防斷線器的研製與應用
研發設計
作者：陳德兵
摘要：文章探討了架空線路防雷擊斷線的措施，分析了各種防雷措施的優缺點，其中穿刺防雷絕緣子具有較好的防雷作用，但刺針對絕緣導線有刺傷情況，降低了絕緣導線的強度。文章所述的防斷線器不僅保留了穿刺防雷絕緣子的優點，而且使防斷線器內部的導線不受外部作用力，起到了加強導線的作用，保證了電力線路的安全可靠運行。
關鍵詞：防斷線器；導線強度；波浪弧麵；線夾握力；架空線路；防雷措施 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM451 文章編號：1009-2374（2015）23-0009-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.005
由於城市森林出現，10（6）kV電力線路附近樹木較多，防雷設施缺乏，雷擊電弧電流泄流路徑少，造成雷電流經常通過絕緣線與樹木放電，在一檔內的絕緣線就有多處擊穿小孔。這些導線的小孔缺陷即使在不打雷、下雨時也可能與樹木放電，造成線路斷路器跳閘故障，影響電力係統供電，所以探討防雷措施並完善其性能已經到了刻不容緩的地步。
1 預防雷擊斷線的方法及措施
第一，移動弧根至防雷設備，降低絕緣導線放電處溫度，使電弧燃燒熔斷導線的時間延長到超過斷路器跳閘的時間，通過斷路器跳閘來滅弧。
通常防雷設備有防雷驗電接地環、穿刺防護金具、懸垂閃絡保護器、穿刺防雷絕緣子等。優點是保護範圍長，缺點是造成線路跳閘。
第二，利用閥片的導電性能，雷電能量迅速釋放而使電弧在熔斷導線前瞬間熄滅。
通常防雷設備有避雷器及其相關設備。優點是線路不停電，缺點是保護範圍窄。
為此我們通常選擇防雷驗電接地環、穿刺防護金具、懸垂閃絡保護器、穿刺防雷絕緣子四種作為架空絕緣線路防雷措施，而防雷驗電接地環、穿刺防護金具、懸垂閃絡保護器這三種線路防雷措施存在放電距離不固定的缺陷，這種缺陷是自然環境因素造成的，不宜控製，在實際應用中起輔助防雷作用。穿刺防雷絕緣子放電距離固定，防雷效果好，在實際運用中起主要防雷作用。但是刺針刺穿導線絕緣層時，對導線有一定的傷害，降低了導線強度，運行中尤其是線路受風等環境因素的影響會發生振動，當達到共振頻率時，易造成絕緣線強度低的地方（受傷部位）斷裂。但是，我們可以想辦法研製一套裝置來控製這種缺陷，完善其功能。
2 防斷線器設計與製作
防斷線器對絕緣導線的應力分布應均勻，不損傷導線，提高絕緣導線的抗振能力，延長絕緣導線的使用壽命；安裝簡單，便於施工。防斷線器的安裝質量要有保證，用肉眼即可進行直接檢驗，不需專門訓練。耐腐蝕性好，選用優質材料。
防斷線器設計標準：功能參數參考行業標準是防斷線器單側握力強度不小於22%～24% CUTS（絕緣導線計算拉斷力），安全參數參考國家標準GB/T 700-2006，材料選擇抗拉強度為375～460MPa，屈服強度70℃時為245N/mm2，牌號為Q235A的普通碳素鋼。
技術參數：（1）防斷線器的固定導線的R15凹槽和132°拱邊采用15噸的模具衝壓機衝壓而成，在每個U型螺栓固定處的上線夾的導線槽麵用R12的銑刀在CNC數控加工中心加工成波浪凹麵，軌跡的半徑R77，弧度為30°=0.5236rad，弧弦長40mm，弧拱高3mm。大弧麵軌跡半徑為R9，弧度為38°=0.663rad，以增加線夾對絕緣導線的摩擦力，倒角半徑R5，能容納50mm2、70mm2、95mm2、120mm2等型號的絕緣導線；（2）防斷線器的兩端分別采用兩個U型螺栓與兩個馬鞍墊固定導線。防斷線器單側握緊導線的力預計達到2.00T力，遠遠大於完好絕緣導線的計算拉斷力的22%～24%。
根據實際情況，10（6）kV架空絕緣線最大截麵積不超過150平方，型號為JKLYJ，其線芯外徑D=1.7cm。防斷線器用材料為Q235A公稱直徑為4M11的U形螺栓固定，鋁股直徑d=0.259cm，截麵積：鋁FA=1.47cm2，鋼FB=0.276cm2，總截麵積F=1.746cm2；鋁股絲的破壞應力σAB=15000N/cm2；鋼股絲的破壞應力σBB=100000N/cm2；防斷線與絕緣導線之間的摩擦係數f=0.25。