丘耀明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局，廣東 開平 529300）

0 前言

隨著我國10kV配電網(wǎng)改造的不斷深入，目前主要使用架空絕緣導(dǎo)線，但是架空線路十分容易遭受雷擊而產(chǎn)生事故，因此必須要選擇一些防雷性能強(qiáng)的絕緣導(dǎo)線，架空絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用有效的解決了裸線難以解決的走廊以及安全問題，并且相比于地下電纜，具有低成本建設(shè)快的特點(diǎn)。但是目前架空導(dǎo)線遭到雷擊斷線的情況卻頻頻出現(xiàn)，所以必須要采取相關(guān)措施，以此來降低配電網(wǎng)的故障率，保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 架空導(dǎo)線雷擊斷線的主要原因

對(duì)于10kV配電線路來說，主要的特點(diǎn)是分布廣以及絕緣水平低，因此無法承受住直擊雷以及感應(yīng)雷的電擊，直擊雷以及感應(yīng)雷的電壓非常高，超過了絕緣導(dǎo)線的承受范圍，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線燒斷現(xiàn)象[1]。而且雷擊絕緣導(dǎo)線與雷擊裸導(dǎo)線電弧的發(fā)展過程存在很大的差異，在雷電高電壓作用于裸導(dǎo)線時(shí)，將會(huì)引發(fā)絕緣子的閃絡(luò)，并且由于電動(dòng)力的關(guān)系，會(huì)使連續(xù)工頻短路電流在電磁力的作用下向著背離電源的方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)相應(yīng)的弧腹在向前進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)因熱力作用而在空中漂浮，最終由于電弧的溫度分布不均，導(dǎo)致了根部溫度過高，最終燒斷導(dǎo)線，但是由于弧根是沿著導(dǎo)線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，溫度不會(huì)過于集中，所以燒斷導(dǎo)線的情況很少。

而對(duì)絕緣導(dǎo)線來說則是不同，當(dāng)雷電電壓集中在絕緣導(dǎo)線時(shí)，那么將會(huì)導(dǎo)致絕緣層與絕緣子同時(shí)被擊穿，由于雷擊瞬間的電壓過大，絕緣層會(huì)被擊穿。但這時(shí)導(dǎo)線不會(huì)被燒斷，然而在雷電過電壓閃絡(luò)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生數(shù)千安培的工頻電流，那么電弧的壓力將會(huì)瞬間增大，從而導(dǎo)致弧根的溫度也瞬間升高。但是由于弧根是被固定住，導(dǎo)致了溫度過于集中致使絕緣層溫度過高發(fā)生燃燒，最終燒斷導(dǎo)線。

2 防止雷擊斷線的主要措施

2.1 架空地線

可以安裝架空地線，其主要作用是將幅值比較大的雷電電壓轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電流，能夠順利的傳輸?shù)降叵?，以此來降低雷電的電壓，使電壓能夠在?dǎo)線的承受范圍內(nèi)，防止出現(xiàn)斷線的狀況。安裝架空地線主要在絕緣水平比較高的配電線路中應(yīng)用。由于10kV絕緣水平相對(duì)來說比較低，因此不會(huì)得到采用，否則將會(huì)出現(xiàn)反擊閃絡(luò)，最終燒斷導(dǎo)線，并且架空地線主要是應(yīng)用在直擊雷頻繁的區(qū)域[2]。

2.2 氧化避雷針

可以安裝氧化避雷針，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化鋅閥片技術(shù)也在不斷的發(fā)展，這使氧化鋅避雷針的避雷效果逐漸提升，并且近年來得到了廣泛的應(yīng)用。其中氧化避雷針的主要工作原理是能夠限制電壓的增幅，在雷擊閃絡(luò)之后，能夠有效的吸收雷電中的電壓，以此在最大程度上阻止工頻續(xù)流起弧，最終防止導(dǎo)線被擊穿燒斷。但是避雷針無法起到絕對(duì)的作用，并且氧化避雷針的成本非常高，無法大面積的投入使用，所以必須對(duì)其防雷的特性進(jìn)行全面分析，以此來探究出在適當(dāng)?shù)木嚯x中進(jìn)行氧化避雷針的安裝，盡量做到用最少的設(shè)備起到最大的效果，做好降低成本。但是對(duì)于氧化避雷針來說，還是存在一些缺陷，安裝氧化避雷針會(huì)影響架空絕緣導(dǎo)線的主絕緣，并且密封度無法做到完美，最終會(huì)出現(xiàn)絕緣導(dǎo)線線芯進(jìn)水，內(nèi)部發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，長期下來還是會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象。另外氧化避雷針與架空線并聯(lián)在一起，由于受到工頻電壓的作用，會(huì)降低絕緣性能，雖然降低了斷線的故障，但是會(huì)影響到線路運(yùn)行的可靠性。并且若是氧化避雷針被擊穿，那么對(duì)于故障的查找將會(huì)更加的復(fù)雜，難度更大。

