關(guān)于配電線路絕緣導(dǎo)線的防雷措施及分析

摘要：隨著時代的不斷發(fā)展，我國各大行業(yè)也進(jìn)入到了新的發(fā)展階段，特別是在近些年，信息化的先進(jìn)技術(shù)條件下，更多的社會因素將影響著市場的發(fā)展，而對于我國來說，工業(yè)是近代發(fā)展極為迅速的一個行業(yè)，而工業(yè)的運(yùn)作主要需要大量的能源。所以受此影響，我國能源產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出新的發(fā)展方向，特別是城市化改革漸漸深入，用電的需求不僅僅是在工業(yè)，對于人們的基礎(chǔ)生活，也是一種無形的保障。當(dāng)人們在對用電需求不斷上升的同時，對于用電的安全性也有了較高的要求。所以研究關(guān)于配電線路絕緣導(dǎo)線的防雷措施，將對我國電力安全的發(fā)展帶來重要的意義。

關(guān)鍵詞：配電線路絕緣導(dǎo)線;防雷措施;分析和探索

0引言

配電線路在我國電力行業(yè)中主要擔(dān)負(fù)著輸送電力的任務(wù)，雖然說在電力運(yùn)送過程中產(chǎn)生的大部分安全事故都是源于自然災(zāi)害，人為因素較少，但是并不代表就可以忽視自然災(zāi)害對配電線路造成的安全危害，特別是在一些特殊的惡劣天氣，例如一些雷暴天氣，很多線路都會因?yàn)槭艿狡渫话l(fā)性，而造成嚴(yán)重故障，不但無法保證電力正常的輸送，還會引發(fā)大面積停電以及觸電的安全隱患，所以，對于相關(guān)電力部門來說，如何對配電線路絕緣導(dǎo)線采取防雷措施，將會是研究的重點(diǎn)，而筆者將通過本文，常見10KV架空絕緣導(dǎo)線的防雷方法進(jìn)行分析和探討。

1.配電線路的防雷性能以及跳閘條件

若要分析線路的防雷性能，首先需要確定線路的耐雷性能以及受到雷擊的跳閘概率，其中，前者的判定思路是在雷擊條件下，配電電路不產(chǎn)生閃絡(luò)問題，所能經(jīng)受的最大電流值;而后者的計(jì)算，主要是根據(jù)一條線路每年的跳閘次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最后計(jì)算出每100KM線路跳閘的平均值。若出現(xiàn)耐雷性能升高且跳閘幾率降低的情況，則可以判定配電線路有較好的防雷性能。反之則亦然。而對于配電線路的跳閘條件，首先需要以下兩個因素，即其一，雷擊產(chǎn)生的電流高于或者等于配電線路的耐雷性能，且讓線路發(fā)生閃絡(luò)問題;其二，工頻閃絡(luò)被改變?yōu)榉€(wěn)定的電弧。其主要原因是由于直接雷擊或者感應(yīng)雷產(chǎn)生了過電壓，而后者也是諸多輸電線路發(fā)生雷擊事故的主因[1]。

2.直接雷擊的過電壓分類

分析以往事故案例，可以將直接雷擊產(chǎn)生的事故按照雷擊位置不同分為三類，即1、雷擊位置在桿塔塔頂處;2、雷擊位置在避雷線中間;3、雷擊位置在導(dǎo)線或者避開避雷線直接打在導(dǎo)線上。而本次研究的對象是接地且已安裝避雷針的中性線，詳細(xì)分析如下：

2.1"雷擊位置在桿塔塔頂處

在還未發(fā)生雷擊現(xiàn)象時，附著在桿塔或者雷電通道的負(fù)電荷會與正電荷發(fā)生感應(yīng)現(xiàn)象，而后當(dāng)雷擊發(fā)生時，負(fù)電荷則通過流動與桿塔以及線路的正電荷相遇，同時結(jié)合形成一股電流（如下圖圖一所示），而由于雷擊的效果，桿塔以及線路絕緣層的電位會上升，但是由于絕緣層的電壓未能達(dá)到甚至高于耐雷性能，所以不會出現(xiàn)閃絡(luò)問題，反之則亦然。而通過以上分析可知，耐雷水平應(yīng)該是一個可變的數(shù)值。

圖1"雷擊位置在桿塔塔頂?shù)氖疽鈭D

2.2雷擊位置在避雷線中間

如下圖所示，圖2為雷擊位置在避雷線中間的示意圖，其中i表示的是雷電流，而A點(diǎn)是雷擊的切入點(diǎn)，那么可以得出A點(diǎn)的電壓計(jì)算公式為：。

圖2雷擊位置在避雷線中間的示意圖

2.3雷擊位置在導(dǎo)線或者避開避雷線直接打在導(dǎo)線

對于這種情況的雷擊電壓計(jì)算時，可以讓相當(dāng)于絕緣層閃絡(luò)電壓的一半，那么計(jì)算公式可以是：。

3.感應(yīng)雷產(chǎn)生過電壓計(jì)算和分析

3.1"感應(yīng)雷產(chǎn)生的過電壓計(jì)算

感應(yīng)雷是一種常見的易造成配電線路短路的雷擊現(xiàn)象，具有較大的危害性。如果將作為感應(yīng)雷擊的電流值（KA），而作為配電線路的平均懸掛高度（m），S則是雷擊位置到線路的最短距離（m），可以得出公式：（S>65m）[2]。

