前言
由於輸電線路長度大，暴露在曠野或高山，所以受雷擊的機會很多。
對於一條100公里的110kV輸電線路，在中等落雷地區，每年平均受雷擊次數大約為十幾次。執行經驗也證明：電力系統中的雷害事故以線路佔大部分。所以輸電線路如果不採取防雷措施，是不能保證安全執行的。
輸電線路的防雷一般應該遵循以下四項基本原則：
1、保證導線不受雷擊。
為此可以採用避雷針、避雷線或改用電纜；
2、如果第一道防線失敗，導線遭受雷擊，則要保證線路絕緣不發生衝擊閃絡。
為此需要改善避雷線的接地、適當加強線路絕緣、個別杆塔可使用線路避雷器；
3、如果第二道防線失敗，線路絕緣發生衝擊閃絡，則要保證這種閃絡不會轉變為穩定的工頻電弧，即保證線路不發生短路故障，不跳閘。
為此需要減少絕緣子上的工頻電場強度或電網中性點採用不直接接地的方式；
4、如果第三道防線失敗，線路發生跳閘，則要保證線路執行不中斷。
為此需要採用自動重合閘裝置、用雙迴路或環形供電。
以上四條基本原則並不是所有線路都應該具備。在確定輸電線路的防雷方式時，應該全面考慮線路的重要程度，雷電活動的強弱，地形地貌的特點，土壤電阻率的高低等條件，再根據技術經濟比較的結果，因地制宜，採取合理的保護措施。
因此，輸電線路防雷只是相對的安全，即允許有一部分雷擊引起線路絕緣子閃絡。其次再想辦法減少在絕緣子上建立工頻電弧的機率，然後再採用自動重合閘把雷害的停電次數減少到可以接受的程度。
為了研究輸電線路防雷，需要掌握以下理論知識。
1、 雷擊導線的規律
雷擊導線意味著突然有大量的雷電荷傾瀉到導線上，由於導線是導體，這些電荷會沿導線流動，所以我們研究雷擊導線的規律，實質就是研究一個電源合閘以後，電荷沿導線流動的規律。電源合閘會產生過渡過程，因此必須考慮下面的因素。
圖 雷電反擊示意圖
圖 雷電繞擊示意圖
2、時間
過渡過程是時間的函式，而且雷電標準波的波頭時間（1。2微秒）和波尾時間（50微秒）均以微秒計，比工頻要快大約5000倍。在這種時候，時間的因素就顯得非常重要，即在這種高頻率下，電容和電感的作用驟起，在工頻下的1mm導線，在衝擊下相當於頃刻增加到5m，即導線對地電容的極板增大了，導線電感的長度增大了，以前在工頻下這些毫不起眼的電容和電感，此時再也不能視而不見了，必須引入考慮一種新的思維模式。
圖 雷電反擊圖（塔頂）
圖 雷電反擊圖（地線）
3、分佈引數電路的研究方法
空中的輸電線是導體，地面也是導體，任何兩個導體之間必存在電容，所以輸電線對大地有電容，而其中的介質就是常常被我們忽略的空氣。
輸電線是承載電流的，有電流必有磁力線交鏈導線，所以輸電線有電感。
在比工頻要快大約5000倍的高頻雷電波作用下，實質上可以認為在輸電線上的每一個點上，都有不能忽略的對地電容和電感。這就是說，在工頻下的一根架空導線，在受到雷擊時，必須引入這樣的一種思維模式：類似高等數學中的微積分思想，將上述導線視為由無窮多個點組成，這些點無間隙地分佈在導線上，每一個點都存在一個電容引數和電感引數，它們共同組成了一個分佈引數電路。
下圖就是用分佈引數電路來表示的一根架空長導線。其中的dx表示導線上的一個點，代表以大地為迴路的導線每點電感值，代表導線每點對地電容值。
分佈引數電路與集中引數電路的共同點是兩者都必須符合基爾霍夫電路第一和第二定律，不同點是前者具有無窮多個迴路而後者只具有有限個迴路。
雷擊到導線上的某一個點時，對於接近雷擊點以及遠離雷擊點，它們在感受雷擊的影響時，是遵循先來後到的原則的，因此必然得出下面的結論。
