10kV配电网架空绝缘导线雷击断线防护
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摘要： 受到客观气候因素的影响，架空导线运行过程当中频频出现雷击断线的问题。本文以10kv电压等级配电网为研究对象，就架空绝缘导向雷击断线背景下应当采取的防护措施与方法展开了深入的研究与探讨，望能够为相关实践工作的开展提供一定的参考与借鉴。
Abstract： Influenced by climate factors， lightning-caused breaking of overhead wires often happen in the running process. Taking 10kV voltage level distribution network as the research object， this article carries out in-depth research and discussion on the protection measures and methods under the background of overhead insulated wire lightning-caused breaking in hope of providing certain reference for the related practice work.
Key words： 10 kV distribution network；overhead conductors；insulation；lightning-caused breaking；protection
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）36-0048-02
0 引言
大量的理论与实践研究结果均充分证实了：10kV配电网运行过程当中，架空线路的绝缘化处理有着相当重要的意义与价值：①10kV配电网借助于对绝缘性导线线路的应用，能够避免在运行过程当中因接地或碰线因素而导致的短路故障。同时，由于导线具有绝缘性性能，因而即便出现导线断线落地的问题，也能够在安全性方面有所保障；②绝缘化的10kV配电网架空导线线路能够使相间距离明显缩短，避免相间线路过多的占用空间，具有对用地资源加以节约的目的；③对比常规意义上的电缆线路而言，绝缘化架空导线线路的整体投资相对较小，且由于导线架设过程当中不需要对道路进行开挖，因而施工难度以及施工周期均相对较小。但配电网架空绝缘导线也存在大量的问题与隐患，而雷击断线则正是其中固有、且频繁发生的问题之一，具有相当大的隐患。因此，需要相关工作人员积极展开针对10kV配电网架空绝缘导线雷击断线下的有效防护措施及方法，以促进配电网的安全运行。
1 10kV配电网架空绝缘导线雷击断线机理
在10kV配电网的运行过程当中，当幅值水平较高直击雷或者是感应雷过电压直接作用于配电网架空绝缘导线，并导致导线绝缘子、以及绝缘层出现闪络事故、击穿事故的情况下，绝缘层上的击穿点分布特征为针孔形态。在此基础之上，由于周边绝缘层表现出了极为显著的阻凝特征，因而导致接续工频续流电弧弧根无法有效且灵活的移动，仅在针孔位置进行持续燃烧。而特别是对于10kV电压等级的配电网运行系统而言，由于其架空导线线路的绝缘性能相对较弱，雷击作用力会导致导线呈现出两相对地闪络或者是三相对地闪络方面的问题。受到此因素的影响，相对低电弧受到热应力作用力以及电磁力作用力的共同影响，弧腹会面向10kV配电网负荷侧的上空漂移，电弧交汇反应的情况下形成相间电弧。由此不难得知：由于电弧弧根的温度相当高，并且仅集中在针孔位置进行燃烧，因此架空导线线路势必会在较短的时间内被烧断，这种现象即称之为雷击断线现象。
2 10kV配电网架空绝缘导线雷击断线防护措施
基于对以上有关10kV配电网架空绝缘导线雷击断线机理进行分析的基础之上，在研究适宜于10kV配电网架空绝缘导线雷击断线防护措施的过程中，一方面可以从疏导的角度入手，即在配电网运行过程当中，允许工频续流起弧，将电弧弧根疏导并转移至特制金具当中完全燃烧，另一方面可以从堵塞的角度入手，即从源头上阻止工频续流起弧，避免导线烧毁。具体的防护工作可以重点从以下几个方面入手：
2.1 基于疏导性的雷击断线防护措施 正如上文所述，此种断线防护措施的核心在于：在允许工频续流起弧的基本前提条件下，通过对特制电极的应用，与导线线芯发生接触反应，引出高电位，定位雷电冲击闪络的作业路径，将电弧弧根疏导并转移至特制金具当中完全燃烧。此种防护措施的主要优势在于：可操作性较高，投资较少。但其局限性则在于：导线局部处于状态，密封性能欠佳。实际工作中，比较常见的防护金具包括以下几种类型：①基于剥线性的防弧金具：此种防弧金具具有电压水平极高的电极特征，安装位置处于导线线路绝缘子轴线100.0～150.0mm的范围之内。该防弧金具妥善安装后，能够与架空绝缘导线线路的绝缘子底端金属件发生相互反应，形成以雷击作用力为对象的冲击放电路径。在安装过程当中，需要特别注意根据所安装线路的架构特征，选取不同的安装区域。举例来说，对于呈现出环网性结构的配电网线路而言，此种防弧金具的安装应当位于绝缘子的两侧位置，所安装防弧金具相互之间的导线绝缘层应当完全剥离；而对于呈现出辐射性结构的配电网线路而言，此种防护金具的安装应当位于绝缘子的负荷侧位置。②基于穿刺性的防弧金具：此种防弧金具最大的优势在于，避免在应用剥线性防弧金具的过程中，可能存在的密封性能欠佳问题。基于穿刺性的防弧金具将高压电极结构设置为穿刺形态，以尖齿为载体，刺穿架空导线线路绝缘层，并与线芯紧密接触，达到对高电位进行引出的目的。此种类型的防弧金具主要是由高压穿刺电极、低压电机、以及绝缘外罩三个方面构成的。安装过程当中需要特别注意穿刺与绝缘层的紧密挤压，避免密封性能上的不足。
2.2 基于堵塞性的雷电断线防护措施 基于堵塞性的雷电断线防护措施的核心在于：从源头上阻止工频续流起弧，避免导线烧毁。一般来说，可以通过加强线路绝缘性能，或者是通过安装线路避雷器装置的方式，达到对绝缘导线进行保护的目的。此种防护措施的主要优势在于：防护效果较好，且使用寿命较长。但其局限性则在于：安装操作难度较大，且投入成本较高。实际工作中，比较常见的避雷器装置包括以下几种类型：①基于环形电极带外串联间隙的金属氧化物避雷器装置：此种避雷器装置是由避雷器设备、安装金具、以及环形电极共同构成的。安装过程当中，要求避雷器环形电极能够与绝缘导线线路行程外串间隙的对应关系。其防护机理在于：当雷击闪络事故作用于导线线路的情况下，避雷器环形结构能够将放电的路径限定在电极与导线的中间区域当中，避免放电波及至架空绝缘导线线路当中。②基于穿刺电极待外串联间隙的金属氧化物避雷器装置：此种避雷器装置是由避雷器设备、高压穿刺电极、安装金具、以及绝缘外罩这四个方面所构成的。通过对该装置的安装，高压穿刺电极穿刺接触导线并对高电位进行引出，与避雷器本体顶端形成外串联间隙，将放电区域限制在外串联间隙当中，达到阻止雷击作用力作用于绝缘导线区域的目的。
3 结束语
在10kV配电网架空绝缘导线出现雷击断线事故的情况下，通过对事故原因的深入分析，本文认为：架空绝缘导线雷击断线主要是受到绝缘薄弱因素影响，雷击作用引发导线对地闪络，在电弧弧根温度升高的情况下所引发的。因此，在研究适宜于10kV配电网架空绝缘导线雷击断线防护措施的过程当中，一方面可以从疏导的角度入手，即在配电网运行过程当中，允许工频续流起弧，将电弧弧根疏导并转移至特制金具当中完全燃烧，另一方面可以从堵塞的角度入手，即从源头上阻止工频续流起弧，避免导线烧毁。以上两种不同防护方法各有优势，也存在一定的局限性，需要工作人员在实际作业中，结合实际情况，做出最合理的选择。
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