配电线路如何进行防雷

摘　要：雷电灾害是一种目前人类还无法抗拒的严重自然灾害,雷电造成电力设备及电力线路损坏的事件屡有发生.雷击断线是绝缘导线特有的问题,应引起足够重视并采取相应措施.通过加强绝缘和加装防雷支柱绝缘子或保护型绝缘间隙横担等新产品的应用并采用"疏导"和"堵塞"相结合的防雷措施的综合应用,能有效地减少雷击闪络概率,避免雷击断线发生.雷电是一个古老而又复杂的自然现象,单纯依靠某项保护措施难以解决配电线路的防雷问题,必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生.

关 键 词：雷电灾害　绝缘子闪络　雷击断线　供电可靠性　防范措施

雷电灾害是一种目前人类还无法抗拒的严重自然灾害,雷电造成电力设备及电力线路损坏的事件屡有发生.雷电引起的过电压,叫做大气过电压,其机械效应会击毁杆塔和建筑,伤害人畜；其热效应将烧毁导线、烧毁设备、甚至是大范围的火灾；其电磁效应造成击穿电气绝缘、绝缘子闪络、开关跳闸、线路停电或人身伤亡等.

无论国内或国外,在配电线路上,现在都已广泛地应用了绝缘导线.可以说,配电网的绝缘化,已是一项成熟的技术.但是,绝缘导线在应用过程中,也出现了一些新的问题.其中,最为突出的问题,是遭受雷击时,容易发生断线事故.资料表明：雷击断线事故,是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题,这引起国内外防雷工作者们的广泛注意,并积极开展有针对的试验研究工作,也找到了许多有效的防范措施.

线路防雷的基本任务是采用技术上与经济上合理的措施,将雷击事故减少到可以接受的程度,以保证供电的可靠性与经济性.为此,一般设有四道防线：不绕击、绝缘子不闪络、不建立稳定工频电弧、不中断电力供应.在配电线路防雷中,允许有一小部分雷击引起线路绝缘子闪络,然后用减少建弧率以及自动重合闸的办法,把雷电灾害引起的停电事故数减少到可以接受的程度.

以前采用裸导线时,当受到雷击后,会引起线路闪络.此时,工频续流引起的电弧由于受到电磁力的作用,使电弧向导线落雷点的两侧迅速流动,雷电流经过开关、变压器等设备处的避雷器迅速流入大地或在工频电流烧断导线之前,引起跳闸,因而很少发生断线事故.但是,当绝缘导线遭受雷击时,情况就完全不同,雷电过电压引起绝缘子闪络,并击穿导线的绝缘层.而击穿点附近的绝缘物,阻碍了电弧沿着导线表面向两侧移动.因而,电弧只能在击穿点燃烧.高达数千安培的工频电弧电流集中在绝缘击穿点上,并在断路器跳闸之前很快就把导线熔断.

国内外对防止绝缘导线雷击断线进行了许多实验研究工作,介绍防止措施的.

一、主要措施

1.架设架空避雷线：利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路,是一种传统的有效方法

2.安装氧化锌避雷器

采用氧化锌避雷器,可以有效地截断工频续流,限制雷过电压和配电线路的感应过电压.

3.安装线路过电压保护器

这种线路过电压保护器,相当于带有外间隙的氧化锌避雷器.安装时,绝缘层不需剥开,在运行中,平时是不承受运行淡雅的,因而使用寿命较长,也可免维护.

4.使用钳位绝缘子

这是一种日本的方法.在绝缘导线固定处剥开绝缘层,架装引弧放电间隙与特别设计的金属线夹.当雷击闪络时,引发的工频续流在该金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧,直至被线路开关跳闸切断,从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线.该方法的效果较好,成本也不太高.

5.使用穿刺式防弧金具

其原理为将该金具安装在线路绝缘子附近负荷一侧的绝缘导线上,当雷电过电压超过一定数值时,在防弧金具的穿刺电极和接地电极之间引起闪絡,形成短路通道,接续的工频电弧便在防弧金具上燃烧,以保护导线免于烧伤.在单向供电的老线路上采用此产品效果较好,安装方便,造价相对低一些,而环网供电的线路则需二侧安装造成工程及费用增加和线路不简洁,鸟类较多地区易受侵袭接地.

6.采用长闪络避雷器（LFA）

研究表明,对于中性点非直接接地的配电系统,当线路的工作电压与闪络路径长度的比值减小时,由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减小.

7.加局部绝缘层的厚度

从许多绝缘导线遭雷击后断线的事故调研,发现了一个十分明显的规律：断线的部位,几乎全部都处于离开绝缘子（100~300）mm范围之内,如果在这局部范围内增加绝缘厚度,也可以防止击穿.

通过分析对比,还开发了一些防雷新产品.这些产品运用于绝缘配网的综合防雷,已取得了良好效果.现简单介绍几种如下：

二、新产品种类

1.FEG型防雷支柱绝缘子（穿刺式/非穿刺式）

上述介绍的各项措施都能在一定程度上防止雷击跳闸和减少雷击断线事故,但不能从根本上避免雷击断线事故.FEG型防雷支柱绝缘子是新型组合式结构的二合一防雷支柱绝缘子,其绝缘子有很好的绝缘性能和防污秽水平,由于把支柱绝缘子和防弧金具合二为一,不受环网供电负荷侧影响,更使线路简洁美观并极大地降低了造价,为电力部门防止架空绝缘导线雷击断线提供了一条经济有效的途径.

2.防雷支柱绝缘子（保护型）

防雷支柱绝缘子（保护型）是为了防止10kv架空绝缘导线雷击断线而开发的新产品之一.防雷支柱绝缘子（保护型）防雷击断线的主要作用在于：提高绝缘子的放电距离来减少线路雷击闪络率；通过保护型金具将导线围绕起形成厚实的保护部件,以防止短路电弧根部的燃烧效应.闪络时,电弧在保护型金具的厚实部位之间燃烧,从而使导线免受损伤.

3.玻璃钢绝缘横担

雷击闪络取决于过电压值和线路绝缘水平,研究表明雷击引起的电弧严重程度是随着沿闪络路径的电场梯度的降低而降低,若将传统采用的铁横担由具有机械性能好,绝缘强度高的玻璃钢取代用作支柱绝缘子横担,则可显著增加闪络路径,从而大幅度提高线路的耐雷水平,减低线路的建弧率而避免了雷击断线事故的发生.

4.保护型绝缘间隙横担

为使线路在遭受高强度雷击时雷电流有一个释放通道,我们在线路中采用了保护型绝缘间隙横担.保护型绝缘间隙横担由火花放电间隙、非线性电阻限流元件、玻璃钢绝缘横担所造成火花放电间隙限制了雷电过电压幅值,通过放电间隙的调整可控制架空线绝缘闪络的局部限流元件能够在瞬间截断工频续流,有效的保护了架空绝缘导线.

雷击断线是绝缘导线特有的问题,应引起足够重视并采取相应措施.通过加强绝缘和加装防雷支柱绝缘子或保护型绝缘间隙横担等新产品的应用并采用"疏导"和"堵塞"相结合的防雷措施的综合应用,能有效地减少雷击闪络概率,避免雷击断线发生.雷电是一个古老而又复杂的自然现象,单纯依靠某项保护措施难以解决配电线路的防雷问题,必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生.