雷击架空地线断线原因分析

一般而言，对于输电线路的故障，雷击引起的可能性很大。架空的输电线路被雷击导致导地线断裂或是悬垂线夹处断线。这种故障发生的原因如下：

1 、雷电流的热效应

当雷击架空的地线时，雷击点的电流密度达到最大值，雷电弧的温度也处于最高值，可能达到几千K。一般情况下，当雷电流通过导线时，雷电流引起的热效应不明显。如果是雷击导体，雷电雨放电通道接触时可以产生无限的高温，可以融化金属，从而导致有些架空地线断股，直接影响输电线的正常供电。

雷电流的携带的巨大能量一般集中在电弧上，但是电弧的作用点太小，雷电流的电弧都直接传给导地线，引起导地线在瞬间升温，达到一定的限度就断股了。

2 、雷电流的冲击效应

在生活中，我们也常见一些雷击的现象。例如，大风大雨天气里，有雷击大树的情况，抑或是有些重大雷电直接将建筑物的钢筋混凝土击穿一个洞的现象。由此可知，雷击具有很大的冲击力，而且是机械能。对于这样的天气，输电线处于裸露的自然环境下，就有遭受雷击的危险、如果导地线被雷电击中，雷电冲击波携带的能量超出导体线的承受范围，导地线可能直接被打断。

3 、工频短路电流的热效应

当雷击架空的地线，在线路断裂的同时会产生绝缘子闪络放电。由于地线的杆塔阻力比雷击放电的杆塔小，当雷击放电接触的杆塔，几乎所有的工频都会被续流到架空地线，从而出现短路电流，在一定程度上也提高了雷击点的温度。

架空地线短路时的热稳定只能允许较小的电流通过，所以容易使导地线断线。在地线的悬垂线夹处属于比较薄弱的环节，更加容易断线。

4 、设计规程不合理

在短路电流的热稳定中，设计规程需要对雷电流和短路电流同时产生作用下的热稳定规定要求。所以，设计部门进行设计，需要按照导线和地线之间的最小配合来设计，但是没有依据设计规程进行地线的热稳定校验。

预防雷击架空地线断线的建议

为了保障输电线的供电安全，需要加强架空地线的雷击预防。

首先，防止雷击绝缘子掉串的措施，可以在设计上进行把关，摒弃瓷绝缘子，可以选择玻璃绝缘子。并且制定一定的周期检测制度，提高零值检出率，尽可能地较少测零工作。同时，在架空地线断线的研究上，可以增加避雷针引流线，将悬垂线夹的电流进行分流，可以选择GJ-50或是以上的钢绞线，从而可以提高架空地线的热稳定性。还可以选择耐雷击的架空地线，在不同的地形区采用不同的线路，建设好具有自然屏蔽的防雷结构，加强绝缘效应。绝缘作为最简单的投资，也是卓有成效的防雷措施。还可以改造接地的电阻，严格管理工程质量。在山区，由于雷击绕击范围大，可以采用保护角。

由于不同土壤的电阻率不同，在安装避雷线的输电线路的选择上也应综合考虑，选择较为合适的。

1、 安装避雷线，降低接地电阻

在架空输电线中安装避雷针，是应对雷击的直接方式。通过避雷针的分流，减少雷击对导线的危害。在生活常见的一种情况是，很多的高层建筑都会在顶楼安装避雷针。由于楼层太高，接触的大气活动更为剧烈，在雷雨天气最容易接触到雷击，所以通过安装避雷针，将雷击的电流传导到地面，可以降低建筑物的电能量冲击，尽可能地起到保护人和建筑物安全的作用。同理而论，将架空的输电线路上安装避雷针，增加电流的分流效果。当线路被雷击，可以通过避雷线将能量牵引至大地，此时的雷电流经过杆塔之后就压降，接地的电阻变小，能够反击的电压也降低了，从而可以确保线路的安全。

