取必要的防雷措施具有非常重要的意义。
20世纪40年代，Bruce和Golde首次提出雷电回击模型[2]，此后从不同角度提出的回击模型应运而生。
通过雷电回击模型确定雷电通道中雷电流的时空分布，根据电磁场计算公式计算雷电电磁场分量。
对于场线耦合的研究起于20世纪70年代，Rachidi、Taylor、Agrawal等先后提出了不同模型，由于根据激励源处Agrawal 模型考虑了电磁场各分量，与其他模型相比更准确，所以目前对于雷击问题比较常用的是Agrawal 模型[3]。
在对传输线理论的分析中，由于二阶时域有限差分法（FDTD）简单直接，可以得到线路上任意点的电压、电流，因此在雷电研究方面受到广泛应用。
根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析-电瓷避雷器
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配电线路雷击闪络率估算
配电线路雷击闪络率估算作者：顾家翠来源：《科技资讯》 2012年第12期顾家翠(广东省电力工业职业技术学校广州 510520)摘要:本文希望通过对配电线路闪络率的估算,进一步研究雷击时,配电网保护装置的失效率,并最终针对该失效率提出新的防雷措施,更好地保护配电网。
关键词:配电线路雷击事故闪络率估算中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0133-011 配电网作为电力系统的毛细血管,承担着直接向用户供电的任务,配电线路分布非常广泛且庞杂而相对主网来说,其设备水平及施工质量较差,加之作为低压网,绝缘水平本身就比较低,造成了配电网成为雷击事故的重灾区。
配电网事故往往直接造成用户停电,严重影响了供电可靠性。
因此,必须大力加强配电网的防雷工作。
雷击事故在电力系统事故中占有很大的比例。
它危害供电线路以及发电、变电设备,导致停电,甚至引起用电单位的重大经济损失。
1990年珠江三角洲的雷雨使广东电网220kV芳顺线受雷击,导致11个220kV变电站全停,损失负荷800MW,占当时全省负荷的1/4;浙江省对近年辖内供电线路跳闸事故分析统计表明,因雷击引起的线路故障次数占线路总故障的次数的70%～80%;著名的纽约大停电,最初的原因就是5条电力线路遭到雷击,事故最终演变成全市停电长达26h。
2 闪络率的估算架空配电线遭雷击的概率,取决于其现有基本冲击绝缘水平(BIL)下的闪络率,该基本冲击绝缘水平以高10m的架空线和闪络密度为10km2/a的地面为模型。
3 结语我国大部份的配电线路仍以架空线的形式出现,其过电压保护显得尤为重要。
根据雷击概率的计算结果,有针对性的加强网架建设和提高继电保护装置配置水平,能起到事半功倍的效果。
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根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算
发表时间：2019-01-23T11:57:01.113Z 来源：《河南电力》2018年16期作者：黄正洋[导读] 本文先分析了对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性
黄正洋
（江苏科能电力工程咨询有限公司 210000）摘要：本文先分析了对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性，然后分析了10kV无避雷线线路电气几何模型原理以及根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算。
关键词：电气几何模型；10kV配电线路；雷击跳闸率；计算1对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性首先我们要知道10kV配电线路是电力系统发、变、输、配、用五大子系统中可以说是配电系统的一个非常重要的组成部分。
所以说它主要是承担着向负荷分配电能的重任，那么这样一来的话其安全稳定运行就显得至关重要，可是实际上由于配电线路的绝缘水平低的影响，那么再加上网架结构复杂，就会使其不具备防护直击雷的最基本的能力。
除此之外雷电在导线上产生的感应雷过电压实际上我们也知道能够达到500kV以上，这个数字肯定是大大超过了10kV配电线路的基本的绝缘水平。
据不完全统计，实际上在电压等级的电网中，发生的雷击跳闸率居高不下不仅如此它还经常有柱上开关、刀闸、避雷器还有变压器、套管等设备在雷电活动时损坏的问题的频繁出现。
当前我们知道的10kV配电线路主要防雷措施就包括安装避雷器、架设避雷线或者说是耦合地线、安装绝缘子还有过电压保护器及架空绝缘导线等措施也可以同时进行。
所以说尽管10kV配电网大量使用避雷器可是也难免会出现问题，这主要表现在运行中因避雷器质量、老化等问题而使一些避雷器在雷电活动的时候就很有可能会发生击穿故障，不仅如此击穿后须停电才能处理好发生的问题，那么这在一定程度上也可以说是降低了供电可靠性。
在现有线路架设避雷线、或者耦合地线以及架空绝缘导线工程最大的特点也就是量大而且成本高，所以说这些因素就一定是会在很大程度上制约了该项防雷措施的整体的推广。
那么假如说是盲目加强线路绝缘的情况下，就会导致雷电波沿线传播从而就会使线路终端避雷器遭受雷电冲击的频次大大的增强，进而就肯定会增大线路终端避雷器损坏的风险。
所以说对10kV配电线路制定的各项防雷措施实际上并未达到良好的防雷效果，不仅如此而且防雷设备的运行维护不当也在很大程度上严重危害了电网的稳定运行。
