架空地线又称避雷线，是指在高压和超高压线路上直接与大地连通的导线。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的耦合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。

架空地线是架设在输电线路上方，为避免输电线路遭受直接雷击而铺设的线路，可称为避雷线或地线。随着架空输电线路覆盖范围不断扩大，导致输电线路遭受雷击的概率也越来越大。自古以来，雷电不相融，架空地线就是处于雷云与输电导线之间的一道屏障。输电线路跨越广阔的地域，在雷雨季节容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统发生停电事故的主要原因之一。输电线路安装架空地线，可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。架空地线是高压输电线路结构的重要组成部分。高压及超高压变电站占地面积大，要求防直击雷的区域大，除安装避雷针保护外，也会采用架空地线保护。架空地线都是架设在被保护的导线和设备的上方，当线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易击中架空地线，然后通过架空地线的接地线或金属杆塔本体将雷电流引入大地，以保护输电线路正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在输电导线上引起的雷电感应过电压。架空地线必须与杆塔接地装置牢固相连，以保证遭受雷击后能将雷电流可靠地导入大地，以避免雷击点电位突然升高而造成反击。

据统计数据显示，生活用电及工农业用电中，电力系统断电跳闸事故主要因素分别为雷击、人为或是自然灾害等，而其中雷电导致停电的概率高达60%以上。天气变化是不可控因素，所以只能在人力可控范围内，提高输电系统的安全性及防灾性。架空地线就是电力系统减灾防灾的一项重要技术措施。

输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反击；当雷击输电线路附近大地时，架空地线能起到屏蔽作用，降低输电导线上的感应雷过电压。

(一)国内架空地线

对于普通架空地线，1987年5月，水利电力部武汉高压研究所组织召开了架空地线应用技术座谈会，起草了架空地线规范。随后研究试制了聚乙烯绝缘架空地线、聚氯乙烯绝缘架空地线、黑色非交联聚乙烯架空地线等。如今我国普遍采用镀锌钢绞线作为普通架空地线，其具有柔软性好、稳定性高、可靠性强、强度高等特点。

对于光纤复合架空地线，我国自1985年葛洲坝工程从英国BICC引进首条光纤复合架空地线线路（2.7km）以来，太原、武汉和洛阳等地也相继引进了OPGW。上海电缆研究所率先在国内开展光缆复合架空地线的研制工作，先后研制了有缝铝管式、多模光

纤松套结构的OPGW。随着技术进步，光纤复合架空地线采用了包括高强度单模光纤、无缝铝管连续挤压和高强度、高模量铝包钢线生产技术，使OPGW制造技术上了一个新的台阶，研制成功各种新型结构的OPGW，制成了与OPGW-75/45相同尺寸的滑动型OPGW，其铝管为无缝的；关键技术突破后，又研究世界上先进国家的OPGW，吸取了各家公司产品的优点，独创了中心管式OPGW结构，并形成系列化，在国内电力系统中推广应用。

(二)国外架空地线

对于普通架空地线，从20世纪60年代开始，世界各国的导体就主要以铝代替铜使用。铝及铝合金导体的使用范围己从架空地线扩大到了电磁线、绝缘电线、通信电缆、电力电缆和配电母线等方面。由于铝合金改进了铝的机械性能和耐热性比较低的缺点，并不断向耐热、高导电和高强度的方向发展。

耐热铝合金线于1957年试制成功、1960年正式使用以来，20世纪90年代以来日本又实现了第二次革新，生产了60%IACS的高导电耐热铝合金线，使用在500kV以下的线路上。随着架空线路向大容量和超高压发展，对高强度铝合金线的抗张强度不断提高，日本和美国等国相继开发了各种高强度、耐热性铝合金线，品种类型日趋齐全。

对于光纤复合架空地线（OPGW），日本和西欧国家大约在20世纪70年代开始研究，当时首先考虑的是：①光缆即使在架空地线中流过感应电流而引起温升，或在雷击而产生电弧的场合，仍能保持预定的性能；②光缆即使在受到放线时的冲击负荷，或者因强风或打雷时张力的上升，而使架空地线产生伸长的场合，仍能保持预定的性能；③特别就OPGW而言，考虑到要更替现有的架空地线，为了能利用原有的铁塔，外径及重量要与已有架空地线大体相同。经过研制和试验，1974年日本东京和关西电力公司首先将OPGW应用于电力系统，1978年开始进入实用阶段。美国通用电气公司则在1978年首次在一条5km长的230kV电力线上进行光纤系统现场试验。

