淺析一種配網線路防雷裝置

王衛民　康國慶　崔化強　馮亢亢　呼松鶴

摘 要：針對雷雨天氣下，配網線路易發生雷擊斷線，絕緣子裙邊易破損，傘裙易積塵等現象，本文提出一種新型的防雷絕緣子，除了常規絕緣子已經有的承力主部件、傘裙主部件、橫擔連接部件以外，增加及改善了防雷部件、清潔部件、壓線部件。其中防雷部件的設計提高了配網線路的防雷效果，清潔部件的設計解決了傘裙易積塵的問題，壓線部件的設計在不影響絕緣導線抗拉強度的前提下降低了工作人員的剝線壓力。

關鍵詞：配網線路；雷擊斷線；防雷效果；絕緣子

中圖分類號：TU856 文獻標志碼：A

0 引言

目前，我國10kV配網線路是電力系統中公里數較長且與用戶關聯最為密切的電壓等級線路，為避免裸導線存在的安全問題，架空線路多采用絕緣導線，但是雷擊斷線事故頻發，國內采用較多的防雷措施是采用穿刺型放電箝位絕緣子，但從使用的效果來看，防雷效果并不明顯，主要表現是傘裙易積塵，絕緣子易燒毀，或者是造成絕緣子裙邊破損、瓷柱產生裂痕，使線路帶缺陷運行，嚴重威脅著電網的安全運行和人身安全。針對以上情況，本文提出一種新型的防雷絕緣子，其具有防雷效果好、清洗維護方便、抗污能力強等特點。

1 防雷絕緣子的整體結構

圖1為防雷絕緣子的結構圖，主要結構有絕緣子護罩（圖中1），主要作用是遮擋裸露線纜和金具；支撐部件（圖中2、12、18），主要作用是支撐電纜；壓線部件（圖中3、4、5、6），主要作用是固定電纜；傘裙（圖中13），主要作用是增加絕緣子的爬電距離；防雷部件（圖中7、8、9、10、11、17），主要作用是防止雷擊斷線；清潔部件（圖中14、15、16），主要作用是絕緣子的清潔去污。

絕緣子的主體材料選用硅橡膠復合材料，絕緣性能和耐污閃性能高，且有很好的憎水性和耐漏電起痕能力，其爬電距離大，提高了絕緣子的防污穢水平，絕緣子兩端采用硅橡膠高溫硫化密封，提高了防水、防滲性能。

2 防雷絕緣子結構的主要部件及其作用

（1）防雷部件

前文中提到，目前國內的配網線路防雷效果不佳，主要原因是雷擊閃絡后，工頻電流不能在較短時間內自行切斷，高溫對絕緣子及線路附件造成局部損壞，而且工頻電流容易把嵌位的絕緣子燒毀。本文提出的新型防雷絕緣子在以往防雷技術的基礎上進行了改進，防雷部件主要包括引弧棒、引弧頭、消弧棒、消弧頭、滅弧柵片、距離調節裝置。當線路受到雷擊時，引弧棒和消弧棒迅速進行閃絡放電，形成短路電流，避免絕緣子主體結構被擊毀，考慮到雷擊電弧的長時間燃燒可能會燒壞引弧棒和消弧棒，在引弧棒和消弧棒上分別增加一定數量的滅弧柵片，滅弧柵片均為鋼制材料并在表面鍍鋅，以增強嚴弧柵片的耐腐蝕性。防雷部件的作用機理是引弧棒將雷擊電弧引至防雷部件上，先在引弧棒表面的滅弧柵片上進行燃燒，剩余電弧在引弧頭和消弧頭上燃燒，最后消弧棒表面的滅弧柵片將引燃至消弧棒上的電弧消滅。在此基礎上，考慮到現有絕緣子的引弧棒和消弧頭距離無法根據環境、海拔或者不同的使用地點進行調節，需要定制不同的絕緣子，設計中增加了引弧棒和消弧棒的距離調節部件（圖中17），引弧棒可以距離調節部件為軸心進行轉動，以調節引弧頭和消弧頭之間的距離。

有一種情況是看著絕緣子表面完好，但其內部結構已經被雷電擊穿，絕緣性大大降低。以往的防雷型絕緣子沒有雷擊標志，為了確認絕緣子是否被雷擊過，需要工作人員登桿檢察，而本文提出的新型防雷絕緣子在消弧頭上增加雷擊標志牌，當絕緣子遭遇雷擊時，雷擊標志牌將會被燒毀輟落，這樣，巡視人員無需登桿，只需要確認雷擊標志牌是否完好就能判斷絕緣子是否遭遇雷擊，此處設計可以減輕工作人員的巡視壓力，提高工作效率。

（2）清潔部件

新型絕緣子雖然主材料為硅橡膠復合材料，防污水平較強，但不可避免地仍會有少量污塵粘附在傘裙上，為進一步提高絕緣子的防污性能，為絕緣子設計了清潔部件，主要包括螺旋葉片、套環、清潔件，其中套環作為軸承固定于絕緣子的圓柱形主體結構上，套環外圍連接螺旋葉片，螺旋葉片邊緣安裝清潔件，在較小的風力或者人為外力下，螺旋葉片會以套環為軸進行轉動，對傘裙表面進行清潔，同時，所有清潔部件的材料均為環氧樹脂材料，不會影響絕緣子的絕緣性。清潔部件的設計，大大降低了工作人員清洗絕緣子的勞動強度。

（3）壓線部件

新型防雷絕緣子的壓線部件主要由夾線座、壓線塊、螺栓、壓緊螺母構成。其中壓線塊由兩個半圓組成，下面的半圓內表面分布著米格型穿刺齒，上半圓內表面為光滑曲面。在固定絕緣導線時，不用剝去絕緣導線的絕緣層，可以直接放入壓線塊內，通過緊固螺栓、螺母以壓緊絕緣導線，完成導線的固定，在壓緊導線的同時，下半圓內表面的穿刺齒扎入絕緣導線內，使金具和絕緣導線內的導電體相連。我們知道，絕緣導線在受力時，上半部分相對下半部分而言承力較大，而絕緣子壓線塊的上半圓內表面為光滑曲面，在壓緊導線的時候不會破壞絕緣導線的上半部分表面結構，因此不會降低絕緣導線的抗拉強度。穿刺型壓線部件的設計，省去了絕緣子固定導線時的剝線步驟，提高絕緣導線固定的效率。

結語

以上主要講述了一種新型防雷絕緣子的整體結構、防雷部件、清潔部件和壓線部件而對于其他部分如絕緣子護罩、傘裙部件、支撐部件等沒有進行詳細說明，但這些部件也在一定程度上運用了絕緣子相關的前沿技術。綜合來說，文中提出的新型防雷絕緣子可以很好地解決雷擊斷線、引弧棒易燒毀、裙邊易破損、傘裙易積塵等問題。減少了雷雨天氣下電網遭遇雷擊發生安全事故的風險，保障了電網的運行安全，具有重大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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