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摘 要：在配电线路中，裸导线已逐渐被绝缘导线取代，使得电力系统的稳定性和可靠性得到提升。在实际中，雷电是绝缘导线的主要威胁之一。导线在受到雷击时，强大的电弧能量很可能会烧断导线，对配电线路的正常运行产生威胁。本文主要分析了绝缘导线受到雷击烧断的原因，并结合实际对相关防护措施进行研究。
关键词：配电线路；绝缘导线；雷击；防护措施
近年来，我国大力建设电力系统，使得电力系统的稳定性和可靠性得到了大幅提升。绝缘导线是指在导线外围均匀地覆盖一定绝缘材料，如塑料、橡胶、树脂等，防止导线与外界接触发生漏电、短路、触电等安全事故。在配电线路中，导线一般都采用绝缘导线，以便导线在相对较密集的建筑物、树林等障碍物之间铺设。但是，绝缘导线在实际使用时也存在一些问题，其中最为突出的就是雷击断线问题。国外有资料显示，绝缘导线雷击断线事故占配电网绝缘事故的36.8%。由此可见，对绝缘导线采取科学的防雷措施是极其重要的。
一、绝缘导线雷击断线的原因
雷电是一种非常常见的自然现象，是一种带电云层之间或与大地之间的放电现象。对于电力系统来说，雷电是一种破坏力巨大的安全隐患。雷电对于电力系统的威胁主要包括三个方面，一是对杆塔、建筑等造成的损害；二是雷电本身具有的热能可能会烧毁导线等设备；三是雷电产生的过电压可能会导致开关跳闸、停电甚至火灾。
绝缘导线之所以比裸导线更容易产生雷击断线，还是因为其表面覆盖了一层绝缘材料。当裸导线受到雷击时，雷击过压引起闪络，工频短路电流电弧在点动力的作用下沿着背离电源的方向移动。在导线被击穿之前，电弧引起断路器反映并切断电弧。而对于绝缘导线，由于其表面覆盖了一层绝缘材料，那么当发生闪络时，会产生瞬间电弧。由于电弧时间很短，其能量不足以击穿导线，但是导线表面的绝缘层耐热性较差，会形成很小的击穿孔。但是，当雷电过压引起两相或三相之间闪络，就可能会发生短路。产生的持续高能电弧在绝缘层的作用下无法进行滑移，电弧根部就会被固定在绝缘层的击穿孔，引起导线在该点的温度急剧增加而被烧断。
近年来，全球环境持续恶化，极端天气发生的频率增加。从我国年平均雷暴日数统计数据可以看出，雷电天气总体呈现出增加的趋势。自然电力系统受到雷击的可能性也有所增加。另一方面，从绝缘导线受到雷击的空间区域来看，大都分布在较空旷的区域，周围没有较高的建筑物，容易受到雷电袭击。
二、绝缘导线防雷措施分析
2.1、安装避雷线
配电线路一般空间跨度较大、覆盖范围广，安装避雷针难以实现有效防雷。而避雷线一般安装在到导线上方，又称为架空地线。架空地线与大地相连，当受到雷击时，雷电首先击中避雷线，使电流流入大地，从而保护导线免受雷击。事实上，当避雷线中有电流流过时，会在周围产生瞬间增加的电磁场，可能会在导线上形成感应电压。为了防止这个电压损坏导线，避雷线一般都带有电磁屏蔽装置，以使得导线上的感应电压在安全范围之内。
该种防雷措施主要用于导线绝缘水平较高的110kv送电线路。一般情况下，10kv的配电线路不宜采用这种防雷措施。因为10kv配电线路的导线绝缘水平相对较低，雷电击中避雷线后极易产生反击闪络，持续的强电弧依然足以烧坏导线。事实上，安装避雷线投资成本相对较大，防雷效果也不是特别明显，并且实施起来难度较大。
