架空绝缘导线雷击断线故障的技术研究

架空绝缘导线雷击断线故障的技术研究

杨全迪 1印磊 2

1身份证号： 4205281991022**** ； 2 身份证号： 3211821993041****

摘要：目前，架空导线在应用过程中容易受到极端天气影响，断线故障大部分都是由雷击造成的，这给配电线路的安全运行造成了较大的影响。本文分析了架空绝缘导线遭到雷击发生断线事故的原因，对绝缘导线防止遭受雷击出现断线故障的方法进行了阐述，以期能够促进配电线路的稳定运行。

关键词：架空绝缘导线；雷击断线故障；技术研究

前言：目前，架空绝缘导线遭到雷击断线的故障情况频发，所以需要研究架空绝缘导线遭受雷击发生断线事故的原因，从而能够解决绝缘导线防止雷击的问题。目前所应用的方法包括：及时切断雷电流所导致出现的工频续流，这样能够使架空绝缘导线避免遭受雷击。还可以应用相关防护工具，避免雷击断线故障，这些工具包括了避雷器、钳位绝缘子、安装架空避雷线、防护金具等等。通过采用使导线绝缘水平提高、限流消弧角、电压保护器、闪络路径的延长等技术措施，也能够起到防雷的作用。由于防雷的技术措施种类繁多，所以应该对不同的防雷方法进行深入了解，这样就能够使防雷措施的选用更加合理，能够起到有效的防雷作用，确保配电网的安全运行。

1架空绝缘导线雷击断线的原因分析

架空绝缘导线由于本身的质量有所差异，造成了其受到雷击的耐受性也有所不同，架空结缘导线内部的裸导线也具有不同的物理性质，遭受到雷击后也会产生不同程度的后果。出现感应雷和直击雷的情况时，电压会在裸导线上产生直接的效果，出现绝缘子闪络的情况，同时会导致电磁力连续地对工频电流电弧产生作用，就造成了电磁力沿着裸导线移动，由于电弧根被固定在裸导线的表面，并且会在裸导线的表面持续运动，而电弧腹部也会跟随着弧根一起向前运动。这时电弧的腹部会产生热应力的作用，而电弧腹部的热量会逐渐向空气中发散。充分分析了电弧温度分布特点之后，就会发现电弧的根部比其他部位的温度要高，而电弧的根部又主要附着在裸导线的表面，就会使裸导线受到温度的影响比较大，使导线受到严重的损害，甚至产生供电故障。而由于电弧的腹部温度比较低，不能达到导线烧损的程度，所以导线受到相应的影响也就更小。当直击雷和感应雷的电压幅值足够大，就会造成其直接作用在绝缘导线时使绝缘导线在较大的电压下被击穿，其中的绝缘层和绝缘子便不能再发挥自身的作用，绝缘层会形成针孔的形状，同时也会出现闪络的现象。此外，由于电弧周围有绝缘层的存在们就会使工频续流电弧的快速联系续移动受到阻碍，使其的移动不再连续、快速，如果电弧的弧根被固定在绝缘层针孔的位置，就会由于温度过高产生燃烧的情况，绝缘层的燃烧会迅速地蔓延，不仅会使绝缘导线的绝缘层被烧掉，而且会使导线被烧断。被烧断的绝缘导线在一般都出现在绝缘子周围，主要因为这些位置的绝缘性能相对比较差^[1]。

2绝缘导线雷击断线故障的解决措施

通过对绝缘导线受到雷击后出现断线的原因技术原理的分析，能够更好的了解雷击切断绝缘导线的机理，从而可以通过及时切断雷电流产生的工频续流，使绝缘导线遭受雷击后断线的故障情况有效的避免。这种措施的应用，能够从根本上解决导线遭到雷击后断线的情况。

