10kV架空绝缘导线雷击断线故障

10kV架空绝缘线路雷击事故及对策研究

摘要:绝缘导线的优势使得10kV配电线路采用绝缘导线作为架空配电线路的愈来愈多。但是,绝缘导线在应用过程中也出现了一些新的问题。雷击断线事故,是最突出的一个问题。本文按照“疏导”与“堵塞”相结合的配网综合防雷思路,根据实际情况,采用不同防护手段,能有效降低架空绝缘配网的雷击断线与跳闸的几率。

关键词:绝缘导线 雷击断线 保护金具 工频续流

1引言

在10kV配电线路中,架空配电网绝缘化在城市、集镇等建筑密集地区解决了由于空间走廊狭窄架空配电线路出线的困难,减少树木杂物等外因引起架空裸导线的故障次数,降低架空线瞬时性故障率,提高架空线路供电可靠性。使用绝缘导线与地下电缆相比还具有投资省,建设快的优点。同时城区架空配电网的绝缘化率是创建国际一流供电企业的必备条件之一。但是,绝缘导线在应用过程中,也出现了一些新的问题。雷击断线事故,是应用绝缘导线最突出的一个问题。

2绝缘导线雷击断线原理

线路采用裸导线时,当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络,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,当直击雷或感应雷过电压作用于绝缘导线时则情况就完全不同,幅值足够高的雷电过电压将引起导线的绝缘层和绝缘子同时击穿和闪络,被击穿的导线绝缘层呈针孔状,接续的工频短路电流电弧受周围绝缘层的阻凝,不能移动,弧根只能固定在针孔处燃烧,在断路器跳闸之前极短时间内导线就会被整齐的烧断,导线的断点位于离开绝缘子轴线200mm左右。

3雷击断线的防治对策

3.1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,其缺点是:a)投资成本较高;2)配

电线路自身的绝缘强度较低,易引起反击。

3.2安装氧化锌避雷器

安装氧化锌避雷器,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。其缺点是:a)保护范围小;b)全线装设的投资成本较大(人行道,大门口等地域根据有关规定不允许全线装设);c)必须剥开绝缘层,导致线芯浸水,有可能使导线内部的线芯受腐蚀;d)避雷器阀片长期承受工频电压,容易老化。

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架空绝缘线路雷击断线分析及预防措施

作者：孙尚屹 高胜宝

来源：《华中电力》2014年第03期

摘要：随着近几年城网、农网改造升级，10kV新建绝缘线路的增多，配网线路出现雷击断线的情况也越来越多。本文经过对架空绝缘线路雷击断线原理的分析，总结近几年来国内外所应用的架空绝缘导线雷击断线的预防措施，并与实践结合提出现实可行的架空绝缘导线防雷措施。

关键字：绝缘线路，雷击，预防措施

0 引言

随着第三轮农网升级改造的进行，在10kV配网线路中大量使用架空绝缘导线。同时，在国家电网公司《农村中低压配电设施改造升级技术原则》中明确表示：大力实施绝缘化，乡镇驻地10千伏主干线路、村庄内10千伏及低压线路应全部实现绝缘化，农村10千伏无钢芯架空线路应逐步改造升级。虽然绝缘导线有提高配电系统的安全可靠、避免导线腐蚀、节约线路走廊、降低电能损耗、便于维修等诸多优点，但随着绝缘架空线路的增多，配电线路发生雷击断线和绝缘子击穿事故也日益增多。架空绝缘导线的防雷已成为一个不容忽视的问题，严重影响了配电网安全稳定运行。

1 架空绝缘线路雷击断线的原因分析

绝缘导线采用半导电屏蔽和交联聚乙烯作为绝缘层，其中使用的半导体材料具有单向导性能，在雷云对地放电的大气过电压中，很轻易在绝缘导线的导体中产生感应过电压，且很难沿绝缘导线表面释放，当闪络发生在绝缘导线上时，绝缘导线的绝缘层将会抑制工频续流产生的电弧在导线上面滑移，电荷集中在击穿点放电，以至于电弧的能量不能释放，在继电保护动作之前，大量的热量集聚于一点将绝缘导线烧断，造成断线事故。同样，裸导线也会由于雷击引起绝缘子闪烙，也存在工频续流的问题，但工频续流在通电导线电动力的作用下，电弧会沿着导线向背离电源方向滑动，不会集中在某一点烧蚀，不会严重烧伤导线，故架空裸导线较难被烧断。所以架空绝缘线的雷击断线事故明显多于裸导线。

