10kV架空绝缘导线的防雷击断线措施

丁 羽

（广东电网潮州潮安供电局，广东 潮州 521000）

1 引言

雷击引起的故障在10kV架空线路总故障中占很大比重，随着新建线路或改造线路的绝缘率越来越高，雷击断线的问题越来越严重，对配网的安全、可靠的运行以及经济效益带来了极大的影响。所以，需要找出雷击绝缘导线断线的主要原因，并且采取合适的防雷击断线措施。

2 雷电的特点及分类

雷电发生时的特点是雷电的放电时间大概只有几十微秒，产生的电流最大值可高达几十万安。同时，伴随着大量的热能的产生，在一定范围之内的空气温度瞬间可升高10000℃～20000℃，空气的冲击压力非常大，瞬间可以高达到几十个大气压。

从雷电的危害角度分类，分为球形雷、感应雷和直击雷三种。感应雷过电压和直击雷过电压是配电线路遭受雷害的两种过电压形式。感应雷过电压由雷电击中架空绝缘线路周围的大地或地上物体通过电磁感应在架空绝缘线路上产生，三相绝缘导线上的感应雷过电压极性相同和幅值相近，容易造成单相闪络或者发展到相间短路。直击雷过电压是雷云放电击中架空绝缘导线的一相或多相产生，因为架空线路绝缘水平较低、相间的距离小，容易引起相间短路。

3 架空绝缘线路雷击断线机理及防护方法

3.1 雷击断线机理

架空绝缘导线容易因雷击对地击穿放电后，在其绝缘层上呈一细小的针孔状，并在靠近绝缘子的两旁随机分布。雷电击穿闪络后，工频续流电弧受导线绝缘层的阻隔，弧根集中在针孔处燃烧而无法移动，如图1（a）所示。当雷击引起线路两相或三相对地短路，相对地电弧在热应力和电磁力的作用下，弧腹向绝缘子的负荷侧上空漂移，在空中交汇也可能发展成相间电弧，但弧根始终固定在击穿孔的位置，如图1（b）所示。相间短路电流幅值达几千安至十几千安，弧根温度瞬间升至上千摄氏度，加之导线自重产生的拉力，芯线瞬间熔化断开。

3.2 雷击断线防护方法

导致架空绝缘线路断线根本因素是雷击闪络后的工频续流电弧，所以，防护绝缘导线雷击断线的方法可归纳为疏导式方法和堵塞式方法。疏导式方法的思路是允许架空绝缘线路有一定的雷击闪络概率，但应设法把雷击闪络后产生的工频续流电弧进行疏导，达到保护导线免于电弧烧伤断线的目的，这种方法可以通过在架空绝缘线路安装防弧金具、放电钳位绝缘子等措施来实现。堵塞式方法的思路是通过采取措施尽可能降低线路雷击闪络概率，或采取相关的措施来阻止雷击闪络后发生的工频续流起弧，达到防止架空绝缘导线被烧断的目的，这种方法可通过加强线路绝缘、安装避雷线或金属氧化物避雷器等措施来实现。

4 架空绝缘导线防雷击断线及减少雷击跳闸的方法

通过对比架空绝缘导线防雷击断线的各种具体方法的优缺点，再结合雷电活动强度和经济成本因素，选择合适的架空绝缘导线防雷措施，减少线路受雷击影响。

表1 架空绝缘导线防雷击断线及减少雷击跳闸的方法对比

图1 架空绝缘线路雷击断线机理示意图

结合表1的对比，从线路可靠运行的角度，可以采取“堵塞式”防雷措施，采用架空地线、绝缘横担、过电压保护器跳闸率比较低，不影响线路运行的可靠性和电能质量，但是，堵塞式会使设备承受较大的雷电流压力。从经济性的角度，对于原有线路进行改造的，可以考虑安装防弧金具或者防雷验电接地环作为防雷辅助设备，不需改变原有线路的绝缘子，在中心点经消弧线圈接地系统中降低跳闸率也非常有效和小电阻接地系统中提高重合率非常有效；（2）对于新建的架空绝缘线路中，在直线杆安装防雷支柱绝缘子和在耐张杆安装防雷耐张串，提高线路的综合防雷水平，基本不需要维护，防绝缘子闪络是非常有效的措施，在中心点经消弧线圈接地系统中降低跳闸率也非常有效和小电阻接地系统中提高重合率非常有效；（3）对于不适宜改造的旧线路，如耐张杆，可以在横担安装过电压保护器。

5 加强接地装置检查和维护

在每年雷雨季节前都要对管辖内的接地系统进行检查和测量，连接处的接触面是否良好和紧固、接地引下线和接地体是否被破坏，并且测量接地电阻值是否在合格范围内，如果有其中一项达不到要求，那么接地电阻就达不到相关规定的要求，阻碍雷击电流向地下释放，容易造成了设备损坏。因此，对于检查和测量不合格的接地系统，要及时做好整改，确保接地的电阻值在合格的范围内，保证雷电能够顺利释放到地下。

结论

雷电是一种不受控的能量，架空绝缘线路的防雷击断线，在设计上要结合雷电活动强度和经济成本因素进行认真的考虑，选择防雷能力强度的设备，提高线路综合防雷水平。同时，线路运行管理部门，要在日常的运行维护中对运行中的防雷设备加强维护，对于发现问题要及时整改，提高配网供电的可靠性和安全性，实现经济效益和社会效益。

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