配電網(wǎng)架空絕緣線路雷擊斷線防護導(dǎo)則

雷擊架空地線斷線原因分析

一般而言，對于輸電線路的故障，雷擊引起的可能性很大。架空的輸電線路被雷擊導(dǎo)致導(dǎo)地線斷裂或是懸垂線夾處斷線。這種故障發(fā)生的原因如下：

1 、雷電流的熱效應(yīng)

當(dāng)雷擊架空的地線時，雷擊點的電流密度達到最大值，雷電弧的溫度也處于最高值，可能達到幾千K。一般情況下，當(dāng)雷電流通過導(dǎo)線時，雷電流引起的熱效應(yīng)不明顯。如果是雷擊導(dǎo)體，雷電雨放電通道接觸時可以產(chǎn)生無限的高溫，可以融化金屬，從而導(dǎo)致有些架空地線斷股，直接影響輸電線的正常供電。

雷電流的攜帶的巨大能量一般集中在電弧上，但是電弧的作用點太小，雷電流的電弧都直接傳給導(dǎo)地線，引起導(dǎo)地線在瞬間升溫，達到一定的限度就斷股了。

2 、雷電流的沖擊效應(yīng)

在生活中，我們也常見一些雷擊的現(xiàn)象。例如，大風(fēng)大雨天氣里，有雷擊大樹的情況，抑或是有些重大雷電直接將建筑物的鋼筋混凝土擊穿一個洞的現(xiàn)象。由此可知，雷擊具有很大的沖擊力，而且是機械能。對于這樣的天氣，輸電線處于裸露的自然環(huán)境下，就有遭受雷擊的危險、如果導(dǎo)地線被雷電擊中，雷電沖擊波攜帶的能量超出導(dǎo)體線的承受范圍，導(dǎo)地線可能直接被打斷。

3 、工頻短路電流的熱效應(yīng)

當(dāng)雷擊架空的地線，在線路斷裂的同時會產(chǎn)生絕緣子閃絡(luò)放電。由于地線的桿塔阻力比雷擊放電的桿塔小，當(dāng)雷擊放電接觸的桿塔，幾乎所有的工頻都會被續(xù)流到架空地線，從而出現(xiàn)短路電流，在一定程度上也提高了雷擊點的溫度。

架空地線短路時的熱穩(wěn)定只能允許較小的電流通過，所以容易使導(dǎo)地線斷線。在地線的懸垂線夾處屬于比較薄弱的環(huán)節(jié)，更加容易斷線。

4 、設(shè)計規(guī)程不合理

在短路電流的熱穩(wěn)定中，設(shè)計規(guī)程需要對雷電流和短路電流同時產(chǎn)生作用下的熱穩(wěn)定規(guī)定要求。所以，設(shè)計部門進行設(shè)計，需要按照導(dǎo)線和地線之間的最小配合來設(shè)計，但是沒有依據(jù)設(shè)計規(guī)程進行地線的熱穩(wěn)定校驗。

預(yù)防雷擊架空地線斷線的建議

為了保障輸電線的供電安全，需要加強架空地線的雷擊預(yù)防。

首先，防止雷擊絕緣子掉串的措施，可以在設(shè)計上進行把關(guān)，摒棄瓷絕緣子，可以選擇玻璃絕緣子。并且制定一定的周期檢測制度，提高零值檢出率，盡可能地較少測零工作。同時，在架空地線斷線的研究上，可以增加避雷針引流線，將懸垂線夾的電流進行分流，可以選擇GJ-50或是以上的鋼絞線，從而可以提高架空地線的熱穩(wěn)定性。還可以選擇耐雷擊的架空地線，在不同的地形區(qū)采用不同的線路，建設(shè)好具有自然屏蔽的防雷結(jié)構(gòu)，加強絕緣效應(yīng)。絕緣作為最簡單的投資，也是卓有成效的防雷措施。還可以改造接地的電阻，嚴格管理工程質(zhì)量。在山區(qū)，由于雷擊繞擊范圍大，可以采用保護角。