2.2、氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是一种应用相对广泛的防雷措施，以其优良的防雷效果和可靠性而被人们所接受。氧化锌避雷器的原理是利用氧化锌材料的非线性的伏安特性。当正常工作时，氧化锌的电阻很大，其导电性接近于绝缘体，通过的电流只有mA或uA级别。当受到雷击时，氧化锌压敏电阻被击穿，因雷击而产生的强电流大部分流入大地，进而防止导线上的电压过大。
氧化锌避雷器之所以能在实际中得到广泛应用，主要是因为其优良的防雷效果和可靠性。但在实际使用中，若安装或使用不当就会影响其防雷性能甚至整个配电网络的稳定性。主要有两个方面：一是氧化锌避雷器在安装时需要剥皮引线，这样就会破坏绝缘导线的主绝缘，可能因为密封不良而导致进水，在电能的作用下腐蚀导线。解决的办法是使用穿刺线接线，避免剥皮引线。二是在绝缘导线正常工作时，氧化锌避雷器也要承受一定的工频电压。一旦避雷器因自身故障而导通，那么就会引起导线直接接地，整个个配电网络都会受到影响。解决这一问题的措施是使用跌落式氧化锌避雷器。
2.3、安装防雷支柱绝缘子
防雷支柱绝缘子是一种新型组合式结构的防弧绝缘子，其主要由绝缘护罩、压紧螺母、压块座、移动压块、上金属帽、复合绝缘子、引弧棒、绝缘套管和下金属脚等组成，引弧棒和上金属帽装配连接成一体。当雷击发生时，引弧棒和下金属脚之间放电，使续流工频电弧移动到引弧棒上烧灼，从而保护绝缘导线不受损伤。
一般防雷支柱绝缘子根据安装方式的不同可分为两种，一种是穿刺型，无需剥皮引线；另一种为非穿刺型，则需要剥皮引线。从实际使用的可靠性来看，采用前者较为合适。
2.4、安装防雷金具
防雷金具也是一种应用比较多的绝缘导线防雷设备，其防雷原理与防雷支柱绝缘子类似，都是将电弧引导某一设备上去，避免其烧坏导线。当绝缘导线受到雷击时，产生的电弧将将会向引弧球移动，并向接地板放电。这一过程使得电弧持续在引弧球上灼烧，进而减小绝缘导线所承受的电弧能量，避免烧坏导线。防雷金具也有刺穿型和非刺穿型两种，现在一般都采用前者。
2.5、安装防雷验电接地环
防雷验电接地环的防雷原理与防雷金具类似，通过引弧棒使电弧脱离导线灼烧，进而防止导线被烧断。防雷验电接地环是一种合二为一的装置，相对于前面几种防雷器件成本相对较低，结构也更加简单。雷击时，环上的引弧棒将电弧引导绝缘子的金属件上，进而是电弧在引弧棒上灼烧，从而离开导线灼烧。安装时要注意几个距离的控制，尤其是引弧棒和绝缘子之间的距离，要控制在150～170mm之间。
三、总结
雷电是电力系统的主要威胁之一，而恰当的防护措施能将雷击带来的损失降到最低。绝缘导线在配电线路中应用非常广泛，又是容易产生雷击断线的，更要采取科学的防雷措施。本文中介绍了几种常用的防雷措施，包括避雷线、氧化锌避雷器、防雷支柱绝缘子、防雷金具以及防雷验电接地环。实际中使用的防雷措施远不止这几种，要根据各个防雷器件的优缺点结合实际情况合理选用，并且随着技术的进步，绝缘导线防雷技术也会逐步完善，雷电对于电力系统的实际威胁也将越来越小。
参考文献
[1]王化山. 配电线路绝缘导线的防雷措施及分析[J]. 安徽电力，2010，01：6-8+60.
[2]黄清社，徐奔，彭利强，邹一梅，邓文斌，李景禄. 10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究[J]. 高压电器，2010，12：32-35+40.
[3]陆干文，李炳雄. 配网架空绝缘导线防雷技术研究[J]. 电气自动化，2013，03：77-79+86.
[4]王化山. 绝缘导线的防雷措施分析[J]. 中国电力教育，2009，S2：252-253.
