10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的防護措施

范世鵬

摘要：在電力事業(yè)快速發(fā)展下，社會用電量急劇增長，這就對新時期的電力工程建設(shè)提出了更高的要求。在10kV配電網(wǎng)建設(shè)中，由于架空線路自身特性，架空導(dǎo)線很容易受到雷擊影響出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，線路受損將嚴重影響到用戶的用電體驗，甚至還會產(chǎn)生安全事故。通過10kV配電網(wǎng)架空導(dǎo)線絕緣化處理，可以有效改善導(dǎo)線雷擊斷線事故出現(xiàn)，確保線路可以正常使用，提升供電質(zhì)量和安全。本文就10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線進行分析，結(jié)合實際情況，提出合理的防護措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)：架空導(dǎo)線：絕緣化：雷擊斷線：防護措施

10kV配電網(wǎng)架空線路在運行中，對線路的絕緣化處理十分關(guān)鍵，主要是由于架空線路長期暴露在自然環(huán)境的影響下，通過絕緣化處理可以有效避免由于接地或是碰線帶來的安全事故。更為重要的是，由于導(dǎo)線絕緣性能，即便出現(xiàn)導(dǎo)線斷線問題，也可以獲得安全保障。較之常規(guī)的電纜線路而言，通過絕緣化處理的10kV配電網(wǎng)架空整體投資成本要小得多，并且不需要道路開挖，所以無論是施工周期還是施工難度都要小得多。但是，配電網(wǎng)架空線路絕緣導(dǎo)線仍然存在一定的安全隱患，最為典型的就是雷擊斷線問題，還有待進一步完善。由此，加強10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護研究很有必要，有助于維護線路運行安全，為社會提供更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的供電服務(wù)。

一、10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線原因

在10kV配電網(wǎng)架空線路運行中，如果感應(yīng)雷過電壓直接作用在10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線上，可能導(dǎo)致絕緣層損壞發(fā)生閃絡(luò)事故，擊穿導(dǎo)線，發(fā)生安全事故。由于周邊絕緣層存在阻凝特點，所以工頻續(xù)流燒斷線芯后會在間隙之間持續(xù)燃燒，在短時間內(nèi)將會燒斷導(dǎo)線。尤其是在10kV配電網(wǎng)架空線路運行中，導(dǎo)線絕緣性較為薄弱，雷擊帶來的過電流和過電壓將會導(dǎo)致導(dǎo)線三相對地閃絡(luò)問題，受到這一因素影響，受到熱應(yīng)力作用影響，可能導(dǎo)致弧腹會面逐漸朝著10kV配電網(wǎng)上空移動，電弧交匯產(chǎn)生激烈的反應(yīng)，進而形成相間電弧?；诖?，可以了解到電弧弧根溫度較高，集中在針孔位置上持續(xù)燃燒，燒斷架空導(dǎo)線，這種現(xiàn)象即為雷擊斷線事故。

二、10kV配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線有效防護措施

結(jié)合絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的機理和原因，所以在對這一現(xiàn)象安全防護措施選擇中，主要包括堵塞和疏導(dǎo)兩種。其中疏導(dǎo)是將絕緣子附近絕緣導(dǎo)線裸線化處理，促使工頻電弧弧根逐漸轉(zhuǎn)移到特定的金屬構(gòu)件上燃燒，這樣可以有效避免導(dǎo)線燃燒發(fā)生斷裂事故。疏導(dǎo)的方式實際操作較為簡單，并且不需要過高的投資，但是由于局部裸露，可能存在絕緣缺陷，產(chǎn)生其他的安全事故；加之線夾裝置可能存在抗震性不足的問題，線路受到強風(fēng)吹動后可能發(fā)生安全故障問題。而堵塞則是避免雷擊閃絡(luò)發(fā)生工頻續(xù)流起弧。絕緣子兩側(cè)局部絕緣導(dǎo)線加強和工頻電弧建弧率降低的方法，實際應(yīng)用中同樣可以滿足安全要求。對比分析兩種方法的優(yōu)勢來看，堵塞方法在實際應(yīng)用中的線路雷擊斷線防護效果更為突出，但是由于施工較為復(fù)雜，難度大，需要較大的投資，所以未能得到廣泛應(yīng)用。

（一）疏導(dǎo)式防雷措施

其一，局部剝離導(dǎo)線邊緣。此種方法在實際應(yīng)用中，主要是將絕緣子附近部分絕緣剝離，這樣出現(xiàn)一部分裸露導(dǎo)線，電弧可以在剝離區(qū)域活動，并非固定在某一點上燃燒。但是此種裸導(dǎo)線方式在實際應(yīng)用中還存在其他的問題，線路絕緣水平要遠遠小于正常的線路絕緣水平。

