架空绝缘导线雷击断线故障的技术措施

詹柏荣

引言

架空绝缘导线不断出现遭受雷击而产生断线事故的情况，使得配电线路的安全运行受到威胁，这种情况已经受到国内外相关学者及专业技术人员极大的关注，对架空绝缘导线遭受雷击发生断线事故的原因进行详细的分析和研究，了解掌握绝缘导线防止遭受雷击出现断线的故障，及时将雷电流导致出现的工频续流及时切断，进而能够从根本上避免导线遭雷击。另外，通过深入探究防止出现雷击断线故障的技术措施，常见措施主要包括应用防护金具、安装架空避雷线、钳位绝缘子以及避雷器等工具，另外也可采取提高导线绝缘水平、延长闪络路径、限流消弧角以及采用过电压保护器等这些技术措施，从而加深对防雷击技术的认识和掌握程度，以便选用合理有效的技术措施来增强配电线路的安全性和稳定性。

一、分析绝缘导线雷击断线的原因

架空绝缘导线自身具备的雷击耐受性与架空裸导线具备的物理特性存在较大不同，感应雷或者直击雷经过电压能够在裸导线上发挥出作用，进而会使绝缘子出现闪络，在该种情况下，电磁力会给连续性工频电流电弧产生作用，使其沿着与电源、裸导线相反方向持续、快速的移动，但电弧根被固定至裸导线表面进行运动，跟随者弧根，弧腹朝前運动;与此同时，热应力也会对弧腹产生作用，使其朝上空方向漂浮。通过对电弧温度的分布特点进行分析，和其他部位相比，电弧弧根温度较高，会给导线带来严重损伤;相对来说，弧腹温度较低，通常情况下不会出现导线烧损的情况。直击雷或者是感应雷经由电压在绝缘导线上发生作用时，当雷电幅值达到最大状态，那么在电压下，能够在同一时刻，使绝缘导线的绝缘层、绝缘子被击穿，并出现闪络，所被击穿的绝缘层主要为针孔状。另外，电弧周围存在的绝缘层能够给续连工频续流电弧产生阻滞，使其不能快速、连续移动，且弧根固定至针孔位置会出现燃烧，在较短时间内快速、整齐的烧断绝缘导线。一般情况下，被烧断的绝缘导线，主要处于绝缘子附近，范围约10～40cm;也可能出现在耐张和支出搭头位置，该范围内的导线绝缘性能较差。

二、解决绝缘导线雷击断线故障的技术措施探讨

以上部分对绝缘导线受到雷击后出现断线的原因进行探讨，了解到通过应用及时切断雷电流导致出现的工频续流措施，就能够有效防止绝缘导线遭受雷击出现断线故障的情况，且可将该措施作为从根本上避免导线遭雷击的有效方法。通过对国内外防止导线遭雷击的处理措施进行探讨，常用技术措施主要为疏导、堵塞，以下对两种技术措施进行详细探讨：

2.1疏导。疏导指的是对绝缘子周围绝缘导线局部位置实施裸线化处理后，将其固定至某种特制金具上燃烧或者对工频电弧弧根进行转移，这样能够极大防止导线被烧伤。如芬兰国家采用闪络保护型的线夹，剥离绝缘子和导线交接处的绝缘层将其安装于此处;美国、瑞典等国家剥离位于绝缘子两侧的部分绝缘导线并在此处增设防弧线夹。

2.2堵塞。堵塞指的是通过限制雷击经电压产生的幅值，且经雷击闪络后，给工频续流起弧情况带来限制，从根本上排除引起导线烧损因素。目前，国内、外所应用的防止导线遭受雷击出现断线故障措施主要包括安装防护金具、架空避雷线、安装避雷器以及提升导线的绝缘水平，限流消弧角以及采用过电压保护器等，这些技术措施的应用都能够防止雷击造成断线问题，具有不同的优势和局限性。

（1）安装防护工具。辐射型的线路，应将从绝缘子的轴线开始到其负荷侧100至150毫米的绝缘层剥离，于剥离部分负荷侧端部放置厚重的铝合金线夹，当绝缘子因雷击发生闪络之后，电动力作用于工频续流电弧并使其顺着被剥离导线方向，快速朝防弧线夹位置移动，且还能够有效固定电弧弧根，使其在防护线夹位置进行燃烧。如为环网线路，则剥离100～150mm长度的绝缘子两侧导线绝缘层，在剥离部分两侧端部增加防弧线夹，一旦绝缘子受到雷击出现闪络，电动力作用于工频续流电弧并使其顺着被剥离导线段朝防弧线夹位置快速移动，并在防弧线夹位置有效固定电弧弧根位置燃烧。这种方式具有操作简便、投入成本少，防止导线因雷击而发生断线等的优点，但是该方式需要破坏导线绝缘层的完整性，且在导线经过雷击之后须将烧伤破损的防护金具更换掉。

（2）架空避雷线。架空避雷线作用的原理为将幅值够高的雷电过电压后将其成功转化为电流，然后再经过杆塔低的接地电阻，使其顺利排泄出去，进而能够大大降低雷电过电压，进而有效保障导线避免遭雷击断线。该种措施主要应用至高绝缘水平的110kv或者110kv以上电压等级的送电线路中。由于10kv配电网绝缘水平较差，架空雷击地线之后很容易发生反击闪络的情况，因而仍会出现工频续流将导线烧损的现象，且其安装需要投入较大的成本。

（3）安装避雷器。在架空绝缘线路上安装防护雷击过电压避雷器的方法应用较为广泛。主要将避雷器应用到给输配电线路产生限制所传出的雷电过电压中，也可将其应用到由于操作导致线路内部过电压的电气设备中，本质上，避雷器属于一种放电器，运用中主要和被保护设备相联合，应用于被保护设备周围线路。如电路电压较避雷器电压高，那么避雷器能够立刻将电流释放出来，从而使过电压得到限制，使其他有关联的电气设备避免遭受烧伤，它的主要作用是通过对雷电放出的电能量进行吸收，使过电压得到限制，最终起到较好地保护导线作用。有研究指出，安装避雷器时，其安装密度与雷电感应的过电压限制水平两者呈正比的关系，避雷器密度越高其限制水平也就越高，因此若要更好地使配电线路免于雷击断线故障，应在每个杆塔的每个方向安装避雷器，这样极大地减少了雷击事故的发生，然而这会增加施工的复杂程度以及增大投入成本，按照实际情况最恰当的是在配电线路每隔200至300米处安装一组避雷器，一般常选用复合外套的避雷器。

（4）提高绝缘水平。适当提升绝缘水平，能够降低线路的雷击闪络次数，从而减少雷击断线故障的发生。常用方法为使用绝缘横担或者增加配网绝缘子片数法，充分应用绝缘导线绝缘子冲击耐雷绝缘水平和自身具备的绝缘水平，能够大大降低感应过电压导致出现的雷击闪络情况，并降低线路雷击跳闸率。

三、结束语

由于近几年雷击断线事故的发生几率不断增高，对配电线路进行安全稳定的运行受到了严重的威胁，这种情况已经受到国内外相关学者及专业技术人员极大的关注，并就与此相关的问题进行了大量的研究实验及技术的研发，国内外为防止导线遭受雷击发生断线故障采用了多项技术措施，其中运用十分广泛的技术措施主要为安装防护工具、安装架空避雷线、延长闪络路径、安装避雷器与钳位绝缘子、提高导线绝缘水平、限流消弧角以及采用过电压保护器等，这些技术措施的应用都能够防止雷击造成断线问题，具有不同的优势和局限性。