作者简介：
黄先锋（1976.9-），男，汉族，山东菏泽东明县人，任职于国网山东东明县供电公司。职称：工程师。研究方向：农电管理。
关键词：配电线路；绝缘导线；雷击；防护措施
近年来，我国大力建设电力系统，使得电力系统的稳定性和可靠性得到了大幅提升。绝缘导线是指在导线外围均匀地覆盖一定绝缘材料，如塑料、橡胶、树脂等，防止导线与外界接触发生漏电、短路、触电等安全事故。在配电线路中，导线一般都采用绝缘导线，以便导线在相对较密集的建筑物、树林等障碍物之间铺设。但是，绝缘导线在实际使用时也存在一些问题，其中最为突出的就是雷击断线问题。国外有资料显示，绝缘导线雷击断线事故占配电网绝缘事故的36.8%。由此可见，对绝缘导线采取科学的防雷措施是极其重要的。
一、绝缘导线雷击断线的原因
雷电是一种非常常见的自然现象，是一种带电云层之间或与大地之间的放电现象。对于电力系统来说，雷电是一种破坏力巨大的安全隐患。雷电对于电力系统的威胁主要包括三个方面，一是对杆塔、建筑等造成的损害；二是雷电本身具有的热能可能会烧毁导线等设备；三是雷电产生的过电压可能会导致开关跳闸、停电甚至火灾。
绝缘导线之所以比裸导线更容易产生雷击断线，还是因为其表面覆盖了一层绝缘材料。当裸导线受到雷击时，雷击过压引起闪络，工频短路电流电弧在点动力的作用下沿着背离电源的方向移动。在导线被击穿之前，电弧引起断路器反映并切断电弧。而对于绝缘导线，由于其表面覆盖了一层绝缘材料，那么当发生闪络时，会产生瞬间电弧。由于电弧时间很短，其能量不足以击穿导线，但是导线表面的绝缘层耐热性较差，会形成很小的击穿孔。但是，当雷电过压引起两相或三相之间闪络，就可能会发生短路。产生的持续高能电弧在绝缘层的作用下无法进行滑移，电弧根部就会被固定在绝缘层的击穿孔，引起导线在该点的温度急剧增加而被烧断。
近年来，全球环境持续恶化，极端天气发生的频率增加。从我国年平均雷暴日数统计数据可以看出，雷电天气总体呈现出增加的趋势。自然电力系统受到雷击的可能性也有所增加。另一方面，从绝缘导线受到雷击的空间区域来看，大都分布在较空旷的区域，周围没有较高的建筑物，容易受到雷电袭击。
二、绝缘导线防雷措施分析
2.1、安装避雷线
配电线路一般空间跨度较大、覆盖范围广，安装避雷针难以实现有效防雷。而避雷线一般安装在到导线上方，又称为架空地线。架空地线与大地相连，当受到雷击时，雷电首先击中避雷线，使电流流入大地，从而保护导线免受雷击。事实上，当避雷线中有电流流过时，会在周围产生瞬间增加的电磁场，可能会在导线上形成感应电压。为了防止这个电压损坏导线，避雷线一般都带有电磁屏蔽装置，以使得导线上的感应电压在安全范围之内。
该种防雷措施主要用于导线绝缘水平较高的110kv送电线路。一般情况下，10kv的配电线路不宜采用这种防雷措施。因为10kv配电线路的导线绝缘水平相对较低，雷电击中避雷线后极易产生反击闪络，持续的强电弧依然足以烧坏导线。事实上，安装避雷线投资成本相对较大，防雷效果也不是特别明显，并且实施起来难度较大。
2.2、氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是一种应用相对广泛的防雷措施，以其优良的防雷效果和可靠性而被人们所接受。氧化锌避雷器的原理是利用氧化锌材料的非线性的伏安特性。当正常工作时，氧化锌的电阻很大，其导电性接近于绝缘体，通过的电流只有mA或uA级别。当受到雷击时，氧化锌压敏电阻被击穿，因雷击而产生的强电流大部分流入大地，进而防止导线上的电压过大。
