10kV架空絕緣導線防雷擊斷線技術研究與應用

施學昭 付四喜 貴童 汪衛(wèi)疆

摘要：10kV配電線路是我國電力系統(tǒng)中應用最為廣泛的線路設備設施，該種輸配電線路具有結構設置靈活性強、電能損耗低、綜合造價少等優(yōu)勢，但自雷擊也會引發(fā)架空絕緣導線出現(xiàn)閃絡、斷線等情況，加強對10kV架空絕緣導線防雷擊斷線技術的研究十分必要。基于此，本文從10kV防雷支柱絕緣子概述出發(fā)，對一種新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線技術展開深入研究，并分析該種技術的應用效果，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞：10kV架空絕緣導線;防雷擊斷線技術;研究

引言

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各地區(qū)用電量不斷增加，配電線路運載壓力不斷增加，部分建造年限較久的線路在本身絕緣方面存在一定欠缺，無法有效應對直擊雷和感應雷的沖擊。為滿足不斷變化的用電需求，當前各地區(qū)電網(wǎng)公司都在逐步對輸配電線路進行升級和改造，具有更的架空絕緣導線在現(xiàn)代輸配電線路工程中的應用愈加廣泛。從輸配電工程的實際情況出發(fā)，深入研究10kV架空絕緣導線的防雷擊斷線技術，是保障國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要措施。

1 10kV防雷支柱絕緣子概述

10kV配電線路是我國電力系統(tǒng)中應用最為廣泛的線路設備設施，在雷雨天氣中，當雷電直接擊中10kV配電線路相關設備設施時，塔頂和配電線路中會發(fā)生閃絡現(xiàn)象，進而引發(fā)跳閘斷電，雷電在擊中導線周圍物體時，部分10kV配電線路也可能因感應電壓過高而發(fā)生閃絡，導線絕緣層會在瞬間電弧電流的作用下被直接擊穿，連續(xù)工頻電弧在絕緣層損壞位置中持續(xù)燃燒，導線可能在較短時間內(nèi)完全燒斷。為消除這一不良因素對電力系統(tǒng)輸配電線路正常運行產(chǎn)生的影響，國家電網(wǎng)相關文件中特別指出，應將過電壓保護器安裝在城市電網(wǎng)架空絕緣線路中，避免雷擊斷線事故的出現(xiàn)。下文對一種新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置的技術方案進行詳細介紹。

2 新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線技術研究

2.1 技術研究內(nèi)容

新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置的研究內(nèi)容主要包含以下幾點

①對主動式攔截雷電技術進行研究，包含高導耐腐鈦合金接閃器與絕緣屏蔽引下線[1]。該技術研究方向是利用高導耐腐蝕鈦合金接閃器和專用絕緣屏蔽引下線將雷電直接由低電阻接地網(wǎng)引入大地中，快速釋放的輸配電電路中的雷電流能量，避免架空線路中出現(xiàn)過電壓情況，從而消除雷擊斷線危害，提高10kV架空絕緣導線的防雷能力。

新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置的示意圖如圖1所示。

②研究提供適合絕緣性能的玻璃纖維增強光纖支撐桿技術。使用纖維增強復合材料（FRP）作為增強光纖材料，該種材料具有良好的耐腐蝕、耐久性特點，能有效減少桅桿負載[2]。

③研究電力系統(tǒng)智能監(jiān)控技術，利用智能監(jiān)控技術對防雷裝置的工作進行全過程監(jiān)控，對其性能和工作狀態(tài)進行檢測，留存防雷裝置的防雷工作記錄。該技術主要依托智能雷電計數(shù)器得以實現(xiàn)，該裝置能全面監(jiān)控并記錄防雷電擊斷線裝置的所有工作記錄，為技術人員深入研究防雷保護工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.2 裝置設計依據(jù)

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輸配電線路是利用接閃器配合綜合接地系統(tǒng)防止直擊雷傷害線路的，其中綜合接地系統(tǒng)中的熱鍍鋅圓鋼引下線網(wǎng)絡能將直擊雷直接引入大地中[3]。但該裝置難以有效應對因感應雷而引發(fā)的過電壓現(xiàn)象，輸配電線路的安全運行風險系數(shù)仍居高不下。因此，在對新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置進行設計時，不僅要關注直擊雷可能對輸配電線路造成的傷害和影響，還需要全面關注電子電器設備周邊區(qū)域中在雷電天氣中可能遭受雷擊的問題，避免防雷裝置在過強感應電流的影響下發(fā)生電線擊斷情況。

為預防這一問題的發(fā)生，新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置將高性能絕緣材料布置在鈦合金引下線周邊環(huán)境中[4]。該種材料能達到1000mm空氣分離同樣規(guī)格的絕緣效果，并且可直接安裝在具有絕緣能力升級需求的線路桿塔上，能有效提高10kV架空絕緣導線的絕緣防雷擊水平。IEC規(guī)定的防雷標準如圖2所示：

2.3 設計方案

新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置中包含的裝置主要有高導耐腐蝕接閃器、絕緣玻璃纖維增強光纖（FRP）桅桿、隔離支架、絕緣屏蔽引下線、智能雷電計數(shù)器等[5]。整個裝置不會直接接觸10kV輸配電線路，裝置中不包含電氣導通構件，完成安裝后不會對10kV輸配電線路的正常運行產(chǎn)生影響，屬于完全獨立工作的系統(tǒng)。新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置的系統(tǒng)結構圖如圖3所示。

3 應用效果分析

安裝新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線裝置后，10kV輸配電線路的防雷擊斷線能力得到顯著增強，最大程度消除直擊雷、感應雷對10kV輸配電線路的影響和危害，同時該裝置具有一定的防爆炸、防雷擊、防斷線效果，從根本上減少絕緣導線的過電壓燃燒斷線概率，具有良好的應用價值。

結語：

綜上所述，電力是現(xiàn)代社會中應用最廣泛的能源，對促進各行業(yè)發(fā)展都具有重要的支撐作用。為充分滿足社會中不斷增大的用電需求，提高輸配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，各電力企業(yè)都在加強對新型供配電技術的研究，10kV輸配電線路作為國內(nèi)電力系統(tǒng)中應用最廣泛的輸配電線路，在絕緣能力上存在一定欠缺，尤其在自然雷電的影響下，容易出現(xiàn)閃絡、線路擊穿等問題，本文對一種新型屏蔽絕緣隔離10kV架空絕緣導線防雷擊斷線技術進行深入研究，希望能為我國電力事業(yè)的發(fā)展獻計獻策。

參考文獻：

[1] 呂晶晶， 吳勝利， 黃長勝，等. 預防架空絕緣導線雷擊斷線裝置的技術研發(fā)及應用[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2019（6）：2.

[2] 張孟濤， 葉明友， 許萌，等. 基于絕緣導線雷擊斷線機理的防雷裝置研究與應用[J]. 2021（2016-16）：31-32.

[3] 夏永強， 馮海超， 鄭智勇. 10kV絕緣導線防斷線用避雷器串聯(lián)羊角間隙的距離確定方法[J]. 電力科學與技術學報， 2019， 34（1）：6.