在安装避雷针的过程中，为了降低杆塔的接地电阻，可以将杆塔设计成钢筋水泥或是卡盘基础，抑或是可以增加一些人工接地的物体。在接地体的安装埋设中，需要注意土层深度，适当地选择接地带的引接，其长度最好不超过62m。而且，对于土壤的电阻率，需要进行一定的检测，必要时要进行换土处理，或者是选用一些化学物理进行降阻。

2、减少雷击跳闸的保护措施

在电力网的建设中，一般采用中性点消弧线圈接地，还可以选择某些自动重合的装置，减少因雷击线路短路跳闸的次数，从而降低停电的威胁。在地线的选择上，可以适当地增加耦合地线，在雷击发生时可以在杆顶进行分流或是耦合，从而直接降低雷击跳闸的次数。在设置耦合地线时，需要实现对杆塔强度进行测算，合理设置导线和地面的距离。所以，耦合地线的安装一般是避雷线和接地电阻的安装都不能成行的时候，才建议使用耦合地线。

加强线路的绝缘效果，可以很好地提高输电线的耐雷水平，对于降低线路的跳闸次数的减少很有用处。对于特殊地形区的高杆塔，在设置其接地电阻前，需要适当地增加绝缘补偿。按照设计规程的相关要求，加强线路的保护。这其中有个数值标准。如果杆塔超过了40m，在每10m的高度增加上，需要同时增加一个绝缘子。由于目前的输电线路普遍采用的是降低塔体，从而更好地发挥接地电阻的作用。但基础我国的地形多样的缘故，这种方式只适合于平原地区。在山区的接地电阻的设计上，可以适当增加地线与区域内土壤的接触面积，从而尽可能地降低电阻率。

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作为电力系统的重要组成部分，配电网担负着向用户正常安全分配电能的重任。随着用电需求的增长，线路日益密集，且以架空导线为主。最初裸导线较为常见，但随着配电网愈来愈复杂，极易发生雷击线路或短路故障，阻碍了配电工作的运行，甚至会因此引起重大安全事故。为此，在架空导线外层包裹了一层绝缘，即绝缘导线，在当前应用颇为广泛。

1 架空绝缘导线及其优势  

输配电线路有架空线路和电缆两种，普通架空裸导线外层包裹上一层绝缘皮便是架空绝缘导线，是当前配电网线路的重要形式。在人口密集、盐雾污秽严重、树木繁茂、线路走廊狭小之处颇为适用。 与电缆相比，架空绝缘导线无需开挖道路，因而架设比较方便，施工速度快，且投资相对较低。与架空裸导线相比，架空绝缘导线的绝缘性能更好，配电安全比较有保障；因绝缘层的关系，不易被氧化，从而可延长其使用寿命；线路相间距离有所减少，有利于同杆线路回路数的提高 ，使得相间短路发生率大幅降低；高压可深入负荷中心，有利于提高电压质量；安全性能的提高使得其检修周期有所延长，而且能够缩小线路走廊；具有较高的机械强度和良好的抗腐蚀能力。

2 架空绝缘导线的规格及应用  

规格   导线表面包裹的绝缘层，按材料有轻型聚乙烯及交联聚乙烯两种，就绝缘性能而言，后者更具优势；按绝缘层的厚度可分为两种：一是薄绝缘，架设时不得与树木有过多、过长时间的饿接触；二是厚绝缘，可以与树木有长时间的接触。 

 适用领域 

（1）雷电多发区   裸导线极易遭受雷击而出现短路现象，绝缘导线因为有绝缘层，能够起到良好的绝缘隔离效果，降低线路引雷，减少事故发生率。相应的停电时间也大幅减少。

（2）树木较多区城市在架设线路的同时，也关注环境保护，所以树木数量越来越多。在这些地方架设裸导线时，会与绿化环保发生冲突，而架空绝缘导线则能缓解这一矛盾。在提高安全配电的同时，对市容和环境也较为有利。