由于绝缘子附近的绝缘效果比较差，导致遭到雷击后绝缘子附近的绝缘材料容易产生针孔，最终导致燃烧甚至烧断导线。根据这种原理，可以在绝缘导线的绝缘子周围导线进行裸线化的处理，这种方法的应用能够避免绝缘导线出现针孔。同时应该在裸线上固定特质的金具，当出现雷击的情况后，工频电弧弧根就会转移到特质的金具上燃烧，而金具具有比较强的耐热能力，能够有效的防止导线被灼烧，同时也能够有效地防止断线情况的发生^[2]。

对雷击产生的电压幅值进行限制也是一种防止雷击的方法，这种方法的应用被称为堵塞法。这种方法的应用，能够使雷击闪络后使工频续流起电弧的情况受到限制，从而能够避免了导线烧损对绝缘导线的影响。目前，防止导线遭受雷击出现断线故障的主要措施包括了提升导线的绝缘水平、安装避雷器、架空避雷线、安装防护金具等，这些方法的应用能够防止雷击断线的情况发生，不同的应用措施具有不同的特点。

辐射型线路一般采用安装防护工具的方法进行防雷，这种方法具有简单经济的特点。应用这种方法需要剥离绝缘层，其位置要设置在绝缘子附近。这样就可以在剥离绝缘层的位置进行安置铝合金线夹，从而可以达到防止雷击的目的。铝合金线夹安置完成后可以有效的承载雷击造成的闪络，工频续电流电弧会直接沿着剥离导线移动到铝合金线夹的位置，并且会直接作用于铝合金线夹，这种防护措施能够有效地使电弧弧根固定在防护架的位置，从而能够使其在防护夹的位置燃烧，避免了电弧灼烧导线绝缘层引起断线故障。这种应用方法比较简单，需要投入的设备价格也比较低廉，能够有效地对导线雷击的情况进行防护，适合在架空绝缘线路中广泛的应用。但是这种方法会使导线的绝缘层完整性遭到破坏，影响导线的使用寿命。由于导线防护金具在遭受雷击后会产生破损，所以在导线遭受雷击后需要及时地更换防护金具，这就给后期的维护工作带来了难度，后期维护过程需要耗费人力、物力。如图1所示，为架空绝缘导线雷击断线保护装置。

图1 架空绝缘导线雷击断线保护装置

应用架空避雷线的方法能够使幅值过高的雷电过电压后转化形成电流，使其能够经过杆塔底部的接地电阻顺利地排出，避免了雷电高电压对架空绝缘导线的直接影响，保障了架空绝缘导线的使用安全。这种应用措施适用于应用导线绝缘水平比较高的线路，一般要达到110kv或者更高的电压输电线路当中，由于电压较低的配电网绝缘水平比较差，就会导致应用架空雷击地线后也容易产生反击闪络，这种情况同样会导致工频续流和导线烧损，并且这种防雷的方法需要投入比较多的成本，不适用于建设投资比较少的项目^[3]。

安装避雷器的方法在架空绝缘线路防雷措施当中应用比较广泛，由于避雷器本质上属于一种放电器，其应用过程能够有效的保护设备，并且能够保护周围电路。避雷器的应用既可以使雷电过压被有效的导出，同时能够避免操作失误导致的线路电压过高损坏设备的情况。

总结：综上所述，雷击断线事故会对配电线路的稳定运行产生威胁，所以应该对其进行详细的研究，通过应用安装防护工具，安装架空避雷，安装避雷器等，使雷击断线的问题能够得到有效的控制，促进架空导线的稳定运行。

参考文献：

[1]赵建刚,黄剑凯. 10 kV架空绝缘导线防雷击断线技术研究与应用[J]. 冶金动力,2017(05):9-13.

[2]倪挺然. 台州地区10kV架空绝缘导线防雷设备应用研究[D].华北电力大学(北京),2016.

[3]沈海滨,陈维江,王颂虞,贺子鸣,陈艳霞. 10kV架空线路雷击断线故障的模拟试验研究[J]. 电网技术,2011,35(01):117-121.