3.2感應(yīng)雷產(chǎn)生的過電壓分析

對于以上的公式，具體可以得出三種不同的結(jié)論，其一，雷擊點(diǎn)越靠近導(dǎo)線，則因?yàn)楦袘?yīng)產(chǎn)生的電壓也越高。簡而言之，就是假設(shè)導(dǎo)線兩端的引雷范圍分別為5，則雷擊現(xiàn)象會發(fā)生在桿塔或者導(dǎo)線，而發(fā)生雷擊的地面則要在大于5距離以外，而以上公式的適用范圍則是在S大于65米的情況下;其二，雷擊產(chǎn)生的電流越大，則雷電通道的電荷越密集，同時產(chǎn)生的靜電場越強(qiáng)，所得的過電壓也就越高;其三，導(dǎo)線的平均高度與感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓成正比[3]。

4.配電線路的防雷措施改進(jìn)

雖然說目前我國大部分配電線路已經(jīng)具有一定的防雷手段，但是在防雷過程中還是存在一定的問題，而根據(jù)以上的雷擊類型以及不同的雷擊在絕緣體產(chǎn)生的過電壓分析可知，配電線路的防雷措施可以進(jìn)行一些有效的改進(jìn)。

4.1"提升配電電路的絕緣效果

根據(jù)以上分析可知，閃絡(luò)問題的產(chǎn)生是受到過電壓的大小以及絕緣性能的影響，雷擊電弧損壞線路情況與線路閃絡(luò)的電場梯度為正比關(guān)系，所以，提升絕緣體的絕緣水平，可以有效降低閃絡(luò)問題的產(chǎn)生，即便是線路出現(xiàn)閃絡(luò)，也會消弱電弧強(qiáng)度，不過由于成本較高，這種技術(shù)還未普及。例如上海這個城市就廣泛運(yùn)用了玻璃鋼熔妊橫擔(dān)材料，也是由于其有較強(qiáng)的絕緣性，但是也存在較大的缺陷，即雖然能夠有效降低閃絡(luò)概率，但是無法解決雷擊造成的線路斷線的問題。

4.2"增加避雷線

避雷線的主要作用是引走雷擊產(chǎn)生的產(chǎn)生的電流，與接地線不同，因?yàn)橛行┨厥馇闆r下，雷擊只會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，采用避雷線則可以有效降低過電壓，從而起到防雷的效果，不過就目前而言，避雷線也存在較多的問題，例如對于架設(shè)環(huán)境需要有一定的要求，而且在成本以及架設(shè)裝置方面的要求太高。

4.3"普及金具柱式絕緣體，為線路提供保護(hù)

金具柱式絕緣體的工作原理主要是通過電導(dǎo)或者電容的性質(zhì)進(jìn)行線路保護(hù)，一般在安裝金具柱式絕緣體時，首先需要將保護(hù)金具外的絕緣層剝離，同時在金具外部增加絕緣罩，讓導(dǎo)線與絕緣體形成一種類似電導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，從而保證保護(hù);而相對而言，電容具有高頻阻抗少、泄露少等特點(diǎn)，則可以通過在絕緣體外再加一層導(dǎo)體，讓整個導(dǎo)線變成一個類似電容的結(jié)構(gòu)，而當(dāng)出現(xiàn)雷擊時，電容兩極的電壓不會發(fā)生改變，而雷擊產(chǎn)生的電流則通過導(dǎo)線傳遞到金具柱式絕緣體中，從而體現(xiàn)了保護(hù)線路的效果，而裝置本身也比較便捷，無需多余的改裝。

綜上所述，對于配電線路絕緣導(dǎo)線的防雷措施可以通過以下三點(diǎn)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：1、采用金具柱式絕緣體，減少線路因?yàn)槔讚粢l(fā)斷路;2、每條線路間隔安裝玻璃鋼熔妊橫擔(dān)，同時需要在頭尾桿或者分段桿處增加絕緣體，以保證絕緣的效果;3、制定科學(xué)的線路檢修方案，并將以上防雷措施加入到計(jì)劃中。

5.結(jié)語

配電線路的安全性和可靠性一直都是相關(guān)電力部門所關(guān)注的問題，特別是在一些惡劣的環(huán)境下，線路不但需要有基本的隔絕能力，同時也需要有一定的耐受強(qiáng)度，特別是針對雷擊這種自然條件下產(chǎn)生的強(qiáng)電流，除了完整的絕緣以外，也需要通過科學(xué)合理的方法把雷擊產(chǎn)生的電流引走，從而讓電路本身受到較好的保護(hù)。當(dāng)然，防雷措施也不僅如此，也需要根據(jù)雷擊的位置以及雷擊的特點(diǎn)進(jìn)行分析，而這些分析，也作為挑選和研究科學(xué)防雷方案的依據(jù)和基礎(chǔ)，為我國配電線路的防雷性能帶來重要的改進(jìn)和提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱真，倪德芬.10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷保護(hù)研究[J]，機(jī)電信息，2014，09（27）：13-15.

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[3]張全立.城市配電線路絕緣化和防雷措施研究[J]，中國電力教育，2014，05（15）：262-263.