通過分析近幾年來的運行情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)10kV絕緣導(dǎo)線發(fā)生雷擊斷線和絕緣子擊穿事故呈急劇上升趨勢。雖然部分線路采取了防雷措施（安裝了穿刺式防弧金具產(chǎn)品），但效果也不明顯。究其原因主要有：

1）在雷電多發(fā)地的放電的感應(yīng)過電壓中，絕緣導(dǎo)線的金屬導(dǎo)體上很快就會產(chǎn)生過電壓，之后必將在絕緣層的最薄弱點以針尖式擊穿，擊穿點也叫電弧點，由于擊穿點的通道為針尖式，所以其電阻會相當(dāng)大和產(chǎn)生大量熱量、且不好散熱，如絕緣層達(dá)到熔點后甚至起助燃的作用，所以絕緣導(dǎo)線更易斷線。

2）在雷電擊電壓的作用下被雷電弧擊穿的導(dǎo)體會與絕緣子下面的金屬橫擔(dān)形成閃路，之后成為短路通道并在10KV線路恒流源的作用下形成工頻續(xù)流直至把導(dǎo)線熔燒斷或跳閘為止。

1 10kV架空絕緣導(dǎo)線受雷擊斷線在我局現(xiàn)狀

1.1陽江市地理位置與易受雷擊關(guān)系

根據(jù)陽江氣象局對近年來的統(tǒng)計資料顯示：陽江市全年的雷雨天數(shù)為65天，這與其所處的地理位置有著密切的關(guān)系，陽江市地處熱帶沿海地區(qū)，是雷云最易形成的地區(qū)，所以我局的雷雨天數(shù)量相當(dāng)多的，所以雷擊斷線在我局是常有發(fā)生的，這嚴(yán)重影響到了我局配網(wǎng)的安全運行。

1.2 我局近年10kV架空絕緣導(dǎo)線遭受雷擊之害情況嚴(yán)重

圖1 雷擊斷線的實物圖

近兩年來我局的配網(wǎng)10kV架空絕緣導(dǎo)線由于雷擊而跳閘的事故很嚴(yán)重，雷擊斷線的事故也相當(dāng)嚴(yán)重，雖然斷線的機率比跳閘的低，但是其破壞性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于跳閘的。所以解決我局10KV配網(wǎng)線路的這一致命弱點刻不容緩。

2012年 5 月 7 日 3時左右、在陽江市第二中學(xué)門口附近雷擊斷線，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查為10kV架空絕緣導(dǎo)線在穿刺式防雷線夾處三相線全部斷線掉落在地面上并燒成3個黑洞。幸好當(dāng)時是下半夜沒有造成人員傷亡。但事后維修這條線路也花費了很多人力物力，所造成的停電，也給用戶帶來了影響。

一條線路10kV的配電線路，負(fù)荷一般在4000~5000kV左右，如果按線路平均修復(fù)時間為5h，絕緣線路的雷擊故障率在2.43次/百公里每年，以一檔桿絕緣線路按照50M計算，每條次線路斷線需搶修故障的人力、材料費用約15萬元。采用以下這種系統(tǒng)防雷措施后、至少可以減少80%的雷擊斷線故障、每年可增供電量14.6萬kW·h、陽江全市每年可減少直接經(jīng)濟(jì)損失128萬元。

2 10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線、跳閘流程原理剖析

在感應(yīng)雷過電壓作用下：①絕緣層表層電荷與導(dǎo)體內(nèi)的相反電荷首先形成過電壓；②在絕緣層最薄弱點處且在橫擔(dān)金屬等附近處以針孔式擊穿并形成短路通道；③在10kV恒流源作用下形成工頻續(xù)流繼續(xù)閃絡(luò)放電；④跳閘或斷線；⑤開路并斷流。

從以上流程不難分析出，要防止雷擊斷線就必須快速切斷工頻續(xù)流。并得出以下結(jié)論：

1）絕緣層的電弧擊穿點都是發(fā)生在絕緣子底下金屬或橫擔(dān)附近的絕緣層最薄弱點。這是雷電過電壓下的正負(fù)電荷中和所致。

2）電弧擊穿后的導(dǎo)體在雷電過電壓作用下與其最近金屬體（絕緣子下的金屬或橫擔(dān)）形成短路通道。

3）在10kV高壓恒流源作用下，在短路通道中形成工頻續(xù)流，直至把導(dǎo)線熔斷和跳閘。

4）如果工頻續(xù)流的時間越長、則導(dǎo)線被熔斷的機會越大。所以 必須要在未熔斷線的前提下利用線路的斷路保護(hù)器跳閘的原理來切斷恒流源使其切斷工頻續(xù)流而保護(hù)導(dǎo)體。

