浅谈10kV架空绝缘线路防雷击问题

许云山，张代凤

兖矿鲁南化肥厂，山东滕州 277500

近年来，国内外架空绝缘线发生雷击断线和绝缘子击穿的事故频频发生，并造成多起人身伤亡和巨大的经济损失。笔者所在的工厂水源地供电线路改造为架空绝缘线后就多次发生雷击断线和跳闸事故。因此，随着绝缘线路长度的不断增加，雷击断线和绝缘子击穿事故已经成为严重威胁配电线路安全运行的主要根源。如何有效地解决雷击断线问题，确保架空线路的安全运行，已经成为提高配电网运行水平迫切需要解决的问题。

1 雷击断线的机理及主要防范措施

架空绝缘线的雷击断线特性与架空裸导线的情况相比有明显不同：当直击雷或感应雷过电压作用于架空裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线表面向背离电源方向滑动，不会集中在某一点烧灼，并在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前就会引起断路器动作，切断电弧，不会严重烧伤导线。而架空绝缘线则不同，雷电过电压引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层时，被击穿的绝缘层呈针孔状，接续的工频短路电流电弧受周围绝缘层的阻隔，弧根只能在绝缘击穿点燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地烧断。特别是在耐张杆和尽头杆导线的破口处，工频续流更加容易建弧形成相间金属性短路，造成断线。因此，及时切断雷电流引起的工频续流是防止架空绝缘线雷击断线的根本方法。

根据架空绝缘线雷击断线的机理，防范的技术措施主要有“疏导”和“堵塞”两种。所谓“疏导”就是将绝缘子附近的架空绝缘线局部裸线化，使工频电弧弧根转移或固定在特制金具上燃烧，从而保护导线免于烧伤。国外一般采取在绝缘子与导线联结处剥离绝缘层安装闪络保护型线夹、装防弧线夹或放电钳位绝缘子等。所谓“堵塞”就是限制雷击过电压的幅值，阻止雷击闪络后工频续流起弧。例如采用过电压保护器，延长雷击闪络路径、降低工频电弧建弧率等方法。

若过电压保护器采用氧化锌避雷器和外间隙组合，线路正常运行时，串联外间隙具有隔离作用，避雷器不承受持续工频电压，处于“休息”状态，即使避雷器劣化损坏，也不会造成线路接地。同时，避雷器只有在一定幅值的雷击过电压作用下，串联间隙动作后，避雷器本体才处于工作状态，因此，过电压保护器具有良好的防雷性能和可靠性，可以有效提高线路的运行水平。

2 过电压保护器的改进

带串联间隙的避雷器与线路绝缘子并联安装，当雷击塔杆或线路时，雷电流引起的高电位使过电压保护器的串联间隙动作，降低了横担和导线之间的电位差，确保绝缘子不发生闪络，从而避免线路跳闸。在串联间隙动作后，避雷器本体的残压远低于绝缘子的闪络电压，并在雷电压过后能自动熄灭工频续流，保证了设备的正常运行。

2.1 避雷器的选择

目前，在架空线路中使用的避雷器大多是复合外套氧化锌避雷器，它具有重量轻、体积小、耐污性能好、散热性能好等特点。根据绝缘线路的雷击特性，氧化锌避雷器加装串联间隙后，由于间隙放电存在一定的分散性，为了保证避雷器工作的可靠性，应能满足以下技术要求：

1）具有足够的通流能力以泄放雷电流和吸收雷电冲击过电压的能量；

2）为限制雷电过电压，避雷器应与线路绝缘子有很好的绝缘配合，以保证发生雷击时，保护线路段内或保护线路段外的绝缘子均不发生闪络。同时，保护线段外的线路遭受雷击时，保护线段内的绝缘子也不应发生闪络；

3）避雷器应具有可靠切断工频续流的能力，保证设备正常运行；

4）避雷器本体故障时允许线路重合闸，确保线路能恢复供电；

5）避雷器本体U1mA的选取: 避雷器整体U50%放电电压是由串联间隙的U50%放电电压和避雷器本体的直流U1mA 电压共同决定的。从提高避雷器本体可靠性、减小续流、有利串联间隙灭弧的前提考虑。

2.2 串联间隙设计

串联间隙的主要作用就是使避雷器本体与系统隔离，在计算串联间隙时应考虑以下技术要求：

1）线路绝缘子与串联间隙的绝缘配合。在雷电冲击过电压作用下，串联间隙可靠动作，以达到通过避雷器吸收雷电流能量的目的，确保绝缘子不发生闪络；

2）切断工频续流的能力。串联间隙应能保证在尽可能短的时间内（1～2 工频周期）可靠地切断工频续流；

3）工频和操作过电压耐受特性。要求在工频和操作过电压作用下，避雷器串联间隙不击穿，避雷器不动作。同时，当避雷器本体在异常情况下出现故障时，串联间隙能可靠隔离。

2.3 过电压保护器的安装密度

国外的许多研究表明，过电压保护器的安装方式和密度对线路防雷的效果起决定性作用。过电压保护器的密度增加，感应过电压降低，雷击闪络的概率减少，要想完全避免架空绝缘线路发生雷击事故，应该在每基杆塔的每相安装过电压保护器，但从投资成本和对线路的保护要求考虑，还是采用每隔一基安装的方式，或将过电压保护器与其它防雷措施结合使用的方式比较合理。

笔者采取以上措施对所在工厂的水源地供电线路采取措施后，3年来，没有发生一起雷击断线事故，所以上述措施是实用且可靠的。

[1]谭进，张敬国，唐程.架空绝缘线路防雷击断线措施的分析.高电压技术，2008(3).

[2]张成.防止架空绝缘线路雷击断线方案的选择.湖北电力，2007(1).

[3]袁力，智萍，于丽楠.10kV 架空绝缘导线雷击断线防护措施应用与研究.华北电力技术，2007(S1).