關于配電線路絕緣導線的防雷措施及分析

摘要：隨著時代的不斷發展，我國各大行業也進入到了新的發展階段，特別是在近些年，信息化的先進技術條件下，更多的社會因素將影響著市場的發展，而對于我國來說，工業是近代發展極為迅速的一個行業，而工業的運作主要需要大量的能源。所以受此影響，我國能源產業也呈現出新的發展方向，特別是城市化改革漸漸深入，用電的需求不僅僅是在工業，對于人們的基礎生活，也是一種無形的保障。當人們在對用電需求不斷上升的同時，對于用電的安全性也有了較高的要求。所以研究關于配電線路絕緣導線的防雷措施，將對我國電力安全的發展帶來重要的意義。

關鍵詞：配電線路絕緣導線;防雷措施;分析和探索

0引言

配電線路在我國電力行業中主要擔負著輸送電力的任務，雖然說在電力運送過程中產生的大部分安全事故都是源于自然災害，人為因素較少，但是并不代表就可以忽視自然災害對配電線路造成的安全危害，特別是在一些特殊的惡劣天氣，例如一些雷暴天氣，很多線路都會因為受到其突發性，而造成嚴重故障，不但無法保證電力正常的輸送，還會引發大面積停電以及觸電的安全隱患，所以，對于相關電力部門來說，如何對配電線路絕緣導線采取防雷措施，將會是研究的重點，而筆者將通過本文，常見10KV架空絕緣導線的防雷方法進行分析和探討。

1.配電線路的防雷性能以及跳閘條件

若要分析線路的防雷性能，首先需要確定線路的耐雷性能以及受到雷擊的跳閘概率，其中，前者的判定思路是在雷擊條件下，配電電路不產生閃絡問題，所能經受的最大電流值;而后者的計算，主要是根據一條線路每年的跳閘次數進行統計，最后計算出每100KM線路跳閘的平均值。若出現耐雷性能升高且跳閘幾率降低的情況，則可以判定配電線路有較好的防雷性能。反之則亦然。而對于配電線路的跳閘條件，首先需要以下兩個因素，即其一，雷擊產生的電流高于或者等于配電線路的耐雷性能，且讓線路發生閃絡問題;其二，工頻閃絡被改變為穩定的電弧。其主要原因是由于直接雷擊或者感應雷產生了過電壓，而后者也是諸多輸電線路發生雷擊事故的主因[1]。

2.直接雷擊的過電壓分類

分析以往事故案例，可以將直接雷擊產生的事故按照雷擊位置不同分為三類，即1、雷擊位置在桿塔塔頂處;2、雷擊位置在避雷線中間;3、雷擊位置在導線或者避開避雷線直接打在導線上。而本次研究的對象是接地且已安裝避雷針的中性線，詳細分析如下：

2.1"雷擊位置在桿塔塔頂處

在還未發生雷擊現象時，附著在桿塔或者雷電通道的負電荷會與正電荷發生感應現象，而后當雷擊發生時，負電荷則通過流動與桿塔以及線路的正電荷相遇，同時結合形成一股電流（如下圖圖一所示），而由于雷擊的效果，桿塔以及線路絕緣層的電位會上升，但是由于絕緣層的電壓未能達到甚至高于耐雷性能，所以不會出現閃絡問題，反之則亦然。而通過以上分析可知，耐雷水平應該是一個可變的數值。

圖1"雷擊位置在桿塔塔頂的示意圖

2.2雷擊位置在避雷線中間

如下圖所示，圖2為雷擊位置在避雷線中間的示意圖，其中i表示的是雷電流，而A點是雷擊的切入點，那么可以得出A點的電壓計算公式為：。

圖2雷擊位置在避雷線中間的示意圖

2.3雷擊位置在導線或者避開避雷線直接打在導線

對于這種情況的雷擊電壓計算時，可以讓相當于絕緣層閃絡電壓的一半，那么計算公式可以是：。

3.感應雷產生過電壓計算和分析

3.1"感應雷產生的過電壓計算

感應雷是一種常見的易造成配電線路短路的雷擊現象，具有較大的危害性。如果將作為感應雷擊的電流值（KA），而作為配電線路的平均懸掛高度（m），S則是雷擊位置到線路的最短距離（m），可以得出公式：（S>65m）[2]。