早期的OPGW，是将钢芯铝绞线中的一根或数根铝线换成以金属管保护的、直径与铝线相同的光纤，按传统工艺绞合而成。这种结构的缺点是：在生产、架设和运行中光纤容易受到挤压。但它基本上保持了传统地线的结构和性能，可沿用原有传统技术来架设及使用。经改进的类似于这种结构的OPGW，在一些国家中仍被采用，并有效地运行。

第二阶段在积累OPGW实用化经验的基础上，为适应建造信息传输量大、高质量的数字化电网形势，开始了多芯化的研究，以增加OPGW的容量。其考虑的出发点是：①与初期开发的产品一样，外径和重量与已有架空地线差不多相同；②在有限的收容空间内，收容尽可能多的光纤。

多芯化OPGW的开发于1985年完成。其结果是，在固定型结构中，小规格品种为9芯，大规格品种为12～15芯，在非固定型结构中，最多收容12芯。同时，光纤开始采用单模光纤。这时的OPGW，已起到供实用的基干传输线路的作用。

第三阶段从1985年起，日本着手开发容量更大的多芯卷型OPGW，重点放在具有有效多芯收容结构的固定型OPGW上，并于1986年1月用于实际线路。这种OPGW，将六根光纤绞合，在其上压紧绕包耐热性优良的带子，这样的单元可收容3～5个，因此小尺寸规格可达18芯，大尺寸规格可达30芯。

架空地线的作用概括起来有以下4点：

(1)减少了雷电直击导线的机会，降低了线路绝缘承受的雷电过电压幅值。当雷击于塔顶或地线上时，塔身电位很高，加在绝缘子串上的电压等于塔身电位与导线电位之差，这个电压一般远比雷电直接击中导线时绝缘子串上的电压低，不会导致闪络放电。但是，如果接地电阻很大，则塔身电位将会很高，这时就会发生逆闪络，也就是通常说的“反击”。

(2)对导线有耦合作用。当雷击塔顶或地线时，由于耦合，导线电位将抬高，所以耦合可使绝缘子串上的电压降低。因此，为了减少“反击”，在接地电阻很难降低时，可以利用架空地线的分流、耦合性质，在导线下面再增加一条耦合地线。

(3)降低感应雷过电压。由于架空地线接地，所以可以起到屏蔽感应雷对导线的作用。

(4)架空地线经过适当改装还可兼用作通信通道，如已研制出的光纤复合架空地线（OPGW）具有避雷、通信等多种功能。OPGW的优点为：①传输信号损耗小，通信质量高，光缆的芯数可以较多；②安全性好，不易被盗割，也不易遭到破坏性枪击；③适应用于多种电压等级的输电线路；④光缆与地线同为一体，避免了重复建设和维护的巨大费用。

架空地线由于不负担输送电流的功能，所以不要求具有与导线相同的电导率和导线截面，通常多采用钢绞线组成。线路正常送电时，架空地线中会受到三相电流的电磁感应而出现电流，因而增加线路功率损耗并且影响输电性能。有些输电线路还使用良导体地线，即用铝合金或铝包钢导线制成的架空地线。这种地线导电性能较好，可以改善线路输电性能，减轻对邻近通信线的干扰。

随着电力工业的迅速发展，电力系统现代化管理水平的提高，在电力系统内部需要传递的信息形式和信息容量日益增多。综合光纤通信的传输容量大、速度快、适于远距离传输、能抗电磁感应和串音干扰等优点，以及铝包钢线的高机械性能、高导电性和良好的抗腐蚀性，光纤复合架空地线通信系统，具有架空地线和通信光缆两方面性能。

光纤复合架空地线是把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，由于光纤具有抗电磁干扰、自重轻等特点，它可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂位置和电磁腐蚀等问题。因而，OPGW具有较高的可靠性、优越的机械性能、成本也较低等显著特点。这种技术在新敷设或更换现有地线时尤其合适和经济。因此受到电力系统行业的重视，并逐步推广使用。