由于不同土壤的電阻率不同，在安裝避雷線的輸電線路的選擇上也應(yīng)綜合考慮，選擇較為合適的。

1、 安裝避雷線，降低接地電阻

在架空輸電線中安裝避雷針，是應(yīng)對雷擊的直接方式。通過避雷針的分流，減少雷擊對導(dǎo)線的危害。在生活常見的一種情況是，很多的高層建筑都會在頂樓安裝避雷針。由于樓層太高，接觸的大氣活動更為劇烈，在雷雨天氣最容易接觸到雷擊，所以通過安裝避雷針，將雷擊的電流傳導(dǎo)到地面，可以降低建筑物的電能量沖擊，盡可能地起到保護人和建筑物安全的作用。同理而論，將架空的輸電線路上安裝避雷針，增加電流的分流效果。當(dāng)線路被雷擊，可以通過避雷線將能量牽引至大地，此時的雷電流經(jīng)過桿塔之后就壓降，接地的電阻變小，能夠反擊的電壓也降低了，從而可以確保線路的安全。

在安裝避雷針的過程中，為了降低桿塔的接地電阻，可以將桿塔設(shè)計成鋼筋水泥或是卡盤基礎(chǔ)，抑或是可以增加一些人工接地的物體。在接地體的安裝埋設(shè)中，需要注意土層深度，適當(dāng)?shù)剡x擇接地帶的引接，其長度最好不超過62m。而且，對于土壤的電阻率，需要進行一定的檢測，必要時要進行換土處理，或者是選用一些化學(xué)物理進行降阻。

2、減少雷擊跳閘的保護措施

在電力網(wǎng)的建設(shè)中，一般采用中性點消弧線圈接地，還可以選擇某些自動重合的裝置，減少因雷擊線路短路跳閘的次數(shù)，從而降低停電的威脅。在地線的選擇上，可以適當(dāng)?shù)卦黾玉詈系鼐€，在雷擊發(fā)生時可以在桿頂進行分流或是耦合，從而直接降低雷擊跳閘的次數(shù)。在設(shè)置耦合地線時，需要實現(xiàn)對桿塔強度進行測算，合理設(shè)置導(dǎo)線和地面的距離。所以，耦合地線的安裝一般是避雷線和接地電阻的安裝都不能成行的時候，才建議使用耦合地線。

加強線路的絕緣效果，可以很好地提高輸電線的耐雷水平，對于降低線路的跳閘次數(shù)的減少很有用處。對于特殊地形區(qū)的高桿塔，在設(shè)置其接地電阻前，需要適當(dāng)?shù)卦黾咏^緣補償。按照設(shè)計規(guī)程的相關(guān)要求，加強線路的保護。這其中有個數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。如果桿塔超過了40m，在每10m的高度增加上，需要同時增加一個絕緣子。由于目前的輸電線路普遍采用的是降低塔體，從而更好地發(fā)揮接地電阻的作用。但基礎(chǔ)我國的地形多樣的緣故，這種方式只適合于平原地區(qū)。在山區(qū)的接地電阻的設(shè)計上，可以適當(dāng)增加地線與區(qū)域內(nèi)土壤的接觸面積，從而盡可能地降低電阻率。

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作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電網(wǎng)擔(dān)負著向用戶正常安全分配電能的重任。隨著用電需求的增長，線路日益密集，且以架空導(dǎo)線為主。最初裸導(dǎo)線較為常見，但隨著配電網(wǎng)愈來愈復(fù)雜，極易發(fā)生雷擊線路或短路故障，阻礙了配電工作的運行，甚至?xí)虼艘鹬卮蟀踩鹿省榇?，在架空?dǎo)線外層包裹了一層絕緣，即絕緣導(dǎo)線，在當(dāng)前應(yīng)用頗為廣泛。

1?架空絕緣導(dǎo)線及其優(yōu)勢??

