由于絕緣導(dǎo)線在安全性方面的優(yōu)勢(shì)，架空配電線路的絕緣化成了一個(gè)必然的趨勢(shì)。但是，由于防雷措施不足等，雷擊故障已成為絕緣導(dǎo)線中最突出的問(wèn)題，據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，配電線路遭受感應(yīng)雷占80%，感應(yīng)雷的放電電流通常小于1kA，感應(yīng)過(guò)電壓的幅值約可達(dá)200～300kV。如此高的過(guò)電壓幅值對(duì)10kV線路來(lái)說(shuō)是難以承受的。因此，雷擊感應(yīng)過(guò)電壓是引起線路絕緣閃絡(luò)乃至絕緣導(dǎo)線斷線的主要原因。本文主要針對(duì)架空絕緣線路的防雷技術(shù)進(jìn)行探討研究。雷擊斷線的機(jī)理：絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線特性與裸導(dǎo)線的情況相比有明顯不同，當(dāng)直擊雷或感應(yīng)雷過(guò)電壓作用于裸導(dǎo)線引起絕緣子閃絡(luò)時(shí)，接續(xù)的工頻短路電流電弧在電動(dòng)力的作用下沿著導(dǎo)線表面向背離電源方向滑動(dòng)，不會(huì)集中在某一點(diǎn)燒灼，并在工頻續(xù)流燒斷導(dǎo)線或損壞絕緣子之前就會(huì)引起斷路器動(dòng)作，切斷電弧，不會(huì)嚴(yán)重?zé)齻麑?dǎo)線；而絕緣導(dǎo)線則不同，雷電過(guò)電壓引起絕緣子閃絡(luò)并擊穿導(dǎo)線絕緣層時(shí)，被擊穿的絕緣層呈針孔狀，接續(xù)的工頻短路電流電弧受周?chē)^緣層的阻隔，弧根只能在絕緣擊穿點(diǎn)燃燒，在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線就會(huì)被整齊地?zé)龜?。特別是在耐張桿和盡頭桿導(dǎo)線的破口處，工頻續(xù)流更加容易建弧形成相間金屬性短路，造成斷線。因此，及時(shí)切斷雷電流引起的工頻續(xù)流是防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的根本方法。

一、分析雷擊斷線機(jī)理

縱觀國(guó)外近30年的研究成果，防止絕緣導(dǎo)線斷線的主要措施可分為如下4類(lèi)：

（一）安裝避雷裝置：安裝架空地線和避雷器來(lái)限制雷電過(guò)電壓和吸收雷電能量。

（二）延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑：采用局部增加絕緣厚度或采用長(zhǎng)閃絡(luò)路徑避雷器，其目的是通過(guò)延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑，導(dǎo)致電弧容易熄滅。

（三）局部剝離絕緣導(dǎo)線：采用防導(dǎo)線熔斷措施及新型絕緣子，安裝為局部剝離導(dǎo)線，相當(dāng)于裸導(dǎo)線，電弧能夠在剝離部分滑動(dòng)，而不是固定在某一點(diǎn)燒蝕。

（四）提高線路絕緣水平：即提高絕緣子的50%放電電壓來(lái)提高耐雷水平。

在配電線路上架設(shè)避雷線可使直擊雷向各個(gè)線柱分流，增強(qiáng)耐雷效果；對(duì)感應(yīng)雷來(lái)說(shuō)，由于避雷線的屏蔽效果，可抑制其在相導(dǎo)線中產(chǎn)生的過(guò)電壓。

近幾年在郊區(qū)一帶的雷區(qū)嘗試架設(shè)避雷線，經(jīng)過(guò)校核避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角，經(jīng)過(guò)2011～ 2014年的近3年時(shí)間的運(yùn)行，未發(fā)生雷擊事故，證明架空避雷線的防雷效果是十分理想的。而且，通過(guò)參照有關(guān)資料介紹，在配電線路上安裝避雷器來(lái)防護(hù)雷電過(guò)電壓是世界各國(guó)廣為采用的一種方法，采用避雷器來(lái)防護(hù)配電線路的雷電過(guò)電壓其作用大致有兩個(gè)方面：1、通過(guò)吸收雷電能量，達(dá)到保護(hù)的目的；2、安裝避雷器后能夠限制配電線路的感應(yīng)過(guò)電壓。我公司已在部分架空線路安裝避雷器。

二、滅弧方法

（一）使電弧的弧根拉長(zhǎng)熄滅

（二）斷路器跳閘滅弧

（三）使過(guò)電壓能量釋放

三、防止雷擊斷線與跳閘事故的思路

（一）提高線路絕緣水平或避免產(chǎn)生雷電過(guò)電壓。如：局部加強(qiáng)絕緣、架空避雷線。

（二）使電弧燃燒熔斷導(dǎo)線的時(shí)間延長(zhǎng)到超過(guò)斷路器跳閘的時(shí)間， 通過(guò)斷路器跳閘來(lái)滅弧。如：放電絕緣子、保護(hù)間隙、防雷金具等。

（三）使電弧在熔斷導(dǎo)線前瞬間熄滅。如：避雷器、線路過(guò)電壓保護(hù)器等。

四、過(guò)電壓保護(hù)措施

（一）局部加強(qiáng)絕緣提高線路絕緣水平。將配電線路中的瓷絕緣子更換成為硅橡膠絕緣橫擔(dān)，全線提高線路絕緣水平，雷電引發(fā)的工頻續(xù)流因爬距大而無(wú)法建弧。為了降低線路造價(jià)，可采用架空絕緣導(dǎo)線加強(qiáng)局部絕緣的方式，即在絕緣導(dǎo)線固定處加厚絕緣也是一種嘗試的辦法。

