應用技術
作者：楊保華，白潔
摘要 由於架空線路有著絕緣水平低且分布廣的特點，其設計方麵存在的不足使其在承受感應雷及直擊雷的作用時比較困難。一般情況下配電線路的感應雷點到八成以上，其放電電流不會超過1KA，而感應過電壓的幅值則可達到200kV~300kV的範圍。這種過高的過電壓幅值對於架空線路而言比較難以承受。由此可見，架空線路絕緣閃絡及導線斷線的主要原因就是雷擊感應過電壓。本文就針對架空絕緣導線雷電過早壓及相關的防雷措施展開討論。
關鍵詞 架空絕緣導線；雷電過電壓；防雷
中圖分類號TM8 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0127-02
1 架空絕緣導線斷線機理
在雷擊絕緣導線及雷擊裸導線的過程中，二者的電弧發展呈現出明顯不同的特點，當雷電流過電壓作用於裸導線時會造成絕緣子的閃絡，加上電動力的作用，連續的工頻短路電流會受到電磁力的作用而沿著導線向著與電源方向相反的方向移動，直至保護將電弧切斷為止。電弧的弧根會固定於導線中進行運動，弧腹會隨著弧根直接向前運動，在熱應力的作用下會向空中飄浮。按照電弧的溫度分布特點，弧根的溫度越高其燒損導體的程度就越嚴重；如果弧腹的溫度比較低，則不會對導體產生損害。由於弧根是沿著導線進行運動的，因此對於導線的影響較小，而造成導線斷線的可能性就更小。
當架空絕緣導線受到直擊雷或者感應雷的過電壓作用時，如果雷電過電壓的幅值高到一定程度，會將導線的絕緣層及絕緣子同時擊穿，並發生閃絡。瞬間電弧的電流會很大，但是時間相對較短，被擊穿的導線絕緣層會呈現出針孔狀，導線不會受到太大影響。但是當雷電過電壓閃絡，尤其是在兩相或者三相之間閃絡時，其所形成的金屬性短路通道會導致數千安的工頻續流，從而使得電弧能量急劇上升。在這種情況下，因為架空絕緣導線的絕緣層會對電弧的滑移產生一定的阻礙作用，高溫弧根固定於絕緣層，擊穿點會引起弧根的燃燒，即使把繼電器跳閘的時間調至最小值，導線也會在斷路器動作前被上千安的短路電流燒斷，從而造成絕緣導線雷擊斷線。
2 感應過電壓
當雷擊點與線路相距一定範圍內會直接擊中植塔或者線路，但是如果配電網附近設置有屏蔽或者較高的建築物，則會受直擊雷損害的概率就非常小。在配電線路中，雷擊災害中約兩成是直擊雷，主要集中在郊外或者高層建築無法屏蔽的區域；而這其中有一半以上的直擊雷電流大於20kA，而八成以上是感應雷，並且其中九成的感應雷電流不超出1kA。由此可見，架空絕緣線路的防雷重點要放在感應雷的預防方麵。
雷擊線路附近時，架空線路中的三相導線會產生感應過電壓。因為主放電均會有一個發展過程，所以會造成導線中的感應電荷無法被瞬間釋放，而是慢慢釋放的過程。雷電感應過電壓的幅值和雷電主放電流的幅值以及導線與地麵的高度距離成正比關係，和雷擊地麵點至導線的距離則成反比關係。
3 架空絕緣線路防雷措施
3.1架空避雷線
架空避雷線的主要作用是把幅值較大的雷電過電壓轉換為電流，再經過很低的杆塔接地電阻將其排泄出，使得雷電過電壓得以大幅降低，從而保護導線不受損害。在絕緣水平較高的送電線路中，比如110kV或者以上是最主要的防雷措施。對於絕緣水平較低於配電網，在雷擊架空地線後會導致反擊閃絡，也會出現工頻續流燒斷絕緣導線的問題。