那么就需要建立一套更好的10kV配电线路防雷性能评估体系，不仅如此还一定要以制定科学、合理的防雷策略或者说是形成各项防雷措施的最佳的优化配置为主要目标，然后要保证良好的运行维护方案是降低配网雷害各种故障的一个非常重要的手段。
下文将讨论根据输电线路电气几何模型思想从而就可以建立10kV配电线路电气几何模型，那么这样做的结果就是可以实现对其耐雷性能以及防雷策略的有效评估，更重要的就是可以为10kV配电线路防雷策略的制定提供非常重要的依据。
2 10kV无避雷线线路电气几何模型原理分析
这里我们所说的电气几何模型实际上就是将雷电的放电特性跟线路结构尺寸进行紧密联系从而建立的一种判断雷击点的这样一种几何分析计算模型。
而且不仅如此它也主要用于无避雷线的配电线路屏蔽保护计算时的几何作图分析法之中。
那么实际上对于三角形排列的单回线路而言，可以这样说线路横担长度与双回杆塔是类似的。
所以说假如说我们采用三角形排列导线电气几何模型原理的话，上相导线暴露弧就一定会与边相导线暴露弧交于一点，可是从另一个方面来看我们还可以根据暴露弧投影法原理，而去假设杆塔横档长度是相同的这样一来的话，那么上相导线就一定会暴露弧投影从而就会被两边相导线的暴露弧投影所覆盖，然后我们还要注意雷电直击导线的总暴露弧投影长度实际上是与双回杆塔相同的。
所以我们就可用双回塔作为分析10kV配电线路电气几何模型原理的典型模型。
换句话说也就是对于10kV配电线路而言，实际上击于大地的雷电流在导线上产生的感应雷过电压它是非常可能会造成线路跳闸的问题的。
那么在这种情况下我们对于10kV配电线路就必需得考虑雷击大地时，这种情况下能够在导线上产生的感应雷过电压的影响到底是什么。
实际上我们可以对电气几何模型做了一定程度上的改进。
首先基于电气几何模型的雷击距理论我们需要考虑的因素可以说是较多的。
而相比之下对于水平导体而言，我们知道不同学者得出的雷击距公式也肯定是不同的，可是实际上大部分学者的雷击距公式有一个共同点就是雷电流的一元方程，所以这样来看的话我们就会发现他们未考虑线路高度的差异对击距的影响。
这个时候就应该保证计入导体高度的击距公式一定要适用于导体高度在一定的范围不仅如此还要保证雷电流幅值在一定范围内，只有这样才可以保证雷击距公式具有更好的普适性。
其次雷电先导发展到架空导线侧边的时候会发生变化，它就会受到地面形状的影响，进而就很有可能会导线和地面被雷击。
这个时候我们会发现实际上雷电先导对地击距同对导线击距的比值或者说是击距系数其实是小于1的。
另外就是雷击于大地在导线会产生的感应过电压的大小的情况下，也就会在一定程度上导致感应过电压的大小一定是与雷击点到导线的水平距离的大小、或者说是导线高度以及雷电流大小有着非常密切的关系。
就比如说我国规程就规定了雷击大地时在导线上产生的感应过电压的大小，通过分析10kV无避雷线线路电气几何模型原理我们就可以顺利地进行根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析。
3根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析 3.1线路直击雷跳闸率计算
一直以来我国线路防雷计算中判断绝缘是否闪络的情况下，实际上一直是用比较绝缘子串两端出现的过电压以及绝缘子串或者说是空气间隙放电电压方法作为一个非常重要的判据，这里的过电压超过绝缘的放电电压也就说我们说的判为闪络。
具体计算过程就是取10kV配电线路波阻抗，然后就可以根据彼得逊法则从而得出线路直击雷耐雷水平。
3.2感应雷跳闸率的计算
我们知道当雷云对线路附近的地面进行放电时，那么就一定会使得先导通道中的负电荷被迅速中和，不仅如此先导通道所产生的电场也会迅速降低，这样一来就一定会使导线上的束缚电荷得到释放，而且还会使沿导线两侧运动形成感应雷过电压。
那么假如说是雷电通道中的雷电流在通道周围空间建立了强大的电磁场的情况下，这个时候电磁场的变化也就肯定会使导线感应出很高的电压，然后就会出现静电感应电压和电磁感应电压两者相互叠加的情况进而就很有可能会使导线上产生过电压。
4结语
本文主要是通过对10kV配电线路雷击跳闸机理分析，以及在此基础上建立评估其雷击闪络的电气几何模型，然后就可以得出结论即电气几何模型是一种判断雷击点的非常合适的模型，这主要是因为落在10kV配电线路导线击距范围内的雷电流将直击线路进而就很有可能会造成直击雷过电压的现象，与此同时落在大地击距范围内的雷电流也将击于大地然后也会产生一定的影响，那就是会在导线上产生感应雷过电压。
与此同时我们还可以得出一个结论那就是雷击点距离10kV配电线路越远的情况下，那么这个时候感应过电压也就会相应的越小，然后我们就完全可以根据规程求得的在导线上产生的感应过电压临界闪络距离的具体数值而去做进一步的计算，我们可以把导线直击雷暴露距离的差值作为感应雷的受雷宽度从而我们就可以利用这个数值计算线路感应雷击跳闸率。
那么这样计算的结果就是以电气几何模型计算的10kV配电线路雷击跳闸率肯定是与实际值较相符的，就算是有误差那么也不会太大。
针对闸率方面而言的结论就是采用不平衡绝缘时，在实际运行中的两种绝缘子雷电冲击耐受电压差值越大的情况下，那么这个时候的雷电防护效果一定是越好的。
相比之下对于上、中还有下三相排列的导线而言实际上的一相安装避雷器上相安装时我们一定要注意一个结论就是这个时候的防雷效果一定是最好的。
参考文献：
[1]李晓岚，杜忠东．1000kV特高压输电线路防绕击问题的探讨[J]．高电压技术，2006，32（12）：52-54.。