摘要：本文分析絕緣導線雷擊斷線機理，介紹研制出的剝線型防弧金具、放電箝位柱式瓷/復合絕緣子、穿刺型防弧金具、穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子、環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器和穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器幾種防護產品的結構、特點、應用原則及現場應用情況。
　　關鍵詞：10kV配電網，防護，措施
　　1前言
　　根據絕緣導線雷擊斷線的機理，可將絕緣導線雷擊斷線防護措施歸納為“疏導式”和“堵塞式”2種。“疏導式”防護措施允許工頻續流起弧，疏導電弧弧根轉移到特制的金具上燃燒，保護導線免于燒損；“堵塞式”防護措施阻止工頻續流起弧，從根本上排除導線燒損的因素。“疏導式”措施操作簡單、投資少，但導線局部裸露，存在密封和絕緣缺陷；“堵塞式”措施防護效果更好，缺點是施工相對復雜，成本較高。
　　2“堵塞式”防護措施
　　“堵塞式”防護措施的工作原理是通過加強線路絕緣防止線路發生對地雷電擊穿閃絡，或者安裝線路避雷器，利用避雷器的非線性電阻片釋放雷電能量，抑制工頻續流起弧，達到保護絕緣導線的目的。研制出的產品包括環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器和穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器，其中穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器獲國家實用新型專利。
　　2.1穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器。
　　穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器由避雷器本體、高壓穿刺電極、絕緣罩和安裝金具4部分組成，安裝方式如圖1所示。高壓穿刺電極穿刺接觸導線引出高電位，與避雷器本體頂端形成外串聯間隙，由于間隙的放電電壓比絕緣子的低，雷電沖擊放電路徑均發生在串聯間隙上。

　　圖1穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器安裝示意圖
　　該防護產品既利用“堵塞式”的防護思想，通過避雷器本體抑制工頻續流起弧，達到保護絕緣導線的目的，又結合了“疏導式”防護思想，即使在避雷器本體損壞的情況下，高壓穿刺電極依然能起到防弧金具的作用，疏導工頻續流電弧弧根離開導線至自身上燃燒，全面保護導線免于斷線。高壓穿刺電極須安裝到絕緣子負荷側，距離絕緣子軸線300mm處，根據絕緣子型號確定間隙距離。
　　2.2環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器。
　　環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器安裝方式如圖2所示，由環形電極、避雷器本體及安裝金具3部分構成，絕緣導線與環形電極形成外串聯間隙
　　
　　圖2環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器安裝示意圖
　　雷擊閃絡發生在電源側或負荷側，電極的環形結構均可將放電路徑定位在導線與電極之間，以保護絕緣導線免于損壞。該型避雷器在線路正常運行時有空氣間隙隔離系統工頻電壓，避雷器本體兩端承受的電壓很低，有效延緩了電阻片的老化。缺點是避雷器本體損壞后，導線仍存在一次斷線的可能。該避雷器可與P-20、PS15瓷絕緣子和FZB復合絕緣子等多種絕緣子配合使用，根據絕緣子型號的不同，選擇相應的環形電極尺寸。
　　3“疏導式”防護措施
　　“疏導式”防護措施的工作原理是通過特制的電極與絕緣導線線芯接觸引出高電位，定位雷電沖擊閃絡路徑，疏導工頻續流電弧弧根離開導線至電極上燃燒，該電極能耐受數次工頻電弧的燒灼，保護導線免于損壞。研制出的產品包括剝線型防弧金具、放電箝位柱式瓷/復合絕緣子、穿刺型防弧金具和穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子，其中除剝線型防弧金具獲國家實用新型專利以外，其余3種產品均獲國家發明專利。
　　3.1剝線型防弧金具。
　　剝線型防弧金具本身是一個高壓電極，安裝在距離絕緣子軸線100~150mm范圍內，與絕緣子底端金屬件或桿塔鐵橫擔構成雷電沖擊放電路徑，安裝方法如圖3所示。

