（國網(wǎng)瀘州供電公司，四川 瀘州 646000）

簡要分析架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線情況和解決對策

蒯國榮

（國網(wǎng)瀘州供電公司，四川 瀘州 646000）

架空絕緣導(dǎo)線雷擊事故時有發(fā)生，嚴重影響著人們的生活以及生產(chǎn)作業(yè)，對于社會造成重大的經(jīng)濟損失，因此為了避免在雷雨天氣架空導(dǎo)線導(dǎo)致雷擊而出現(xiàn)斷電的情況，本文對于架空絕緣導(dǎo)線進行全面的分析，從地勢情況、安裝技術(shù)、經(jīng)濟性的方面進行考慮，通過使用先進的措施來降低架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的事故發(fā)生率。

架空絕緣導(dǎo)線；復(fù)合橫擔(dān)絕緣子；穿刺型間隙避雷器

架空絕緣導(dǎo)線的特點是有落體導(dǎo)線所不具備的安全性﹑有電纜所不具備的經(jīng)濟性，因此在近年來的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中應(yīng)用越來越廣泛。然而在實際的應(yīng)用過程中也爆漏了一些其他的問題，如架空絕緣導(dǎo)線很容易造成雷擊斷線的情況，因此對于配電網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定性均造成巨大的威脅。資料顯示架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的事故總發(fā)生率為96.8%，因此可以看出在所有的配電網(wǎng)絡(luò)的事故中雷擊斷線是非常重要的原因之一，同時也引起了電力系統(tǒng)的研究人員空前的關(guān)注，并投身于優(yōu)化改善以及治理等措施的研究工作之中，目前研究的成果包括防雷地線的架設(shè)﹑箝位絕緣子的應(yīng)用﹑金屬氧化物接閃桿和穿刺金具等。本文就對架空絕導(dǎo)線雷擊斷線的情況進行分析，同時簡單介紹目前行之有效的解決措施。

一﹑絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的發(fā)生機理

1 絕緣導(dǎo)線遭受雷擊并發(fā)生斷線的特征

經(jīng)過多次的觀察發(fā)現(xiàn)，絕緣導(dǎo)線的檔距中央的導(dǎo)線遭受雷擊時，斷裂部位的大多數(shù)情況均位于符合測絕緣子大概300m左右的地方，而且斷裂面非常平整，斷面的顏色都呈現(xiàn)出暗亮色情況。經(jīng)推斷導(dǎo)線的斷裂方式是介于脆性和韌性之間。

2 發(fā)生機理

因為當(dāng)檔距中央的導(dǎo)線遭受雷擊時，雷電流的分配方式是根據(jù)兩側(cè)的線路波阻抗的情況進行的，由于工頻電流會產(chǎn)生電磁力，因此雷電流會流經(jīng)遠離電源側(cè)的桿塔位置，因次在電源一側(cè)的導(dǎo)線則很容易發(fā)生雷擊，從而導(dǎo)致短路斷裂。絕緣導(dǎo)線表面有保護層因此即使在雷電流的作用下也不會形成氧化鋁，所以當(dāng)雷擊過電壓在相對比較容易擊穿的位置進行擊穿，而且會在導(dǎo)線的表面遺留下裂紋。在過電壓擊穿之后工頻短路的高電流直通向塔桿頂部，但是在運行途中會遭受絕緣層的阻礙因此在擊穿點發(fā)生燃燒引發(fā)導(dǎo)線斷裂；或者工頻電流會產(chǎn)生電磁力，到現(xiàn)在收到電磁力﹑自身的重力等作用力的影響，擊穿點的作用力不平衡導(dǎo)致斷裂。

二﹑雷電感應(yīng)過電壓和過電流值的估算

若配電導(dǎo)線受到雷擊時，架空絕緣導(dǎo)線會感應(yīng)出過電壓，該電壓的計算公式為：

上式中Ug表示的是過電壓的峰值，單位v，I表示雷電的主放電電流，單位是a，hd表示的是導(dǎo)線和地面的距離。S表示的是雷擊點和導(dǎo)線之間的距離。該公式需要參考的數(shù)據(jù)表格見表1和表2。

表1 10kV架空線路不同距離的雷電感應(yīng)過電計算匯總

表2 10 kV架空線路不同距離處的雷電感應(yīng)過電流計算匯總表

圖1 穿刺型防弧金具的外形

圖2 初期的環(huán)形避雷器

圖3 后期的穿刺型間隙避雷器

三﹑架空絕緣導(dǎo)線防雷擊斷線的技術(shù)措施

1 架設(shè)避雷線或架空地線

研究人員從從如何降低雷擊概率來進行研究，因此主要的考慮重心移向架設(shè)空地現(xiàn)或者架設(shè)避雷線等措施。在國際上運用該項技術(shù)比較早的要數(shù)日本，在家架空絕緣線路中安裝多根避雷線，避雷線和空地現(xiàn)分別具有分流雷電流和耦合的作用，因此能夠明顯降低絕緣導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓，降低擊穿電壓強度。在安裝避雷線和架空地線時一定要根據(jù)具體的環(huán)境具體實施，要考慮的因素包括導(dǎo)線線路的樹木﹑建筑物的影響，因此要設(shè)置合理的空間距離以及位置。安裝架空地線和避雷線的價格相對較高，對于經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)一般考慮的較少。