輸配電線路有架空線路和電纜兩種，普通架空裸導(dǎo)線外層包裹上一層絕緣皮便是架空絕緣導(dǎo)線，是當(dāng)前配電網(wǎng)線路的重要形式。在人口密集、鹽霧污穢嚴重、樹木繁茂、線路走廊狹小之處頗為適用。 與電纜相比，架空絕緣導(dǎo)線無需開挖道路，因而架設(shè)比較方便，施工速度快，且投資相對較低。與架空裸導(dǎo)線相比，架空絕緣導(dǎo)線的絕緣性能更好，配電安全比較有保障；因絕緣層的關(guān)系，不易被氧化，從而可延長其使用壽命；線路相間距離有所減少，有利于同桿線路回路數(shù)的提高?，使得相間短路發(fā)生率大幅降低；高壓可深入負荷中心，有利于提高電壓質(zhì)量；安全性能的提高使得其檢修周期有所延長，而且能夠縮小線路走廊；具有較高的機械強度和良好的抗腐蝕能力。

2?架空絕緣導(dǎo)線的規(guī)格及應(yīng)用??

規(guī)格?? 導(dǎo)線表面包裹的絕緣層，按材料有輕型聚乙烯及交聯(lián)聚乙烯兩種，就絕緣性能而言，后者更具優(yōu)勢；按絕緣層的厚度可分為兩種：一是薄絕緣，架設(shè)時不得與樹木有過多、過長時間的餓接觸；二是厚絕緣，可以與樹木有長時間的接觸。?

?適用領(lǐng)域?

（1）雷電多發(fā)區(qū)?? 裸導(dǎo)線極易遭受雷擊而出現(xiàn)短路現(xiàn)象，絕緣導(dǎo)線因為有絕緣層，能夠起到良好的絕緣隔離效果，降低線路引雷，減少事故發(fā)生率。相應(yīng)的停電時間也大幅減少。

（2）樹木較多區(qū)城市在架設(shè)線路的同時，也關(guān)注環(huán)境保護，所以樹木數(shù)量越來越多。在這些地方架設(shè)裸導(dǎo)線時，會與綠化環(huán)保發(fā)生沖突，而架空絕緣導(dǎo)線則能緩解這一矛盾。在提高安全配電的同時，對市容和環(huán)境也較為有利。

（3）鹽霧地區(qū)鹽霧具有很強的腐蝕性，會削弱裸導(dǎo)線的抗拉強度，使其斷裂而發(fā)生短路。絕緣導(dǎo)線則能起到較好的抗腐蝕性，延緩線路老化。

（4）舊城區(qū)改造絕緣導(dǎo)線可承受15KV的電壓，與建筑物在水平或垂直上至少保持著0.75m的距離。所以，使用10KV的架空絕緣導(dǎo)線代替低壓干線，直接送入負荷中心，可縮短低壓電網(wǎng)供電半徑，在舊城區(qū)改造中十分適用。

3 架空絕緣導(dǎo)線在配電網(wǎng)中的實際應(yīng)用

某市配電網(wǎng)主要負責(zé)城東區(qū)的輸配電工作，其中有部分線路為架空裸導(dǎo)線，在日常配電運行中，受外界環(huán)境影響，容易出現(xiàn)故障。尤其是雷雨天氣，線路極易遭到雷擊，從而引發(fā)大面積停電，使得配電工作未能正常實現(xiàn)。隨著人口增加，用電量越來越大，為此相關(guān)部門對線路進行了檢查更新，換用架空絕緣導(dǎo)線。