優(yōu)點(diǎn)：有效提高線路絕緣水平，免維護(hù)。

缺點(diǎn)：更換絕緣子的投資成本較大，而且只能減少斷線機(jī)率，防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷線效果不明顯。

（二）架空避雷線。作用：在空曠地區(qū)同桿架設(shè)架空避雷線對(duì)配電架空絕緣線路進(jìn)行屏蔽保護(hù)，架空絕緣線上的感應(yīng)電壓將降低（1-k）倍，k為避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)乘以沖擊系數(shù)。

缺點(diǎn)：投資成本大；雷擊架空避雷線后容易造成反擊閃絡(luò)/定位高度較低的雷電先導(dǎo)容易產(chǎn)生繞擊閃絡(luò)：仍然可能引發(fā)工頻續(xù)流熔斷絕緣導(dǎo)線。

（三）保護(hù)間隙。作用：保護(hù)間隙將電弧拉長(zhǎng)，使電網(wǎng)電壓不能維持電弧燃燒，是一種最簡(jiǎn)單的滅弧裝置。

缺點(diǎn)：1、間隙不能切斷雷電流之后的工頻短路電流，必須借助于自動(dòng)重合閘配合來(lái)切斷電弧。2、間隙電壓擾動(dòng)將影響電能質(zhì)量。3、間隙放電可能導(dǎo)致線圈形式的設(shè)備陡波擊穿。

（四）放電絕緣子。也稱(chēng)放電絕緣子或鉗位絕緣子。日本東京電力公司采用放電鉗位絕緣子以防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷線，如圖所示。即在絕緣導(dǎo)線固定處剝離絕緣層，加裝特殊設(shè)計(jì)的金屬線夾。當(dāng)雷電閃絡(luò)引發(fā)工頻續(xù)流時(shí)，工頻續(xù)流在該金屬線夾上燃弧直至線路跳閘以熄滅工頻續(xù)流，從而避免燒傷絕緣子和熔斷絕緣導(dǎo)線。

（五）防雷金具。防雷金具在原理上與鉗位絕緣子相同。在絕緣導(dǎo)線固定處剝離絕緣層，加裝特殊設(shè)計(jì)的金屬線夾。當(dāng)雷電閃絡(luò)引發(fā)工頻續(xù)流時(shí)，工頻續(xù)流在該金屬線夾上燃弧直至線路跳閘以熄滅工頻續(xù)流，從而避免燒傷絕緣子和熔斷絕緣導(dǎo)線。

（六）增長(zhǎng)閃絡(luò)路徑。通過(guò)增長(zhǎng)閃絡(luò)路徑，降低工頻建弧率，是防止架空絕緣線路雷擊斷線事故的另一思路。俄羅斯國(guó)家電力公司首先提出長(zhǎng)閃絡(luò)間隙保護(hù)方式，如圖所示。在橫擔(dān)上安裝一U形絕緣閃絡(luò)路徑，使U形頭部與絕緣導(dǎo)線之間的沖擊放電電壓比絕緣子放電電壓低。當(dāng)雷電過(guò)電壓時(shí)，該間隙先于絕緣子擊穿閃絡(luò)，并沿絕緣閃絡(luò)路徑發(fā)展。設(shè)計(jì)該絕緣路徑足夠長(zhǎng)，就可以阻止工頻續(xù)流建弧，切斷工頻續(xù)流。優(yōu)點(diǎn)：投資成本較低，免維護(hù)。缺點(diǎn)：如何保持間隙的問(wèn)題和如何與同桿及其它線路保持間距的問(wèn)題很難解決，間隙電壓擾動(dòng)將影響電能質(zhì)量。

（七）限流消弧角。該裝置利用放電線夾刺穿絕緣導(dǎo)線的絕緣層，形成對(duì)氧化鋅限流元件3 的尖端放電間隙，當(dāng)線路出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，尖端間隙2首先放電，雷電流經(jīng)氧化鋅限流元件釋放，而工頻續(xù)流則被氧化鋅限流元件截?cái)?，從而防止架空絕緣線路雷擊斷線事故的發(fā)生。

（八）氧化鋅避雷器。作用：隨著氧化鋅閥片的技術(shù)性能提高，氧化鋅避雷器優(yōu)良的保護(hù)性能已被人們接受，近年來(lái)廣泛地應(yīng)用于電氣設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)。缺點(diǎn)：1、保護(hù)范圍較?。褐荒軌虮Ｗo(hù)附近的電氣設(shè)備免受雷害。2、長(zhǎng)期承受運(yùn)行電壓：加速了電阻片的劣化而損壞。3、在消弧線圈接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生避雷器擊穿，將會(huì)造成長(zhǎng)接地。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，對(duì)于防止架空配電線路導(dǎo)線雷擊斷線措施是多種多樣的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，各地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況，采取合理措施，有效地防止雷擊斷線事故發(fā)生，保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：侯海波（1981-12），男，山東淄博高青縣人，漢族，大學(xué)本科學(xué)歷，國(guó)網(wǎng)山東高青縣供電公司員工，電力工程技術(shù)方向。