3 防雷擊斷線措施方法

綜上所述，要使10kV絕緣導(dǎo)線雷擊后不斷線必須要解決如下問題：

1）絕緣層表面的電荷必須在沒達(dá)到過電壓時就與導(dǎo)體內(nèi)的相反電荷中和、且中和的接觸面要足夠大（最好是大于導(dǎo)體截面），這樣才能像裸導(dǎo)體一樣具有散熱或中和快等優(yōu)點。

2）為了避免導(dǎo)體在沒跳閘就被工頻續(xù)流燒熔掉，工頻續(xù)流的燃燒點不能在導(dǎo)體處，而是引導(dǎo)到一個設(shè)定好的點進(jìn)行燃燒，且不能靠近絕緣子，以免燒壞其傘裙，且燃燒點材料熔點必須足夠高（不小于1000℃）。

3）免維護(hù)或很易維護(hù)、性價比高。

4）不能損傷導(dǎo)體、更不能讓線芯進(jìn)水、汽等使導(dǎo)線內(nèi)部的線芯受腐蝕。不降低絕緣導(dǎo)線的使用壽命。

5）安裝方便。

為了縮短工頻續(xù)流的時間，要求接地電阻必須要小于10Ω。

圖2 系統(tǒng)防雷圖

單純依靠某項保護(hù)措施是難以解決絕緣架空導(dǎo)線的防雷問題的，必須采取系統(tǒng)的綜合防雷措施才能真正有效的防止雷擊斷線事故的發(fā)生。

雖然現(xiàn)已有一些相關(guān)單項方法或產(chǎn)品想來解決雷擊斷線問題,如：①架設(shè)架空避雷線；②安裝氧化鋅避雷器；③安裝線路過電壓保護(hù)器；④加大局部絕緣層的厚度；⑤穿刺式防雷金具等。由于各種方法的側(cè)重點和措施的不同，所以它們就會出現(xiàn)不同的優(yōu)缺點，但都沒能真正從整個系統(tǒng)考慮方案的最優(yōu)化。所以，單個技術(shù)是不能有效地解決雷擊斷線問題的，必須考慮用一個系統(tǒng)的整體方法才能有效的解決雷擊斷線的危害。

以下為我局根據(jù)多年的維護(hù)運行經(jīng)驗并結(jié)合具有電線電纜和金具資深專業(yè)基礎(chǔ)的廠家（番禺電纜集團(tuán)）、等共同研發(fā)出來的防雷斷線系統(tǒng)。

如圖2所示，該系統(tǒng)由護(hù)纜導(dǎo)電帶、一夾通防弧金具、絕緣護(hù)罩、消弧棒、絕緣接地線、接地棒（銅包鋼）等組成。其中各部分的功能和作用分別為：

1）護(hù)纜導(dǎo)電帶。功能：具防水、汽進(jìn)入導(dǎo)體線芯，具導(dǎo)電性能好、接觸面大、耐高溫和安裝方便。穿刺式防雷金具的最大缺點是由于穿刺部分不到位而導(dǎo)致導(dǎo)線線芯與穿刺部位間形成放電間隙而產(chǎn)生雷電弧。所以絕對不可用穿刺式方式，必須要采用剝開絕緣層的方式，使其明確接觸面足夠大和散熱導(dǎo)電良好等。但是絕緣層剝開后必須要做好防水、防汽等措施以保護(hù)該導(dǎo)線免受腐蝕。這一點也是目前非穿刺式防弧金具所沒有做到的。

2）一夾通引弧金具。組成部分：中和球、自鎖式通用線夾、接地環(huán)、引弧球。功能：①具有自鎖、導(dǎo)電能力強、接觸穩(wěn)固、通用性強功能（適用50~300 m2平方導(dǎo)線）；②中和球具有防氧化、正負(fù)電荷中和能力強功能；③具有接地功能，是架空絕緣導(dǎo)線檢修施工時驗電及臨時接地裝置；④引弧球采用耐高溫的高熔點金屬，能耐多次雷擊電弧的燃燒，具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力。

3）絕緣保護(hù)罩。采用10kV XLPE 架空交聯(lián)料，具良好的絕緣性、耐老化性，防水、汽性。

4）消弧棒。由消弧球和引流板組成，采用具有耐高溫、耐腐蝕和導(dǎo)電性能好的材料做成。

5）架空絕緣接地線。采用JKLGYJ-10-70絕緣導(dǎo)線作為接地線，兩端接鋁端子，具接地電阻低，抗拉力強 ，防人觸電桿電擊、耐用防銹，安裝方便、成本低等優(yōu)點。

