電力系統(tǒng)中，雷擊是主要的自然災(zāi)害。雷電可能損壞設(shè)備或設(shè)施，造成大規(guī)模停電，也可能引起火災(zāi)或爆炸事故，危及人生安全，因此必須對電力設(shè)備、建筑物等采取一定的防雷措施。
如果工作人員沒有遵守安全操作規(guī)程，直接觸及或過分靠近電氣設(shè)備，或人體觸及電氣設(shè)備中因絕緣損壞而帶電的金屬外殼或與之相連接的金屬構(gòu)架，遭到傷害，稱其為觸電。為了避免觸電事故的發(fā)生，保證人身安全，除遵守安全操作規(guī)程外，同時采取一定的保護措施，通常采用保護接地和保護接零。
一、過電壓及其分類
在供電系統(tǒng)中，過電壓有兩種：大氣過電壓與操作過電壓。
雷電引起的過電壓，叫做大氣過電壓。這種過電壓危害相當大，應(yīng)特別加以防護。
操作過電壓是供電系統(tǒng)中開關(guān)操作、負荷驟變或由于故障而引起的過電壓，運行經(jīng)驗證明，內(nèi)部過電壓對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。
二、雷電形成及危害
1 雷電形成
雷電是帶有電荷的雷云之間或雷云對大地（或物體）之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。大氣過電壓的根本原因，是雷云放電引起的。大氣中的飽和水蒸汽在上、下氣流的強烈摩擦和碰撞下，形成帶正、負不同電荷的雷云。當帶電的云塊臨近大地時，雷云與大地之間形成一個很大的雷電場。由于靜電感應(yīng)，大地感應(yīng)出與雷云極性相反的電荷。
當云中電荷密集處對地的電場強度達到25～30kv/cm時，就會使周圍空氣的絕緣擊穿，云層對大地便發(fā)生先導放電。當先導放電的通路到達大地時，大地上的電荷與雷云中的電荷中和，出現(xiàn)極大的電流。這就是所謂的主放電階段。主放電存在的時間極短，電流極大，是全部雷電流的主要部分。可能波及到電力系統(tǒng)的雷云放電，使電力系統(tǒng)電壓升高。引起大氣過電壓。
2 大氣過電壓的基本形式
高空中雷云之間的放電對人和地面物體沒有危害，而雷云對大地的放電，將產(chǎn)生有很大破壞作用的大氣過電壓，有三種基本形式
直接雷過電壓（直擊雷）
雷云直接對建筑物或其它物體放電，其過電壓引起強大的雷電流通過這些物體如地，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)。造成擊毀桿塔和建筑物，燒斷導線，燒毀設(shè)備，引起火災(zāi)。
感應(yīng)過電壓（感應(yīng)雷）
雷電的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所引起的過電壓，叫做感應(yīng)過電壓或感應(yīng)雷。造成擊穿電氣絕緣，甚至引起火災(zāi)。
侵入波（進行波過電壓）架空線路遭受直擊雷擊或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高電位雷電波，可能沿架空線路侵入變電所（配電所）造成危險。占50%以上
3 雷電的危害
雷電的機械效應(yīng)產(chǎn)生的電動力可摧毀設(shè)備、桿塔和建筑，傷害人畜
強大的雷電流所產(chǎn)生的能量可燒斷電線和電力設(shè)備
雷電的電磁效應(yīng)可能產(chǎn)生過電壓 擊穿電氣絕緣，甚至引起火災(zāi)爆炸
雷電的閃爍放電可能烘干絕緣子，使斷路器跳閘或引起火災(zāi) ，造成大面積停電
4 我國雷電活動情況與直擊雷規(guī)律
雷暴日 一天內(nèi)只要聽到雷聲即稱為一個雷暴日
少雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)不超過15的地區(qū)
多雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)超過40的地區(qū)
雷電活動特別強烈地區(qū) 年平均雷暴日數(shù)超過90的地區(qū)及雷災(zāi)特別嚴重地區(qū)
雷暴小時 一小時內(nèi)只要聽到雷聲，即稱一個雷暴小時。
雷電活動規(guī)律
熱而潮濕多 冷而干燥少