薯　《　辩　；　０嚣　辩鲤　嚣ｌ　裁　鼗　辫　ｕ　

５６　第２８卷第６期　

２０１２年６月　电力科学与工程　

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０１．２８．Ｎｏ．６　

Ｊｕｎ．，２０１２　

湛江东海１０　ｋＶ架空绝缘导线雷击断线分析与防护　

徐兴发　，聂一雄　，邓小康　，徐　亮　，林　伟　

（１．广东工业大学自动化学院，广东广州５１０００６；２．广东电网公司湛江供电局，广东湛江５２４００５）　

摘要：通过对湛江东海地区１０　ｋＶ架空绝缘导线的调研，分析了架空绝缘导线雷击断线机理，阐述了绝　

缘导线断线理论计算方法，针对雷击断线问题，介绍国内外常用的５种防护措施及安装范围的说明．并　

结合东海地区配电线路的具体情况，提出了在架空绝缘线路上安装穿刺型防弧金具或过电压保护器，能　

够降低雷击断线事故，并且比较经济、有效、可靠。　

关键词：架空绝缘导线；雷击断线；调研分析；防护措施　

中图分类号：ＴＭ８６３　文献标识码：Ａ　

理等关键技术研究。　

０　引言　

在电力系统中，配电线路承担电力电能的传　

输分配功能，线路的安全可靠运行直接影响供电　

企业的可靠供电能力，影响社会企事业及广大用　

户的生产和生活。配电网１０　ｋＶ架空裸导线线路　

暴露在自然中，极易受到外界的影响和损坏，因　

此，在我国地级市尤其是农网改造中，越来越多　

的配网线路改造为架空绝缘导线。随着架空线路　

绝缘化程度的提高，绝缘导线的雷击问题也趋于　

严重，绝缘导线雷击断线频繁发生，对电网可靠　

运行和人生安全构成威胁，给工农业生产带来严　

重的经济损失。　

在北京、广州、湛江等很多城市出现了多次　

架空绝缘导线雷击断线事故。因此，如何妥善解　

决雷击断线问题，以确保配网架空绝缘线路安全　

运行已成为配电网系统中一个需要解决的重要问　

题。国内外对配网架空绝缘导线断线问题进行科　

学实验研究　“　，为绝缘导线的雷电防护提供深　

层的理论指导和具体、可靠的防雷措施。　

10kV绝缘线路雷击断线故障的分析和防治

摘要：随着输电线路绝缘化率的提高，输电线路的供电可靠性得到了改善，线路故障率明显降低，树线的矛盾得到了很好的解决；美化了城市的景观，增加了线路的利用率，避免了环境污染对线路的直接影响，达到了很好的社会效益和经济效益。但近年来，在架空绝缘线路的安装和使用中，发现其存在着多处受雷击、发生断线的现象；针对这一问题，必须进行分析，并提出相应的对策，并积极地加以改善；从而降低架空绝缘线路的雷电伤害。

关键词：10kV绝缘线路；雷击断线故障；防治；

引言

从当前的社会发展情况来看，我国电力系统的改造已成为一种常态，尤其是对大规模的电力系统进行了大量的改造，从根本上增强了电力系统的稳定性；而且还能保证在一定程度上解决断路问题，带来的好处是显而易见的。由于10KV架空绝缘线往往是在自然条件下铺设的，因此在极端的雷电天气下，会造成绝缘导线断裂的问题，若不及时进行预防；这是一个非常严重的问题，下面我们将对这个问题进行详细的分析。

1、绝缘导线雷击断线的原因分析

10kV配电网因其电压等级较低，线路耐雷能力较弱，很难经受直击和感应雷击。架空绝缘导线的雷害发生率明显高于架空裸线，造成的伤害更大。当绝缘线被雷击后，当其超出了电线绝缘层的承受电压等级时，数千安培的工频续流电弧就会向负载端运动，直到保护作用开始，如果电线上的绝缘层被最薄弱的地方（一般为30厘米）被击穿，则会产生一个细小的穿透点，尽管不会对电线造成严重的伤害，但也会产生一个针眼大小的穿透点。经常会出现断开的情况，当电线掉落到地面或其它部件时，因绝缘性能好，不易发生短路或接地；但也有一些存在着放电的情况，给操作人员和设备带来了极大的危害。从事故现场来看，大部分的断线点都是在绝缘支撑点500mm之内，或在耐张接部和接触部。绝缘线路的雷击事故较为严重，一是由于绝缘线路的构造，采用了半导电屏蔽和交联聚乙烯绝缘，在此基础上，所选用的半导体材料具有单一的导引特性；雷云向地面放电时，会使绝缘导线上的导线发生感应过压，使其难以从绝缘导线上脱落；二是由于绝缘导线受到雷击后的电磁机制的特殊性，导致了大量的断线。架空裸线雷击所致的闪络事故，是由于工频续流电磁力的作用，使电弧在电线（导体）上滑行，并在电弧滑行过程中释放电能，并在工频续流断开或破坏绝缘子前启动跳闸，切断电弧；但架空绝缘线路的绝缘层会阻止电弧在其表面滑动，电荷集中在击穿部位，使电线在断路器动作前被烧毁，因此，绝缘导线的雷击断线故障率比裸露线路高得多。