6）接地棒。采用分節(jié)式的銅包鋼接地棒鉆進(jìn)行與地連接。銅包鋼接地棒具：①防腐蝕性能好，使用壽命長；②低電阻性能；③過流能力強；④張力大強度高；⑤深鉆時不會脫落或皺裂。銅包鋼接地棒的尺寸要求：長度大于1.5m，直徑大于1.5cm，銅層厚度大于 0.25mm。在不同接地電阻下，雷擊10kV架空絕緣導(dǎo)線或桿塔時，線路的耐雷水平和跳閘率關(guān)系見表1。

表1

為了降低接地電阻、必要時在接地時要加入降阻劑。

4 規(guī)格和性能參數(shù)

系統(tǒng)防雷擊斷線裝置的規(guī)格和性能參數(shù)見下表2。

表2

5 安裝方法

1）先安裝引線棒、引弧線夾

（1）引線棒一端安裝在絕緣子底下和橫擔(dān)接口處，在架空導(dǎo)線的正下方；確定引弧金具在絕緣導(dǎo)線上的安裝位置：其安裝位置與絕緣子型號、電壓等級、消弧棒距離或與金屬體的凈空距離等綜合決定的。引弧球與消弧球間的放電距離參考表3。

表3

（2）根據(jù)10KV架空絕緣配電線路設(shè)計規(guī)程GB50061-1997的規(guī)定：10kV絕緣導(dǎo)線與拉線、電桿或構(gòu)架間凈空距離不應(yīng)小于0.2m。

（3）安裝引弧金具：①用專業(yè)剝皮刀在架空導(dǎo)線負(fù)荷側(cè)約500~1000mm處（只要是確保引弧球與消弧球或其他金屬等的凈空距離在125~200mm范圍內(nèi)。）把絕緣層剝開約65~85mm；②同時在剝開的兩端套上硅膠墊；③之后在剝開口處纏上護(hù)纜導(dǎo)電帶3~5圈；④最后合上絕緣外罩。

安裝上引弧金具，可使雷電過電壓均在引弧金具與消弧球之間定位閃絡(luò)，接續(xù)的工頻短路電流電弧的弧根固定在防弧金具上燃燒（其中燃燒點為耐高熔點材料），從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。該方式操作簡便，投資少，能有效地防止雷擊斷線和防止線芯腐蝕。

2）把架空絕緣導(dǎo)線（JKLFYJ-70）一端接到金屬橫擔(dān)上，另一端與接地棒連接，端子連接時必須牢固、具自鎖功能。

3）接地棒采用分帶式續(xù)級增加的接地方式（銅包鋼接地棒），在接地電阻達(dá)到≤10Ω后可以認(rèn)為是合格的，原因為每個地方的土壤電阻不同，所有根據(jù)地區(qū)不同而采用分節(jié)續(xù)級式使用銅包鋼接地棒。

6 檢驗方法

1）外觀和尺寸檢查，目測，用尺子進(jìn)行常規(guī)檢查。

2）雷電全波沖擊耐受電壓試驗，按GB/T16927.1的規(guī)定進(jìn)行。

3）1min工頻濕耐受電壓試驗。按GB/T16927.1的規(guī)定進(jìn)行。

4）1min工頻干耐受電壓試驗。按GB/T16927.1的規(guī)定進(jìn)行。

5）工頻電弧試驗。按GB/T16927.1的規(guī)定進(jìn)行。

6）接地電阻試驗，用專用接地電阻測試儀進(jìn)行現(xiàn)場檢測，標(biāo)準(zhǔn)小于10Ω。

7 結(jié)論

絕緣導(dǎo)線雷擊必斷，這是其特性所然，在架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線的地方，應(yīng)重視雷擊斷線問題。在直擊雷頻繁的區(qū)域，采用具可靠密封防潮的引弧金具防雷系統(tǒng)，以減少各種雷擊斷線的危害。

引弧金具是由廣州番禺電纜集團(tuán)有限公司、廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院和陽江供電局聯(lián)合研制，能有效防止雷擊斷線，同時又能解決密封防水問題，免維護(hù)，值得推廣。在現(xiàn)今我國絕緣架空導(dǎo)線運行中最突出的問題是斷線和密封防水問題，今后隨著配電線路的雷電特性進(jìn)一步被摸清，保護(hù)措施將會更為完善、合理，架空絕緣線路的運行會更為安全、可靠。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“陽江供電局10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷擊斷線的方法分析”，作者為何平、胡超強。