淺析一種配網(wǎng)線路防雷裝置

王衛(wèi)民　康國慶　崔化強　馮亢亢　呼松鶴

摘 要：針對雷雨天氣下，配網(wǎng)線路易發(fā)生雷擊斷線，絕緣子裙邊易破損，傘裙易積塵等現(xiàn)象，本文提出一種新型的防雷絕緣子，除了常規(guī)絕緣子已經(jīng)有的承力主部件、傘裙主部件、橫擔(dān)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(shè)計提高了配網(wǎng)線路的防雷效果，清潔部件的設(shè)計解決了傘裙易積塵的問題，壓線部件的設(shè)計在不影響絕緣導(dǎo)線抗拉強度的前提下降低了工作人員的剝線壓力。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)線路；雷擊斷線；防雷效果；絕緣子

中圖分類號：TU856 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

目前，我國10kV配網(wǎng)線路是電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級線路，為避免裸導(dǎo)線存在的安全問題，架空線路多采用絕緣導(dǎo)線，但是雷擊斷線事故頻發(fā)，國內(nèi)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(xiàn)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(chǎn)生裂痕，使線路帶缺陷運行，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)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(jié)構(gòu)

圖1為防雷絕緣子的結(jié)構(gòu)圖，主要結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)的主要部件及其作用

（1）防雷部件

前文中提到，目前國內(nèi)的配網(wǎng)線路防雷效果不佳，主要原因是雷擊閃絡(luò)后，工頻電流不能在較短時間內(nèi)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(shù)的基礎(chǔ)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(diào)節(jié)裝置。當(dāng)線路受到雷擊時，引弧棒和消弧棒迅速進行閃絡(luò)放電，形成短路電流，避免絕緣子主體結(jié)構(gòu)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(shù)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(yán)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(chǔ)上，考慮到現(xiàn)有絕緣子的引弧棒和消弧頭距離無法根據(jù)環(huán)境、海拔或者不同的使用地點進行調(diào)節(jié)，需要定制不同的絕緣子，設(shè)計中增加了引弧棒和消弧棒的距離調(diào)節(jié)部件（圖中17），引弧棒可以距離調(diào)節(jié)部件為軸心進行轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)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(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)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(biāo)志，為了確認(rèn)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(biāo)志牌，當(dāng)絕緣子遭遇雷擊時，雷擊標(biāo)志牌將會被燒毀輟落，這樣，巡視人員無需登桿，只需要確認(rèn)雷擊標(biāo)志牌是否完好就能判斷絕緣子是否遭遇雷擊，此處設(shè)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(fù)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(shè)計了清潔部件，主要包括螺旋葉片、套環(huán)、清潔件，其中套環(huán)作為軸承固定于絕緣子的圓柱形主體結(jié)構(gòu)上，套環(huán)外圍連接螺旋葉片，螺旋葉片邊緣安裝清潔件，在較小的風(fēng)力或者人為外力下，螺旋葉片會以套環(huán)為軸進行轉(zhuǎn)動，對傘裙表面進行清潔，同時，所有清潔部件的材料均為環(huán)氧樹脂材料，不會影響絕緣子的絕緣性。清潔部件的設(shè)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(gòu)成。其中壓線塊由兩個半圓組成，下面的半圓內(nèi)表面分布著米格型穿刺齒，上半圓內(nèi)表面為光滑曲面。在固定絕緣導(dǎo)線時，不用剝?nèi)ソ^緣導(dǎo)線的絕緣層，可以直接放入壓線塊內(nèi)，通過緊固螺栓、螺母以壓緊絕緣導(dǎo)線，完成導(dǎo)線的固定，在壓緊導(dǎo)線的同時，下半圓內(nèi)表面的穿刺齒扎入絕緣導(dǎo)線內(nèi)，使金具和絕緣導(dǎo)線內(nèi)的導(dǎo)電體相連。我們知道，絕緣導(dǎo)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(nèi)表面為光滑曲面，在壓緊導(dǎo)線的時候不會破壞絕緣導(dǎo)線的上半部分表面結(jié)構(gòu)，因此不會降低絕緣導(dǎo)線的抗拉強度。穿刺型壓線部件的設(shè)計，省去了絕緣子固定導(dǎo)線時的剝線步驟，提高絕緣導(dǎo)線固定的效率。

結(jié)語

以上主要講述了一種新型防雷絕緣子的整體結(jié)構(gòu)、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(xì)說明，但這些部件也在一定程度上運用了絕緣子相關(guān)的前沿技術(shù)。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(wǎng)遭遇雷擊發(fā)生安全事故的風(fēng)險，保障了電網(wǎng)的運行安全，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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