4、電荷在導線上流動需要時間
由於雷電波的時間以微秒計，所以電源合閘瞬間，第一個迴路中的電容立即充電，而由於該回路中的電感上的電流不能突變，所以沒有電流，後面第二個迴路的電容也就沒有電荷，必須要經過一段時間才能充滿。同理，電容離起始端越遠，則被電荷充滿的時間延時也越大。這就是說，電荷在輸電線上的傳遞需要時間，即雷電衝擊波存在傳播速度。
由於輸電線的引數僅是每一點的對地電容C0和每一點的電感L0，所以傳播速度一定是C0和L0的函式。又由於C0和L0分別又是空氣的介質係數ε0和空氣的導磁係數μ0的函式，所以傳播速度也一定只與ε0和μ0有關。
5、電荷在導線上的流動形式是電磁波
電荷在導線上流動時，單位長度C0上的電壓會逐個建立，單位長度L0中的電流會逐個透過。電壓伴隨著電場，電流伴隨著磁場，而這些電場和磁場分別以波動的形式存在，也就是說，電荷在導線上流動時出現了電磁波。
6、影響電磁波傳播的是波阻
在研究電荷沿導線流動的規律時，與集中引數迴路一樣，需要研究迴路中電壓與電流的比例關係。在集中引數迴路中，這種關係由阻抗來體現。由於在分佈引數迴路中，僅有每一點的對地電容C0和每一點的電感L0，所以這種迴路中的電壓與電流的比例關係僅與C0和L0有關，為了與集中引數迴路中的阻抗叫法儘量接近，稱這種比例關係為波阻。
實際上，集中引數迴路的阻抗與分佈引數迴路中的波阻是兩種完全不同的概念。
可以這樣認為：同樣的一根導線，對工頻波呈現出阻抗，而對極短的雷電波則呈現出波阻。
再舉兩例，以加深對波阻的理解。
在假定架空線為無窮長的情況下，其波阻Z=500歐。如果架空線為有限長，則在有限長部分，其波阻為500歐，到了有限長終端，電磁波在無路可走的情況下，只能往有限長部分反射，這個時候的波阻就不是500歐了。
杆塔的電感和對地電容形成了150歐的波阻。杆塔每米的對地電容一般為10微微法。根據來波變化率可以計算出杆塔的電容電流為每米6安培，如果是10米杆塔，則有60安培的電容電流。
而雷電流為千安級，所以杆塔的電容電流可以忽略。即雷電流不願意從空氣中走，而願意從杆塔和接地電阻走。
7、用集中引數電路來等效分佈引數電路—彼得遜法則
以上分析了雷擊輸電線的時候，電荷沿導線流動的規律，為了更方便地應用這種規律，可以用一個集中引數的等值電路來等效分佈引數迴路，從而把分佈引數拋開，然後透過求解該等值電路的方程，就可以計算出電荷沿導線流動時候的電壓、電流關係，這就是彼得遜法則。
8、用彼得松法則來分析雷擊導線時電荷沿導線流動的幾種特殊情況
1）雷擊無窮長的架空線
根據彼得遜法則，電磁波在這種架空線上會一直傳播下去，永不回頭。在架空線為無窮長的情況下，其波阻Z=500歐，所以對電源來說，無窮長的導線可以用等值電阻R=500歐代替。
2）雷擊末端開路的架空線（這時我們關心的是電壓）。
根據彼得遜法則，來波電壓會增加2倍。這個概念在技術上很重要，如果雷擊架空線，然後傳播到空載的變壓器，則變壓器上的電壓為來波的2倍。
3）雷擊末端短路的架空線（這時我們關心的是電流）。
根據彼得遜法則，短路點的電流（一般稱為雷電流）為沿雷電通道來波的2倍，這個概念在技術上也很重要。
4）雷擊架空線和電纜線路（這時我們關心的是電纜上的電壓）。
根據彼得遜法則，電纜的存在會使來波電壓大大下降。這個概念在技術上同樣重要，可以利用這個概念將電纜作為防雷元件。
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