氧化锌避雷器之所以能在实际中得到广泛应用，主要是因为其优良的防雷效果和可靠性。但在实际使用中，若安装或使用不当就会影响其防雷性能甚至整个配电网络的稳定性。主要有两个方面：一是氧化锌避雷器在安装时需要剥皮引线，这样就会破坏绝缘导线的主绝缘，可能因为密封不良而导致进水，在电能的作用下腐蚀导线。解决的办法是使用穿刺线接线，避免剥皮引线。二是在绝缘导线正常工作时，氧化锌避雷器也要承受一定的工频电压。一旦避雷器因自身故障而导通，那么就会引起导线直接接地，整个个配电网络都会受到影响。解决这一问题的措施是使用跌落式氧化锌避雷器。
2.3、安装防雷支柱绝缘子
防雷支柱绝缘子是一种新型组合式结构的防弧绝缘子，其主要由绝缘护罩、压紧螺母、压块座、移动压块、上金属帽、复合绝缘子、引弧棒、绝缘套管和下金属脚等组成，引弧棒和上金属帽装配连接成一体。当雷击发生时，引弧棒和下金属脚之间放电，使续流工频电弧移动到引弧棒上烧灼，从而保护绝缘导线不受损伤。
一般防雷支柱绝缘子根据安装方式的不同可分为两种，一种是穿刺型，无需剥皮引线；另一种为非穿刺型，则需要剥皮引线。从实际使用的可靠性来看，采用前者较为合适。
2.4、安装防雷金具
防雷金具也是一种应用比较多的绝缘导线防雷设备，其防雷原理与防雷支柱绝缘子类似，都是将电弧引导某一设备上去，避免其烧坏导线。当绝缘导线受到雷击时，产生的电弧将将会向引弧球移动，并向接地板放电。这一过程使得电弧持续在引弧球上灼烧，进而减小绝缘导线所承受的电弧能量，避免烧坏导线。防雷金具也有刺穿型和非刺穿型两种，现在一般都采用前者。
2.5、安装防雷验电接地环
防雷验电接地环的防雷原理与防雷金具类似，通过引弧棒使电弧脱离导线灼烧，进而防止导线被烧断。防雷验电接地环是一种合二为一的装置，相对于前面几种防雷器件成本相对较低，结构也更加简单。雷击时，环上的引弧棒将电弧引导绝缘子的金属件上，进而是电弧在引弧棒上灼烧，从而离开导线灼烧。安装时要注意几个距离的控制，尤其是引弧棒和绝缘子之间的距离，要控制在150～170mm之间。
三、总结
雷电是电力系统的主要威胁之一，而恰当的防护措施能将雷击带来的损失降到最低。绝缘导线在配电线路中应用非常广泛，又是容易产生雷击断线的，更要采取科学的防雷措施。本文中介绍了几种常用的防雷措施，包括避雷线、氧化锌避雷器、防雷支柱绝缘子、防雷金具以及防雷验电接地环。实际中使用的防雷措施远不止这几种，要根据各个防雷器件的优缺点结合实际情况合理选用，并且随着技术的进步，绝缘导线防雷技术也会逐步完善，雷电对于电力系统的实际威胁也将越来越小。
参考文献
[1]王化山. 配电线路绝缘导线的防雷措施及分析[J]. 安徽电力，2010，01：6-8+60.
[2]黄清社，徐奔，彭利强，邹一梅，邓文斌，李景禄. 10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究[J]. 高压电器，2010，12：32-35+40.
[3]陆干文，李炳雄. 配网架空绝缘导线防雷技术研究[J]. 电气自动化，2013，03：77-79+86.
[4]王化山. 绝缘导线的防雷措施分析[J]. 中国电力教育，2009，S2：252-253.
作者简介：
黄先锋（1976.9-），男，汉族，山东菏泽东明县人，任职于国网山东东明县供电公司。职称：工程师。研究方向：农电管理。