　　圖3剝線型防弧金具安裝示意圖
　　剝線型防弧金具結構簡單、安裝方便，但采用剝線安裝方式給絕緣導線帶來局部裸露和密封缺陷。使用時，對于輻射形線路，防弧金具應安裝在絕緣子的負荷側；對于環網線路，防弧金具應安裝在絕緣子兩側，2個金具之間的導線絕緣層全部剝離，或不全剝離，用雙股鋁線連接兩側金具。
　　3.2放電箝位柱式瓷/復合絕緣子。
　　放電箝位柱式瓷/復合絕緣子由支柱絕緣子、高壓電極、絕緣罩3部分構成，高壓電極與支柱絕緣子底端金屬件或桿塔鐵橫擔形成雷電沖擊放電路徑，安裝方法如圖4所示。
　　
　　圖4放電箝位柱式瓷/復合絕緣子安裝示意圖
　　放電箝位柱式瓷/復合絕緣子既能起到線路絕緣子的作用，又能疏導工頻續流電弧，保護絕緣導線免于雷擊斷線。安裝方式雖采用剝線式，但專門為高壓電極設計了絕緣罩，有效解決了絕緣導線局部裸露的缺陷。
　　3.3穿刺型防弧金具。
　　針對剝線安裝方式存在密封性能不好易于受潮的問題，穿刺型防弧金具將高壓電極設計成穿刺結構，通過尖齒刺穿導線絕緣層與線芯緊密接觸，引出高電位。金具整體由高壓穿刺電極、低壓電極和絕緣罩3部分構成，高、低壓電極形成雷電沖擊放電路徑，安裝方法如圖5所示。其中，高壓電極導弧棒包括水平結構和豎直結構2種：水平結構導弧棒適用于導線垂直排列方式，能夠引導工頻電弧弧腹向導線外側漂移，避免弧腹垂直向上發展燒損其他相導線；豎直結構導弧棒適用于導線水平排列方式，避免電弧弧腹向相鄰導線發展，形成相間電弧。圖4中，G1為雷電沖擊放電間隙，G2為工頻燃弧間隙。雷電沖擊閃絡后，續流電弧由G1間隙迅速轉移到G2上燃燒，使G1間隙兩端電極免于燒損，距離維持不變，確保雷電沖擊放電電壓的穩定性。

　　
　　圖5穿刺型防弧金具安裝示意圖
　　高壓電極采用穿刺安裝方式，與絕緣層擠壓緊密，克服了剝線安裝方式存在的密封缺陷。絕緣罩的使用有效解決了絕緣導線局部裸露問題。高壓穿刺電極須安裝在負荷側，距離絕緣子軸線350mm。
　　3.4穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子。
　　穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子由穿刺電極、支柱絕緣子、高壓電極、絕緣罩4部分組成，安裝方法如圖6所示。穿刺電極整體為環氧樹脂澆鑄成型，對外絕緣，通過內表面金屬尖齒穿刺接觸導線芯線引出高電位，利用絕緣引線與高壓電極相連，雷電沖擊放電路徑限定在高壓電極與支柱絕緣子底端金屬件或桿塔鐵橫擔之間。
　　
　　圖6穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子安裝示意圖
　　該裝置結合了放電箝位柱式瓷/復合絕緣子和穿刺型防弧金具的優點，既具有絕緣子功能，又解決了導線密封性能不好、絕緣局部裸露的問題。穿刺電極可任意安裝在電源側或負荷側、距離絕緣子軸線100~200mm范圍內。
　　4結論
　�。�1）在靠近變電站電氣距離至少1km的出線線路段上，宜采用穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器作為絕緣導線的防雷擊斷線措施；1km出線線路段外，除采用避雷器以外，還可選擇穿刺型防弧金具或放電箝位柱式絕緣子。
　�。�2）防護產品分“疏導式”和“堵塞式”2種，“疏導式”產品包括剝線型防弧金具、放電箝位柱式瓷/復合絕緣子、穿刺型防弧金具和穿刺型放電箝位柱式瓷/復合絕緣子，“堵塞式”產品包括環形電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器和穿刺電極帶外串聯間隙金屬氧化物避雷器，2種類型的產品均能有效保護絕緣導線免于雷擊斷線。
　　（3）防弧金具、避雷器和放電箝位柱式絕緣子已投入10kV配電網運行，運行情況表明，對絕緣導線雷擊斷線保護效果良好，可推廣應用。