準(zhǔn)備工作

在進行架設(shè)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)以城市規(guī)劃為基礎(chǔ)，盡量與其相協(xié)調(diào)；使用鋁合金芯，主干線和分支線的最小截面分別為240mm2、70mm2；考慮到絕緣導(dǎo)線的散熱性差，載流能力相對較弱，所以選擇大一檔的導(dǎo)線，使用應(yīng)力為40N/mm；檔距為42.5m，選擇的是水平排列方式，相間距設(shè)為0.8m；耐張長度控制在1Km以內(nèi)；導(dǎo)線與設(shè)備連接處安裝絕緣罩，絕緣密封性良好；在可能反送電的分支線點的導(dǎo)線上設(shè)置停電工作接觸點。

材料選擇

在符合國家規(guī)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)配電電壓大小選擇適宜的絕緣導(dǎo)線，并將相關(guān)材料配置齊全；該工程采用的是緊湊型架設(shè)的方式，所以直線桿使用的是懸掛線夾，絕緣導(dǎo)線采用絕緣拉棒和耐力張線夾。

具體施工

架設(shè)工作在正常天氣下開展，在雨季或濕度較大的天氣中盡量停止施工。絕緣導(dǎo)線的絕緣性能十分重要，直接關(guān)系著配電的安全穩(wěn)定，在施工前后應(yīng)對其絕緣電阻進行測試檢查，確保絕緣層沒有損傷。放線過程中不要拖拉絕緣導(dǎo)線，若絕緣層的損傷程度超過其自身的10%，必須立即修補或更換。絕緣導(dǎo)線連接時，禁止出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象，可用持續(xù)管相連，且連接不得在檔距內(nèi)進行；若情況特殊，在一個檔距內(nèi)，每根導(dǎo)線不得超過一個承接頭。接頭至少與導(dǎo)線固定點保持0.5m的距離，若規(guī)格、材料不同，不得在檔距內(nèi)將絕緣導(dǎo)線承力連接。連接后需及時進行絕緣處理，對其端頭和接頭進行密封，禁止出現(xiàn)導(dǎo)線、接頭裸露的現(xiàn)象。

若纖芯被損傷，損傷的截面積低于導(dǎo)電部分的17%，可敷線修補，且敷線長度應(yīng)大于損傷部分，每端纏繞長度超過損傷部分至少100mm；若損傷截面積未超過導(dǎo)線部分的6%，且損傷深度在單股線直徑的1/3之內(nèi)，應(yīng)用同金屬的單股線在損傷部分纏繞，纏繞長度超出損傷部分兩端各30mm。

4 架空絕緣導(dǎo)線的防雷措施

架空絕緣導(dǎo)線雖具備諸多優(yōu)勢，但在實際使用中還是存在有某些不足，最為常見的便是線路遭雷擊后斷線。過電壓包括直擊雷和感應(yīng)雷過電壓兩種，后者是造成絕緣導(dǎo)線故障的主要原因。當(dāng)遭受雷擊后，絕緣層會產(chǎn)生電弧移動形成屏障，以至于電弧移動速度變慢，工頻電弧集中于絕緣層的破壞點，一旦絕緣層損壞，極易出現(xiàn)相間短路。為此，必須做好防雷工作，可加裝線路避雷器，將雷電流泄放入地，減少對絕緣導(dǎo)線的損傷；安裝防雷金具；安裝可調(diào)式保護間隙；安裝10KV線路過電壓保護器，防止雷擊斷線事故的根本方法是將工頻續(xù)流及時切斷，為提高過電壓保護器的可靠性，可采用外串聯(lián)間隙加避雷器的結(jié)構(gòu)，并且要隔一基桿塔安裝一組。

架空線路是配電的基礎(chǔ)設(shè)施，負責(zé)電能的傳遞分配，意義重大。然而受諸多因素影響，架空線路易被腐蝕破壞，以至于性能下降。而架空絕緣導(dǎo)線具有較強的抗腐蝕性，有利于電能的安全分配，考慮到絕緣線受雷擊影響較大，在架設(shè)時務(wù)必要做好防雷工作。