2.3 安裝穿刺型防弧金具

安裝穿刺型防弧金具主要是利用金具自身的性能，能夠承受住工頻電弧的溫度，最終防止絕緣導(dǎo)線溫度過高而燒斷，主要是在絕緣子中心的負(fù)荷側(cè)進(jìn)行安裝，以此來保證雷電高電壓能夠在絕緣子以及防護(hù)金具的鋼腳之間定位閃絡(luò)。這樣工頻短路電流固定的弧根能夠在金具上進(jìn)行燃燒，最終避免對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行灼燒，防止斷線事故的出現(xiàn)。防弧金具主要是由高壓電級(jí)、低壓電級(jí)以及絕緣罩組成見圖1所示，其中高壓電極主要與絕緣導(dǎo)線的穿刺進(jìn)行連接，以此來引出高電位，并且其中低壓電極主要是安裝在絕緣子的底部，最終形成間隙，同時(shí)間隙的距離不能夠超過絕緣子電弧放電的距離，這樣能夠保證雷電在間隙上放電。另外對(duì)于工頻電弧燃燒的間隙來說，雷電沖擊放電后，其中工頻電弧的弧根將會(huì)沿著間隙進(jìn)行移動(dòng)，并且會(huì)在間隙上進(jìn)行燃燒，這樣有效的防止了絕緣導(dǎo)線被燒斷，并且也能夠保證電壓的穩(wěn)定性。而絕緣罩的主要功能是能夠罩住高壓電級(jí)，并且對(duì)其進(jìn)行絕緣處理。

穿刺型防弧金具具有穩(wěn)定電壓的能力，能夠有效的將雷電的電壓作用在間隙之間，從而保證導(dǎo)線的熱穩(wěn)定性，避免導(dǎo)線燃燒現(xiàn)象的出現(xiàn)。防弧金具安裝起來十分方便，并且成本較低，具有很高的可靠性，但是對(duì)于一些使用時(shí)間長的防弧金具必須進(jìn)行及時(shí)的更換[3]。

圖1 防弧金具構(gòu)成

2.4 過電壓保護(hù)器

圖2為過電壓保護(hù)器的構(gòu)成，是利用非線性電阻限流元件與放電間隙進(jìn)行串聯(lián)，將其安裝在絕緣子上，若是雷電電壓過大，導(dǎo)致了放電短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，那么在過電壓保護(hù)器將會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理，在過電壓保護(hù)器中裝有不銹鋼引流環(huán)，能夠?qū)⒐ゎl續(xù)流直接引向電阻限流元件，也就是所謂的氧化鋅閥片，氧化鋅閥片具有非線性特征，因此能夠?qū)⒄也ㄐ蔚墓ゎl續(xù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其變成尖頂波，并且相應(yīng)的限流元件能有效降低電壓，迅速的切斷工頻續(xù)流，從而防止導(dǎo)線過熱而引發(fā)的斷線現(xiàn)象。

圖2 過電壓保護(hù)器的構(gòu)成

2.5 局部增加絕緣的厚度以及延長閃絡(luò)路徑

雷電電壓擊打在配電線路上，若是絕緣子的性能低于電壓的強(qiáng)度，那么將會(huì)發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象，在閃絡(luò)后將會(huì)產(chǎn)生工頻續(xù)流，最終引發(fā)了短路的現(xiàn)象，燒斷絕緣導(dǎo)線，但是對(duì)于工頻續(xù)流的產(chǎn)生還是取決于相應(yīng)的配電線路電壓強(qiáng)度以及閃絡(luò)路徑長度等方面，其中最為重要的決定條件便是閃絡(luò)路徑的長度以及線路中的工作電壓，但是對(duì)于一些中性點(diǎn)直接接地的配電系統(tǒng)，若是工作的電壓以及閃絡(luò)路徑長度的比值逐漸降低，那么雷電閃絡(luò)發(fā)展成為工頻電流的幾率也會(huì)逐漸的下降。所以可以適當(dāng)?shù)难娱L閃絡(luò)的路徑，其中主要的方式是：在不破壞絕緣導(dǎo)線的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)做好長閃絡(luò)避雷器與絕緣子之間的配合，若是相應(yīng)的長閃絡(luò)避雷器發(fā)生閃絡(luò)，那么絕緣導(dǎo)線與避免器的對(duì)應(yīng)出已經(jīng)被嚴(yán)重的破壞，這樣，長閃絡(luò)避雷器的放電電壓將會(huì)比絕緣子低，從而可以達(dá)到一個(gè)很好的配合。并且在進(jìn)行安裝時(shí)，要充分的考慮到長閃絡(luò)避雷器與絕緣導(dǎo)線之間的配合問題，但是這種方式的很難在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)。其次，是利用新型結(jié)構(gòu)的絕緣子，在絕緣子與導(dǎo)線的連接處，將導(dǎo)線的局部部分進(jìn)行剝離，以此來使電弧能夠在剝離的空隙間進(jìn)行移動(dòng)，防止集中在某一點(diǎn)導(dǎo)致溫度過高而燒斷導(dǎo)線。

3 結(jié)語

對(duì)于10kV架空絕緣導(dǎo)線來說，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雷擊斷線的現(xiàn)象，因此必須要采取措施來避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以安置避雷針以及相應(yīng)的防弧金具等措施進(jìn)行預(yù)防，但是每一種方式都有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)以及缺點(diǎn)，所以必須針對(duì)每一種方式進(jìn)行全面的研究分析，同時(shí)結(jié)合其他方式的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出最為合適的避雷方式，以此來保證10kV配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

[1]張峰.6-10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷措施研究和應(yīng)用[J].河南科技,2013(05):50-51.

[2]李政，寧彤，馬建等.架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線分析及防雷對(duì)策[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012(02):60-65.

[3]羅國輝.在運(yùn)行中10kV架空絕緣導(dǎo)線斷線問題與解決辦法[J].廣東科技，2010(01):30-31.