10KV架空绝缘导线易被雷电击断防范措施

浅谈10KV架空绝缘导线易被雷电击断的防范措施10kv架空配电线路是电力系统中供电范围较广公里数较长的配电线路，且与用户关联最为密切的电压等级线路，为了提高安全水平，部分架空导线由裸导线改为绝缘导线，优点非常明显，它不仅有效解决了城市绿化树线之间、重要场所、重要企业线路走廊通道的矛盾，降低瞬时性故障概率，而且提高了线路通道的利用率，提高了人身触电安全系数，防止了环境污秽对导线的直接影响，具有良好的社会效益和经济效益，但随着架空配电线路的绝缘化率提高，绝缘导线雷击断线问题日益突出，如何妥善解决雷击断线问题，以确保架空绝缘配电网的安全运行已经成为配电网系统中一个需
要迫切解决的重要问题，雷击断线事故增加了，为什么裸导线比绝缘导线耐受雷击？如何防止绝缘导线断线？下面对此问题作如下
论述。

一、10kv架空绝缘导线遭到雷击时断线原因
1.选用同样型号的架空裸导线和架空绝缘线，在雷击时容易断线的是架空绝缘线，为什么会发生这样的情况呢？这要从静电学角度加以分析，导体和绝缘体对电荷的移动能力是不同的，绝缘体表面产生静电荷后，不能显著地向其它部分传递，而裸导体能把电荷迅速传递到其他各部分，当雷云出现在架空裸线上空时，感应电荷在导线上的分布是均匀的，正负电荷的中和不是集中到一点，因此裸导线很少发生断线，但当雷云飘到架空绝缘导线上空时根据静电学原理，感应电荷集中在架空线表面，即绝缘层表面，由于绝缘层
电阻大，电荷不易流动，当绝缘层上的电荷积聚到一定的电量时，在雷云的作用下，正负电荷之间的放电，导致绝缘层击穿，击穿点通常在金属横担附件，因为相对而言，此位置的感应电荷多，例如混凝土电杆、横担之间产生雷击弧后，新形成10kv电源的短路通道，于是架空导线的交流电源成为续流源，持续拉弧，使架空绝缘导线断线。

2.外雷击后，直接雷或感应雷电工作于导线，引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层，被击穿的绝缘层呈针孔状，接续的工频短路电流电弧受到周围绝缘的阻隔弧根只能在针孔处燃烧，在极短时间内导线就会被整齐地烧断，事实显示，架空绝缘导线雷击断线大部分发生在绝缘子与导线固定处，且都是整齐被烧断。

3、导线安装不当，在绝缘线的安装，运行中发现，由于受架空裸线安装工艺的方法影响，存在许多不当之处，造成进水、导线从线夹中滑出，导线震动疲劳，局部发热在遇到雷云天气雷击时容易烧断。

二、绝缘导线防止雷击断线防范措施
1.为有效降低雷击断线的概率，根据导体的熔点和电弧特性，从材料力学和电磁力学角度定性地分析了绝缘铝导线雷击断线机理，认为短路电流电弧弧根稳定燃烧的位置主要与雷电流大小、短路电弧电磁力矢量、工频电流产生的电磁力矢量和高、低压电极的相对位置有关。

铝的熔点低、弧根固定燃烧和高、低压电极电弧轴向的交变电磁力所产生的反作用力以及导线因自重产生的张力是
绝缘导线断裂的主要原因，雷击断线介于脆性断裂和韧性断裂之间。

优化了直线杆和耐张杆导线固定外的防雷和绝缘设计，对绝缘导线制造工艺提出了改进建议，易击段直线杆处增加引弧跳线，金属绑扎线改为芳纶纤维绳，耐张线夹采用压缩型，直接固定导体，将弧根引到耐张线夹上，避免雷击断线。

2.安装避雷器可以采用带串联间隙的架空配电线路复合外套避雷器，当雷击线路后，避雷器间隙击穿，雷电流经过间隙→避雷器→大地，从而保护了绝缘导线，避雷器选型时的主要参数如下（参考）
a.额定电压（有效值）12.7kv。

b.系统标称电压（有效值）10kv。

c.持续运行电压（有效值）9.6kv。

d.直流参考电压（u1ma）18kv。

e.标称电流下冲击残压（峰值）35.8kv。

f.方波通流能力（2ms）150a。

g.大电流通流能力（4/10）65kv。

h.串联间隙特性：100±5mm。

i.工频放电电压（有效值）≥31kv。

j.1.5/50?s冲击放电电压（峰值）≤105kv。

其具体做法是将避雷器与绝缘子并联安装，首先将不锈钢电极装配到一起并套装到避雷器螺栓上，将绝缘支架与不锈钢电极装置到一起，并套装到绝缘子的螺杆上，将避雷器接地侧的支架接到绝
缘子的螺杆上，调整放电间隙，使绝缘导线与不锈钢电极之间的距离控制在设计要求的范围内，且不锈钢电极至绝缘子螺杆的距离小于50mm，对杆塔的接地电阻要控制在30ω以下。

