预防架空绝缘导线断线措施

吴新树

（内蒙古巴彦淖尔电业局乌拉特后旗供电分局内蒙古巴彦淖尔市015543）

摘要：架空绝缘导线的特点是有落体导线所不具备的安全性、有电缆所不具备的经济性，因此在近年来的配电网络建设过程中应用越来越广泛。然而在实际的应用过程中也爆漏了一些其他的问题，如架空绝缘导线很容易造成雷击断线的情况，因此对于配电网络的可靠稳定性均造成巨大的威胁。而架空配电线路容易遭受树木、动物、雨雪等外因的破坏，为了提高供电可靠性，架空绝缘导线得到广泛应用。

关键词：雷电；架空绝缘导线；防雷方法

架空绝缘导线能有效地解决线树矛盾及外力破坏造成的线路故障，大大提高线路供电可靠性，在城市配电网中得到了广泛使用。运行中，架空绝缘导线遭雷击断线问题却十分突出，给配电网安全运行带来了巨大威胁，而雷击断线的主要原因是由于雷击过电压导致配电线路闪络进而工频续流电弧烧断导线。因此必须有可靠的防雷措施，妥善解决雷击断线问题，才能保证架空绝缘导线配电线路的安全运行。

一、架空绝缘线路雷击断线机理及防护方法

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，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，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。如图所示。

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。

二、架空绝缘导线常见的问题

1、架空绝缘导线易遭雷击断线。雷击造成绝缘导线断线的机理为，当出现直击雷或感应雷过电压时，绝缘导线上的雷电过电压幅值很大，导线的绝缘层和绝缘子出现击穿或闪络的现象。而被击穿的部位为针孔状，而电弧受到绝缘层的影响，没有向其他部分移动，弧根就固定在针孔处燃烧，因此容易在短时间将导线烧断。尤其是在耐张杆或尽头杆导线的破口处，容易出现相间金属性短路，电弧将烧断导线。

2、架空绝缘导线易进水。绝缘导线在安装时，容易出现进水且挥发难的情况。若绝缘层出现破裂，或者绝缘导线未封头，由于毛细管的吸泓作用水将进入到绝缘层内部与导线金属部分接触。由于环境污染较严重，水通常呈酸性，将与导线的金属部分发生氧化反应，同时生成氧化物。而氧化物在电场的作用下将加快水对导线金属部分腐蚀的速度，长期如此将大大降低导线的强度，导致鼓肚或断线故障，对导线的寿命有严重影响。

三、架空绝缘导线防雷击断线措施

1、架设避雷线或架空地线。从如何降低雷击概率来进行研究，因此主要的考虑重心移向架设空地现或者架设避雷线等措施。在运用该项技术比较早的要数日本，在家架空绝缘线路中安装多根避雷线，避雷线和空地现分别具有分流雷电流和耦合的作用，因此能够明显降低绝缘导线的感应过电压，降低击穿电压强度。在安装避雷线和架空地线时一定要根据具体的环境具体实施，要考虑的因素包括导线线路的树木、建筑物的影响，因此要设置合理的空间距离以及位置。安装架空地线和避雷线的价格相对较高，对于经济欠发达的地区一般考虑的较少。

2、安装防弧金具。从绝缘导线雷击断线的发生机理方面入手，研究人员制作一系列的防雷金具，比如防弧金具的使用，防弧金具的安装位置一般是在比较容易发生断裂的点，并且能够和铝导线保持良好的接触，如果雷击造成绝缘导线击穿时，工频电流会在防弧金具上进行燃烧，从而避免了导线的熔断。在使用防弧金具保护绝缘导线时，为了使其能够和铝线进行良好的接触，一般将绝缘层去掉，但是该种方法会将绝缘导线的结构完全破坏，防护效果不够理想。再经科研人员的不断探索，发明了一种具有穿刺功能的防弧金具，在其卡槽内部设计有小型的针状穿刺物，然后在固定时可以将绝缘层穿刺直接和铝线进行接触，因此在发生雷击是工频电流会稳定的流经防弧金具上，因此防雷击效果非常好，绝缘导线发生断线的情况明显降低。

该类防弧金具具有G1和G2两个放电极，在工作时如果发生雷击情况，过电压在G1的过电极上产生便会受到电磁力的作用进而转移到G2放电极上，从而避免了导线被烧断。穿刺型防弧金具的外形如图所示。

防弧金具的主要作用是充当了雷电的击穿点，因此可以说是一种弃卒保车的防护措施，该类防护器具的优点是价格便宜，很容易实现，因此在我国的配电网络的绝缘导线应用非常广泛。但是该种防护措施还是对导线的绝缘进行了破坏，所以要定期的对安装位置的绝缘层实施修补，防止因为受潮风化脱落。

3、安装金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器之前主要适用于变电站的防雷措施，如今进行改进之后运用到线路防雷的作用中，架空绝缘导线中所使用的金属氧化物避雷器主要是间隙型金属氧化物，该类避雷器的特点是具有比较好的非线性富安的特性，因此如果收到雷击作用时避雷器会保护并联的绝缘子。在雷电过电压冲击之后，避雷器两端的电压会明显降低，而避雷器自身的阻抗却得到升高，从而起到了限制工频电流的作用，避免由于雷击导致断线的事故发生，自刚开始引用金属养护避雷器时，工作人员会在避雷器的本体的高压部位安装一个引弧环，其作用是在引弧环和绝缘导线之间形成间隙，这样能更好的帮助方式雷击，但是在安装引弧环时没有考虑到其它因素，比如鸟类动物会在引弧环和绝缘导线之间的间隙筑巢，因此会导致绝缘子绝缘效果受到影响；同时如果避雷器本体在受到雷击作用而遭到破坏时依然不能对导线起到保护作用。经不断的实验和改善，避雷器的本体高压位置安装一个半球形的电极装置，然后在比较容易受到电击导线位置再安装一个具有间隙作用的线夹。使用绝缘线专用金具，比如JNX绝缘线耐张线夹、NL-JY预绞丝耐张线夹、穿刺线夹等。使用直径不小于2.5mm的单股塑料铜线作扎线。严格按照工艺标准，制定技术规范，明确操作方法，正确压接导线和收紧导线。

随着科技不断的发展，电力配电网络系统的工作人员对于架空绝缘导线雷击断线的防护工作越来越有心得，因此在新建的架空绝缘导线线路，应该不断的加强雷击防护措施，运用全新的防雷装置，比如使用大爬距复合横担绝缘子，降低雷击跳闸率减少由于雷击作用而导致的断线情况，为地区乃至国家的经济发展提供安全可靠的用电保障。

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