3.2感應雷產生的過電壓分析

對于以上的公式，具體可以得出三種不同的結論，其一，雷擊點越靠近導線，則因為感應產生的電壓也越高。簡而言之，就是假設導線兩端的引雷范圍分別為5，則雷擊現象會發生在桿塔或者導線，而發生雷擊的地面則要在大于5距離以外，而以上公式的適用范圍則是在S大于65米的情況下;其二，雷擊產生的電流越大，則雷電通道的電荷越密集，同時產生的靜電場越強，所得的過電壓也就越高;其三，導線的平均高度與感應產生的過電壓成正比[3]。

4.配電線路的防雷措施改進

雖然說目前我國大部分配電線路已經具有一定的防雷手段，但是在防雷過程中還是存在一定的問題，而根據以上的雷擊類型以及不同的雷擊在絕緣體產生的過電壓分析可知，配電線路的防雷措施可以進行一些有效的改進。

4.1"提升配電電路的絕緣效果

根據以上分析可知，閃絡問題的產生是受到過電壓的大小以及絕緣性能的影響，雷擊電弧損壞線路情況與線路閃絡的電場梯度為正比關系，所以，提升絕緣體的絕緣水平，可以有效降低閃絡問題的產生，即便是線路出現閃絡，也會消弱電弧強度，不過由于成本較高，這種技術還未普及。例如上海這個城市就廣泛運用了玻璃鋼熔妊橫擔材料，也是由于其有較強的絕緣性，但是也存在較大的缺陷，即雖然能夠有效降低閃絡概率，但是無法解決雷擊造成的線路斷線的問題。

4.2"增加避雷線

避雷線的主要作用是引走雷擊產生的產生的電流，與接地線不同，因為有些特殊情況下，雷擊只會產生感應過電壓，采用避雷線則可以有效降低過電壓，從而起到防雷的效果，不過就目前而言，避雷線也存在較多的問題，例如對于架設環境需要有一定的要求，而且在成本以及架設裝置方面的要求太高。

4.3"普及金具柱式絕緣體，為線路提供保護

金具柱式絕緣體的工作原理主要是通過電導或者電容的性質進行線路保護，一般在安裝金具柱式絕緣體時，首先需要將保護金具外的絕緣層剝離，同時在金具外部增加絕緣罩，讓導線與絕緣體形成一種類似電導的結構，從而保證保護;而相對而言，電容具有高頻阻抗少、泄露少等特點，則可以通過在絕緣體外再加一層導體，讓整個導線變成一個類似電容的結構，而當出現雷擊時，電容兩極的電壓不會發生改變，而雷擊產生的電流則通過導線傳遞到金具柱式絕緣體中，從而體現了保護線路的效果，而裝置本身也比較便捷，無需多余的改裝。

綜上所述，對于配電線路絕緣導線的防雷措施可以通過以下三點進行實現：1、采用金具柱式絕緣體，減少線路因為雷擊引發斷路;2、每條線路間隔安裝玻璃鋼熔妊橫擔，同時需要在頭尾桿或者分段桿處增加絕緣體，以保證絕緣的效果;3、制定科學的線路檢修方案，并將以上防雷措施加入到計劃中。

5.結語

配電線路的安全性和可靠性一直都是相關電力部門所關注的問題，特別是在一些惡劣的環境下，線路不但需要有基本的隔絕能力，同時也需要有一定的耐受強度，特別是針對雷擊這種自然條件下產生的強電流，除了完整的絕緣以外，也需要通過科學合理的方法把雷擊產生的電流引走，從而讓電路本身受到較好的保護。當然，防雷措施也不僅如此，也需要根據雷擊的位置以及雷擊的特點進行分析，而這些分析，也作為挑選和研究科學防雷方案的依據和基礎，為我國配電線路的防雷性能帶來重要的改進和提升。

參考文獻：

[1]朱真，倪德芬.10kV架空絕緣導線的防雷保護研究[J]，機電信息，2014，09（27）：13-15.

[2]張勇華.10kV"配電線路防雷水平分析及提高方法的研究[J]，中國新技術新產品，2014，10（19）：91-92.

[3]張全立.城市配電線路絕緣化和防雷措施研究[J]，中國電力教育，2014，05（15）：262-263.