山區(qū)多 平原少
春夏之交和夏秋之交多
直擊雷的規(guī)律
孤立程度
結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
三、避雷針及其保護范圍計算
避雷針的作用實質(zhì)上是引雷作用，是將雷電引到自己身上來，避免了在它所保護范圍其它物體遭受雷擊。避雷針（線）保護范圍的大小與其高度有關(guān)。
避雷針一般采用針長為1～2m、直徑不小于20mm的鍍鋅圓鋼或采用針長為1～2m、內(nèi)徑不小于25mm的鍍
鋅鋼管制成。它通常安裝在電桿或構(gòu)架、建筑物上。
避雷針由接閃器、引下線、接地體三部分組成。
接閃器：避雷針的最高部分，專用來接受雷云放電，稱為“受雷尖端”。
接地引下線：它是接閃器與接地體之間的連接線，它將接閃器上的雷電流安全地引入接地體，使之盡快地泄入大地。引下線一般采用直徑為8mm的鍍鋅圓鋼或截面不小于25mm2的鍍鋅鋼絞線。
接地體：是避雷針的地下部分，其作用是將雷電流直接泄入大地。接地體埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.6m，垂直接地體的長度不應(yīng)小于2.5m，垂直接地體之間的距離一般不小于5m。接地體一般采用直徑為19mm鍍鋅圓鋼。
當雷擊避雷針時，在避雷針頂端會產(chǎn)生過電壓為“折線法”在電力系統(tǒng)又稱“規(guī)程法”，即單支避雷針的保護范圍是一個以避雷針為軸的折線圓錐體。l/620—997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》標準就規(guī)定了單支避雷針的保護范圍，見圖。
①避雷針在地面上保護半徑為：r=1.5h
②被保護物高度hx水平面上保護半徑的計算
a)當hx≥0.5h時，被保護物高度hx水平面上的保護半徑rx=(h-hx)p=hap
式中：rx——避雷針在hx水平面上的保護半徑；
hx——被保護物的高度；
ha——避雷針的有效高度。
p—高度影響系數(shù)（h<=30米，p=1; 30<h<=120m,
b)當hx＜0.5h時，被保護物高度hx水平面上的保護半徑rx=(1.5h-2hx)p
兩支避雷針的保護范圍
通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點o的圓弧確定，圓弧的半徑為ro，其高度ho為
兩針間在hx水平面保護的最小寬度bx可按下式
四、避雷線及保護范圍計算
避雷線主要用于保護架空線路免受直擊雷擊，它是由懸掛在被保護物上空的接地線（鍍鋅鋼絞線）、接地引下線和接地體三部分組成。其作用原理與避雷針相同。
避雷線的確切名稱應(yīng)是“引雷線”在雷電先導階段，避雷線頂部聚積電荷在發(fā)展先導和避雷線頂端之間的通道中建立了很大的電場強度，避雷線迎面先導的產(chǎn)生和發(fā)展大大加強這個通道中的電場強度，最后選定擊中避雷線，靠近避雷線的被保護物比避雷線低，由于避雷線的屏蔽和迎面先導作用，使被保護物遭受雷擊的概率很小。利用避雷線可實現(xiàn)直擊雷保護。雖然這種方法不是主動的，但能提供99.5%～99.9%的保護效果。
由避雷線向下作與其垂直面成25°的斜面構(gòu)成保護空間的上部；在h/2的高度處轉(zhuǎn)折，與地面離避雷線水平距離為h的直線相連的平面，構(gòu)成保護空間的下部，合起來形成
如圖的屋脊式的保護空間
rx=0.47（h-hx）p （hx≥h/2時）
rx=（h-1.53hx）p （hx<h/2時）
式中，rx為每側(cè)保護范圍的寬度（m）。
五、避雷器的選擇
避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生過電壓波沿線路侵入變電所或其它設(shè)備內(nèi)，從而使被保護設(shè)備的絕緣免受過電壓的破壞。它一般接于導線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)。如圖所示，沿線路侵入的過電壓將首先使避雷器擊穿對地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的形式有三種，即氧化鋅避雷器，管形避雷器和保護間隙。