3.通过雷电冲击放电试验、压紧力和热稳定试验以及工频电弧试验研究，研制出了一种防止10kv架空绝缘导线雷击断线用的穿刺型防弧金具，该防弧金具能定位雷电冲击放电路径，疏导工频电弧弧根，起到了保护绝缘导线免于雷击断线的作用。

三、案例分析
榆林机场位于榆林市西北部，担负着榆林进出口航班主要任务。

是我市对外窗口单位。

同时也是我局a级用户，2003年建成投运，用电负荷装机容量3650kva，由两个不同变电站供电，其中：在110kv 昌汗界变出132专线一回线路总长6.8公里，电杆98基；在35kv 中能变出152专线一回线路总长7.2公里，电杆108基；导线均采用jklyj-70mm2架空绝缘线水平排列，因该线路地处毛乌素沙漠边缘风大、干旱、雷害事故频繁发生，自投运以来架空绝缘导线经常被雷击断线，严重危害了配电网的供电可靠性和电网的安全，影响机场航班正常起降。

因此，公司在2012年6月份对该专线进行防雷改造，现将改造结构分析如下。

（一）造成全线停电的雷击现象。

1、2006年5月20日雷击，132线在37#杆处a、b相断线造成37#—45#杆之间导线烧毁全线停电。

2、2008年6月15日雷击，132线在36#杆处c、b相断线造成
36#—42#杆之间导线烧毁全线停电。

3、2012年6月23日雷击，132线在37#杆处c、b相断线造成36#—43#杆之间导线烧毁全线停电。

（二）原因分析：
1.通过对以上三次雷击现象分析，因雷引起的绝缘导线断线的起因与裸导线相同，是由雷电过电压破坏绝缘子和绝缘被覆的绝缘产生接地，单项接地不至于断线，如果二相或三相发生接地，就会通过金属横担相间短路状态，流过数千安培的电流。

由该短路电流引起的导线熔断。

在绝缘导线中，由于短路电流的流入、流出点固定在最初绝缘破坏时产生的绝缘导线的针孔部，因此，电弧热量集中在针孔部，以致在短时间内断线。

2.导线与绝缘子接触点处。

由于绝缘子的电容与绝缘导线的电容相比较小，故在雷电过电压加在配电线路上时，绝缘子和绝缘导线组合的绝缘破坏较大，导致断线。

3.由于绝缘导线被覆部分是绝缘材料，在绝缘部位放电后，从绝缘子部位放电的点向绝缘导线的长度方向开始延表面放电。

在该延表面放电的过程中，大量的电荷附着到放电路径上，因此，电压波形根据放电情况以各种形态变化，电压再次上升，破坏绝缘导线。

4.绝缘子闪络或爆裂后导致导线断裂，导致断线。

（三）治理和防范措施。

1、加强线路巡视和特殊巡视，对雷击区域在雷雨季节进行观察，尤其是在36#-52#杆之间进行技术统计，观察现场土壤、水位、接
地等资料。

2、在雷击区域加装氧化锌避雷器，避雷器是装设在电路和大地之间，抑制系统发生的过电压、防止电气设备绝缘破坏的保护装置。

一旦发生过电压，就要求其迅速动作，对过电压进行抑制，过电压消失后，重新恢复到原来的状态。

从防雷方面。

使设备的保护更加可靠成为可能。

四、结束语
1.对于架空绝缘导线雷击断线的措施是多种多样的，各有优缺点，而且某些办法还是比较容易实施，比如避雷器或防弧金具。

因其中一些办法实施时需要破坏绝缘导线的绝缘层，此时应注意做好剥离断口的防水措施，另外在配电线路上加装避雷器后，因避雷器事故率提高，导致增加维护费用，应根据本身的实际情况选择合适的绝缘导线雷击断线事故措施，保证配电线路安全运行。

2.10kv配电线路在设计上“先天不足”的耐雷水平，难以承受直接雷和感应雷的作用。

当裸线遭受雷击发生闪络时，由于电动力关系。

数千安培的工频续流电弧向负荷端移动直至保护动作，不会造成导线严重烧坏。

绝缘导线则不同，在击穿的周围存在绝缘，阻碍电弧的移动，使弧根停留在一点燃烧，此时即使将继电器跳闸调整到最小，导线也将被几千安培的短路电流所损伤，断线事故的发生仍然难以避免。

综上所述所做的各项措施都能在一定程度上防止雷击跳闸和雷击断线事故，但不能从根本上避免雷击断线事故发生。