其二，防弧金具。大致可以分為兩種類型，一種是剝線型防弧金具與穿刺型防弧間隙兩種。就剝線型防弧金具來看，在實際應(yīng)用中主要是在絕緣子中心150mm～200mm附近剝離部分絕緣，安裝防弧金具，形成放電間隙。線路受到雷電沖擊后形成的電弧固定在金具上燃燒，這樣可以有效避免導(dǎo)線被燒斷。同時，環(huán)網(wǎng)也可以選擇在絕緣子附近安裝防弧金具。穿刺型防弧間隙則是通過定位雷電沖擊放電路徑，將工頻電弧弧根在防弧間隙電極上固定，這樣可以有效避免雷擊造成絕緣導(dǎo)線發(fā)生斷線事故。防弧間隙電極和絕緣導(dǎo)線穿刺接觸，可以釋放更高的電位，安裝過程中并不需要剝離絕緣導(dǎo)線的絕緣層，只需要按照正常運行方式將防弧間隙安裝在絕緣子負荷側(cè)即可。

其三，箝位絕緣子。就箝位絕緣子來看，其中主要包括支柱絕緣子、絕緣罩和高壓電極幾個部分組成。通過絕緣導(dǎo)線固定處剝離絕緣層，并安裝引弧放電間隙和金屬線夾，以此來充當(dāng)高壓電極。盡管安裝方式選擇剝線式，但是為了線路安全設(shè)計了高壓電極絕緣罩，這樣可以有效避免絕緣導(dǎo)線局部線路裸露問題出現(xiàn)。

（二）堵塞式防雷措施

其一，架空避雷線。此種方式主要是在空曠的地區(qū)使用，架設(shè)避雷線來避免10kV配電網(wǎng)架空絕緣線路感應(yīng)到過電壓，在一定程度上可以避免雷擊斷線事故出現(xiàn)，但是此種方法投資較大，加之配電線路設(shè)計絕緣水平不高，所以架空避雷線很容易受到雷擊發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，進而引發(fā)工頻續(xù)流熔燒斷導(dǎo)線現(xiàn)象的出現(xiàn)。所以，此種方法在實際應(yīng)用中較少，應(yīng)用范圍狹窄。

其二，線路過電壓保護器。線路過電壓保護器在實際應(yīng)用中，主要是通過外間隙，與氧化鋅限流元件外放電間隙，線路發(fā)生雷電過電壓時，外間隙放電，雷電流在經(jīng)過氧化鋅限流元件后釋放，截斷工頻續(xù)流，這樣可以有效避免架空絕緣線路出現(xiàn)燒斷線路故障出現(xiàn)。線路在過電壓保護器限流元件和線路絕緣子并聯(lián)處理，如果雷電帶來的過電流導(dǎo)致線路保護器球串聯(lián)發(fā)生間隙動作，在一定程度上可以降低導(dǎo)線和塔臂電位差，這樣可以有效避免絕緣子發(fā)生閃絡(luò)問題，避免線路短路或是燒斷停電，影響到正常的用電體驗。串聯(lián)間隙后，對于其中仍然殘留的限流元件本體電壓遠遠小于干絕緣子閃絡(luò)電壓，這樣將阻斷工頻續(xù)流，有效避免后續(xù)仍然存在斷線事故，提升供電質(zhì)量。

其三，氧化鋅避雷器。此種裝置在實際應(yīng)用中，可以幫助線路有效抵御雷電過電壓的影響，但是保護范圍僅僅局限在本桿設(shè)備。由于無間隙氧化鋅避雷器在使用中，直接連接避雷器和導(dǎo)線，可以吸收雷電產(chǎn)生的能量，具有較為突出的無放電時延優(yōu)勢。但是，此種裝置在實際應(yīng)用中，難以承受工頻電壓帶來的影響，并且承受雷電過電壓具有間歇性特點，避雷器很容易磨損、老化，出現(xiàn)故障問題。與此同時，避雷器和導(dǎo)線直接連接，如果避雷器出現(xiàn)故障，將無法有效避免雷擊斷線事故出現(xiàn)，影響到供電質(zhì)量和安全。

結(jié)論：

綜上所述，架空導(dǎo)線很容易受到雷擊影響出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，進而發(fā)生短路和線路受損現(xiàn)象，嚴重影響到用戶的用電體驗，通過選擇合理的防護裝置，盡可能避免受到雷擊影響，提升供電質(zhì)量安全。