架空絕緣線路雷擊斷線方案的選擇

廣東電網有限責任公司珠海供電局 "賴嘉源

【摘要】本文首先對防止架空絕緣線路雷擊斷線技術措施進行了分析，然后提出了架空絕緣線路的雷擊斷線方案，通過比較分析這些方案的優(yōu)勢和不足，來選擇最佳的架空絕緣線路雷擊斷線方案。希望能為廣大業(yè)內人士提供一些可供參考的意見。

【關鍵詞】架空絕緣線路;雷擊斷線;方案

引言

在城市電網的改造工程中，架空絕緣線路的應用越來越廣泛，這主要因為架空絕緣線路可以有效解決外物對架空裸線造成的影響。諸如高空拋物、樹枝等從而讓停電時間可以得到有效控制，讓供電的可靠性得到有效提高。采用架空絕緣線路有效減少線路跳閘事故發(fā)生的同時也存在了一些問題和弊端。所以加強對架空絕緣線路雷擊斷線方案的研究，對于提高供電的可靠性具有非常重要的意義。

一、雷擊斷線的原理分析

雷電發(fā)生時，極易使線路中的絕緣子發(fā)生閃絡，激發(fā)工頻續(xù)流極易出現，從而線路就會被燒斷，這也是高壓絕緣配電線路發(fā)生雷擊斷線的原理。由此可見，發(fā)生雷擊斷線主要是絕緣問題，而線路中的絕緣處理比較薄弱的地方則是針式瓷瓶和導線綁扎之處。在架空絕緣線路中，要想有效控制雷擊斷線事故的發(fā)生，就需要對絕緣薄弱環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，通過有效的措施使得工頻續(xù)流能夠被控制、如在雷擊發(fā)生時，及時切斷工頻續(xù)流，防止斷線發(fā)生。

二、防止雷擊斷線事故的技術方案分析

（一）接地避雷線

針對一些地勢比較空曠的地區(qū)，對配電線路設置接地避雷線無疑是一個良好的方案。安放避雷線能夠有效起到屏蔽的作用，導線上的感應過電壓就會相應的下降為1-k倍。而k則是導線和避雷線相互間的沖擊系數和耦合系數的乘積。通過對實際的例子分析可以發(fā)現，架設地線可以讓感應電流大幅下降，所以在對感應電流限制時采用架空地線的話能夠起到很好的效果。

但是由于重壓配電線路的絕緣水平偏低，架空地線在遇到雷擊后還是很容易出現反擊閃絡，從而出現工頻續(xù)流導致絕緣導線焙燒段的狀況。所以在對雷擊斷線進行防止時，如果采用架設架空地線的話并不能起到理想的效果，而且這種方案需要投資成本交稿，故而在實施改造的過程中具有很大的難度。

所以在直擊雷比較多的區(qū)域來架設地線可以用來放直擊雷，同時也可以用這種方式來作為放置感應雷電過電壓雷擊斷線的輔助措施。

（二）線路避雷器

全球各個國家經常采用的一種防止架空絕緣線路雷擊斷線的方案就是在配電線路上安裝避雷器。通常來說，這種方式在對配電線路的雷電過電壓進行限制時主要可以通過以下所述的兩個方面進行分析。首先是對感應過電壓的幅值進行限制，這種限制是現階段最為常用的一個方案。而另一個方面則是每當雷擊閃絡后吸收放電能量，對工頻續(xù)流進行限制，從而來實現保護導線的作用。

因為大部分的感應雷發(fā)電電流都不會超過1000A，在選擇避雷器的流通能力的過程中應該要重點考慮避雷器的經濟實用性，正常情況下大多選擇采用5kA的限流元件。但是一旦配電線路遇到直擊雷的時候，雷電流大部分都會大于20kA。而在這種情況下避雷器就會因為自身的流通能力不夠而出現爆炸，而且避雷器的電氣保護距離也存在一定的不足，這種情況造成的后果將不堪設想。所以避雷器的防雷擊效果并不是很理想。例如有的企業(yè)在某線路第一次出現雷擊斷線故障之后，就在雷擊區(qū)的線路段每個1檔設置了一組氧化鋅避雷器，但是后來還是發(fā)生了兩次雷擊斷線事故，表明線路避雷器的防雷擊效果并不理想。