（3）盐雾地区盐雾具有很强的腐蚀性，会削弱裸导线的抗拉强度，使其断裂而发生短路。绝缘导线则能起到较好的抗腐蚀性，延缓线路老化。

（4）旧城区改造绝缘导线可承受15KV的电压，与建筑物在水平或垂直上至少保持着0.75m的距离。所以，使用10KV的架空绝缘导线代替低压干线，直接送入负荷中心，可缩短低压电网供电半径，在旧城区改造中十分适用。

3 架空绝缘导线在配电网中的实际应用

某市配电网主要负责城东区的输配电工作，其中有部分线路为架空裸导线，在日常配电运行中，受外界环境影响，容易出现故障。尤其是雷雨天气，线路极易遭到雷击，从而引发大面积停电，使得配电工作未能正常实现。随着人口增加，用电量越来越大，为此相关部门对线路进行了检查更新，换用架空绝缘导线。

准备工作

在进行架设规划设计时，应以城市规划为基础，尽量与其相协调；使用铝合金芯，主干线和分支线的最小截面分别为240mm2、70mm2；考虑到绝缘导线的散热性差，载流能力相对较弱，所以选择大一档的导线，使用应力为40N/mm；档距为42.5m，选择的是水平排列方式，相间距设为0.8m；耐张长度控制在1Km以内；导线与设备连接处安装绝缘罩，绝缘密封性良好；在可能反送电的分支线点的导线上设置停电工作接触点。

材料选择

在符合国家规定的基础上，根据配电电压大小选择适宜的绝缘导线，并将相关材料配置齐全；该工程采用的是紧凑型架设的方式，所以直线杆使用的是悬挂线夹，绝缘导线采用绝缘拉棒和耐力张线夹。

具体施工

架设工作在正常天气下开展，在雨季或湿度较大的天气中尽量停止施工。绝缘导线的绝缘性能十分重要，直接关系着配电的安全稳定，在施工前后应对其绝缘电阻进行测试检查，确保绝缘层没有损伤。放线过程中不要拖拉绝缘导线，若绝缘层的损伤程度超过其自身的10%，必须立即修补或更换。绝缘导线连接时，禁止出现缠绕现象，可用持续管相连，且连接不得在档距内进行；若情况特殊，在一个档距内，每根导线不得超过一个承接头。接头至少与导线固定点保持0.5m的距离，若规格、材料不同，不得在档距内将绝缘导线承力连接。连接后需及时进行绝缘处理，对其端头和接头进行密封，禁止出现导线、接头裸露的现象。

若纤芯被损伤，损伤的截面积低于导电部分的17%，可敷线修补，且敷线长度应大于损伤部分，每端缠绕长度超过损伤部分至少100mm；若损伤截面积未超过导线部分的6%，且损伤深度在单股线直径的1/3之内，应用同金属的单股线在损伤部分缠绕，缠绕长度超出损伤部分两端各30mm。

4 架空绝缘导线的防雷措施

架空绝缘导线虽具备诸多优势，但在实际使用中还是存在有某些不足，最为常见的便是线路遭雷击后断线。过电压包括直击雷和感应雷过电压两种，后者是造成绝缘导线故障的主要原因。当遭受雷击后，绝缘层会产生电弧移动形成屏障，以至于电弧移动速度变慢，工频电弧集中于绝缘层的破坏点，一旦绝缘层损坏，极易出现相间短路。为此，必须做好防雷工作，可加装线路避雷器，将雷电流泄放入地，减少对绝缘导线的损伤；安装防雷金具；安装可调式保护间隙；安装10KV线路过电压保护器，防止雷击断线事故的根本方法是将工频续流及时切断，为提高过电压保护器的可靠性，可采用外串联间隙加避雷器的结构，并且要隔一基杆塔安装一组。

架空线路是配电的基础设施，负责电能的传递分配，意义重大。然而受诸多因素影响，架空线路易被腐蚀破坏，以至于性能下降。而架空绝缘导线具有较强的抗腐蚀性，有利于电能的安全分配，考虑到绝缘线受雷击影响较大，在架设时务必要做好防雷工作。