簡要分析架空絕緣導線雷擊斷線情況和解決對策

（國網(wǎng)瀘州供電公司，四川 瀘州 646000）

簡要分析架空絕緣導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）

架空絕緣導線雷擊事故時有發(fā)生，嚴重影響著人們的生活以及生產作業(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線導致雷擊而出現(xiàn)斷電的情況，本文對于架空絕緣導線進行全面的分析，從地勢情況、安裝技術、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線雷擊斷線的事故發(fā)生率。

架空絕緣導線；復合橫擔絕緣子；穿刺型間隙避雷器

架空絕緣導線的特點是有落體導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)絡建設過程中應用越來越廣泛。然而在實際的應用過程中也爆漏了一些其他的問題，如架空絕緣導線很容易造成雷擊斷線的情況，因此對于配電網(wǎng)絡的可靠穩(wěn)定性均造成巨大的威脅。資料顯示架空絕緣導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﹑箝位絕緣子的應用﹑金屬氧化物接閃桿和穿刺金具等。本文就對架空絕導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﹑絕緣導線雷擊斷線的發(fā)生機理

1 絕緣導線遭受雷擊并發(fā)生斷線的特征

經(jīng)過多次的觀察發(fā)現(xiàn)，絕緣導線的檔距中央的導線遭受雷擊時，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

因為當檔距中央的導線遭受雷擊時，雷電流的分配方式是根據(jù)兩側的線路波阻抗的情況進行的，由于工頻電流會產生電磁力，因此雷電流會流經(jīng)遠離電源側的桿塔位置，因次在電源一側的導線則很容易發(fā)生雷擊，從而導致短路斷裂。絕緣導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)導線斷裂；或者工頻電流會產生電磁力，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致斷裂。

二﹑雷電感應過電壓和過電流值的估算

若配電導線受到雷擊時，架空絕緣導線會感應出過電壓，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表示的是導線和地面的距離。S表示的是雷擊點和導線之間的距離。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過電計算匯總

表2 10 kV架空線路不同距離處的雷電感應過電流計算匯總表

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﹑架空絕緣導線防雷擊斷線的技術措施

1 架設避雷線或架空地線

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空地現(xiàn)或者架設避雷線等措施。在國際上運用該項技術比較早的要數(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線的感應過電壓，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線線路的樹木﹑建筑物的影響，因此要設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，并且能夠和鋁導線保持良好的接觸，如果雷擊造成絕緣導線擊穿時，工頻電流會在防弧金具上進行燃燒，從而避免了導線的熔斷。在使用防弧金具保護絕緣導線時，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線的結構完全破壞，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，在其卡槽內部設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的過電極上產生便會受到電磁力的作用進而轉移到G2放電極上，從而避免了導線被燒斷。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)絡的絕緣導線應用非常廣泛。但是該種防護措施還是對導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)和絕緣導線之間的間隙筑巢，因此會導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線位置再安裝一個具有間隙作用的線夾，如圖3所示。

結語

隨著科技不斷的發(fā)展，電力配電網(wǎng)絡系統(tǒng)的工作人員對于架空絕緣導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線線路，應該不斷的加強雷擊防護措施，運用全新的防雷裝置，比如使用大爬距復合橫擔絕緣子，降低雷擊跳閘率減少由于雷擊作用而導致的斷線情況，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。

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