（三）放電絕緣子

采用放電絕緣子來對絕緣導線的雷擊斷線進行防止，主要就是針對絕緣導線固定處的絕緣層進行剝離。剝離過后增加設置一種特制的金屬線夾，同時還要設置引弧放電間隙。當雷擊閃絡引發(fā)工頻續(xù)流的時，在特制的金屬線夾上，工頻續(xù)流將與弧發(fā)生作用被燃燒。而當線路出現跳閘后這時工頻續(xù)流就會停止燃燒，從而有效的對絕緣子進行保護，避免其被燒傷或者是被熔斷。

另一方面，采用放電絕緣子來對絕緣導線雷擊斷線進行防止，務必更換當前的針式瓷瓶。而且在實際的安裝過程中需要剝離絕緣線固定處的絕緣層后，還需要對絕緣罩進行相應的防水處理。但是這種方案的整個改造工程比較復雜，工程量以及投資也非常大。

（四）線路過電壓保護器

在雷害現象經常發(fā)生的一些國家，例如澳洲的澳大利亞、東亞的日本等國。這些相對發(fā)達的國家為了有效的控制線路雷擊斷線，通常會通過技術改進保護措施，采用了限流消弧角裝置。近幾年，該裝置已經得到了相當廣泛的推廣和使用以防止架空絕緣線路的雷擊斷線事故。

一般來說，限流消弧裝置的工作原理是在氧化鋅限流元件放電間隙時，對雷擊產生的電流產生作用，使電流得到釋放;而雷擊產生的工頻續(xù)流就會被氧化鋅限流元件切斷，從而有效的防止架空絕緣線路被燒傷或者被熔斷。經過多年在各個國家的推廣應用，限流消弧角裝置能夠起到很好的效果，開始受到更多人的重視和歡迎，現階段防止架空絕緣線路雷擊斷線的主要措施就是利用限流消弧角裝置。

圖1

在限流消弧裝置基礎上，通過技術的改進，提出了新的防止架空絕緣線路雷擊斷線的新方案-線路過壓保護器。在線路過壓保護器裝置中，其主要由圖1中限流元件（1）、串聯不銹鋼引流環(huán)（2）、架空絕緣電纜（3）以及架空絕緣電纜之間構成的間隙（4）等組成。對于線路過壓保護器來說，它的工作原理與避雷器比較的類似，通常情況下會認為線路過壓保護器其實是一個帶外間隙的氧化鋅避雷器。在雷擊閃絡發(fā)生時，線路過電壓保護器的間隙被擊穿，雷電流經過氧化鋅限流元件流通到地，而工頻續(xù)流則會被氧化鋅元件的高阻阻斷滅弧，這樣絕緣線就不會被燒斷。線路過壓保護器的結構組成如圖1所示。

三、防止雷擊斷線事故的技術方案選擇

通過對上述幾種防止雷擊斷線事故的技術方案分析可知，線路過電壓保護器在安裝時比較方便，不需要對現有的絕緣子進行更換，也不需要對現有的線路設計進行改變。而且能夠實現成本投入不高的情況下起到很好的保護效果。

另外，線路過電壓保護器的利用限流元件快速切斷工頻續(xù)流來實現滅弧的，可以對雷電過電壓起到很好的控制作用，也可以不用斷路器跳閘來進行滅弧，這樣就會對供電質量造成影響，而且也不會中斷供電。但是，線路過電壓保護器則不需要將導線的絕緣層破開，不會對絕緣導線的使用壽命和機械拉伸性能造成影響。

所以現階段在選擇架空絕緣線路雷擊斷線方案時主要是選擇線路過電壓保護器。

四、結語

在對架空絕緣線路的雷擊斷線防止方案進行選擇時，因為線路過電壓保護器能起到比較理想的防止效果，而且雷擊導致的線路開關跳閘幾率也能得到有效控制，在實際的安裝時比較方便等優(yōu)點，使得其成為了目前架空絕緣線路雷擊斷線的首選方案。

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