2 安裝防弧金具

從絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的發(fā)生機理方面入手，研究人員制作一系列的防雷金具，比如防弧金具的使用，防弧金具的安裝位置一般是在比較容易發(fā)生斷裂的點，并且能夠和鋁導(dǎo)線保持良好的接觸，如果雷擊造成絕緣導(dǎo)線擊穿時，工頻電流會在防弧金具上進行燃燒，從而避免了導(dǎo)線的熔斷。在使用防弧金具保護絕緣導(dǎo)線時，為了使其能夠和鋁線進行良好的接觸，一般將絕緣層去掉，但是該種方法會將絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)完全破壞，防護效果不夠理想。再經(jīng)科研人員的不斷探索，發(fā)明了一種具有穿刺功能的防弧金具，在其卡槽內(nèi)部設(shè)計有小型的針狀穿刺物，然后在固定時可以將絕緣層穿刺直接和鋁線進行接觸，因此在發(fā)生雷擊是工頻電流會穩(wěn)定的流經(jīng)防弧金具上，因此防雷擊效果非常好，絕緣導(dǎo)線發(fā)生斷線的情況明顯降低。下圖中則是穿刺型防弧金具的圖片，該類防弧金具具有G1和G2兩個放電極，在工作時如果發(fā)生雷擊情況，過電壓在G1的過電極上產(chǎn)生便會受到電磁力的作用進而轉(zhuǎn)移到G2放電極上，從而避免了導(dǎo)線被燒斷。穿刺型防弧金具的外形如圖1所示。

防弧金具的主要作用是充當(dāng)了雷電的擊穿點，因此可以說是一種棄卒保車的防護措施，該類防護器具的優(yōu)點是價格便宜，很容易實現(xiàn)，因此在我國的配電網(wǎng)絡(luò)的絕緣導(dǎo)線應(yīng)用非常廣泛。但是該種防護措施還是對導(dǎo)線的絕緣進行了破壞，所以要定期的對安裝位置的絕緣層實施修補，防止因為受潮風(fēng)化脫落。

3 安裝金屬氧化物避雷器

金屬氧化物避雷器之前主要適用于變電站的防雷措施，如今進行改進之后運用到線路防雷的作用中，架空絕緣導(dǎo)線中所使用的金屬氧化物避雷器主要是間隙型金屬氧化物，該類避雷器的特點是具有比較好的非線性富安的特性，因此如果收到雷擊作用時避雷器會保護并聯(lián)的絕緣子。在雷電過電壓沖擊之后，避雷器兩端的電壓會明顯降低，而避雷器自身的阻抗卻得到升高，從而起到了限制工頻電流的作用，避免由于雷擊導(dǎo)致斷線的事故發(fā)生，如圖2所示。

自剛開始引用金屬養(yǎng)護避雷器時，工作人員會在避雷器的本體的高壓部位安裝一個引弧環(huán)，其作用是在引弧環(huán)和絕緣導(dǎo)線之間形成間隙，這樣能更好的幫助方式雷擊，但是在安裝引弧環(huán)時沒有考慮到其它因素，比如鳥類動物會在引弧環(huán)和絕緣導(dǎo)線之間的間隙筑巢，因此會導(dǎo)致絕緣子絕緣效果受到影響；同時如果避雷器本體在受到雷擊作用而遭到破壞時依然不能對導(dǎo)線起到保護作用。經(jīng)不斷的實驗和改善，避雷器的本體高壓位置安裝一個半球形的電極裝置，然后在比較容易受到電擊導(dǎo)線位置再安裝一個具有間隙作用的線夾，如圖3所示。

結(jié)語

隨著科技不斷的發(fā)展，電力配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作人員對于架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的防護工作越來越有心得，因此在新建的架空絕緣導(dǎo)線線路，應(yīng)該不斷的加強雷擊防護措施，運用全新的防雷裝置，比如使用大爬距復(fù)合橫擔(dān)絕緣子，降低雷擊跳閘率減少由于雷擊作用而導(dǎo)致的斷線情況，為地區(qū)乃至國家的經(jīng)濟發(fā)展提供安全可靠的用電保障。

[1]高藝.10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護[J].價值工程，2013（36）.

[2]甘行軍，譚進，張敬國，唐程.架空絕緣線路防雷擊斷線措施的分析[J].高電壓技術(shù)，2010（03）.

[3]趙冬一，胡淑慧，湯霖，王蘭義.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷擊斷線技術(shù)措施的研究[J].2013 （04）.

TM85

A