[发明专利]一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具

说明书

技术领域

本发明涉及电力配电网领域，用于电力系统架空配电线路，主要用于防止架空绝缘导线雷击断线，尤其适合在10kV架空绝缘导线上使用。

背景技术

为了减少树木、鸟类、积雪等外部原因引起的架空配电线路故障，提高供电可靠性，近几十年来国内外已经大量采用架空绝缘导线。绝缘导线确实解决了裸导线所解决不了的走廊和安全问题，与电缆相比，它具有投资省、建设快的优点，但其雷击断线问题却十分突出，它已经成为配电网系统中一个十分迫切需要解决的重要问题。

经济发达国家采用架空绝缘导线输配电的时间较长，积累了大量运行经验，先后采用了不少预防措施和方法，具体如下。

架空避雷线：在空旷地区，同杆架设架空避雷线以对付配电架空绝缘线路感应过电压，这是一种投资较大的传统方法。但是，由于配电线路设计的绝缘水平较低，雷击架空避雷线后非常容易造成反击闪络，仍然会引发工频续流熔断绝缘导线。故该方法国外目前较少采用。

氧化锌避雷器：近年来，人们利用氧化锌避雷器非线性电阻特性和快速阻断工频续流的特性，广泛应用于线路以限制雷电过电压，其保护范围有限，基本上只能够保护本杆设备。日本、美国、加拿大等国家投入巨资对线路进行改造，在每基电杆上安装三只(相)氧化锌避雷器后，雷击断线率由原来的93.3％降低到2.7％，基本没有再发生雷击断线事故。但采用该种方法，会大量使用避雷器，当避雷器质量较差的时候，有可能会在运行中造成较多的线路事故，影响安全运行。

钳位绝缘子：日本东京电力公司采用放电钳位绝缘子以防止绝缘导线雷击断线。即在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹，并设置引弧放电间隙。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。

根据同一原理，芬兰Nokia公司研发的被覆线配电系统(SAX系统)，采用悬垂线夹和其它装置作为闪络保护器，悬垂线夹承受工频电弧。但该装置抗震性能较差，线路风吹舞动时，常发生故障。

增长闪络路径：通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘线路雷击断线事故的另一思路。俄罗斯国家电力公司首先提出长闪络间隙保护方式。在横担上安装一U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流。但这种方法也不成熟，没推广应用。

提高线路绝缘水平：将配电线路中的瓷绝缘子更换成为硅橡胶绝缘横担，全线提高线路绝缘水平，雷电引发的工频续流因爬距大而无法建弧。

为了减低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导线固定处加厚绝缘，也是一种尝试的办法，效果也不是很理想。

线路过电压保护器：一些多雷害国家如日本、澳大利亚、美国和欧洲等，近年来在架空绝缘线路上大量推广应用线路过电压保护器，实际上就是带外间隙避雷器。该装置利用外间隙，形成对氧化锌限流元件的外放电间隙，当线路出现雷电过电压时，外间隙首先放电，雷电流经氧化锌限流元件释放，而工频续流则被氧化锌限流元件截断，从而防止架空绝缘线路雷击断线事故的发生。该保护装置在投入运行后，维护、检修工作量较大。

综上所述，上述几种方式虽然能够有效地防止雷击断线，但还存在以下一些问题：目前的一些防断线金具，有些在使用前，绝缘导线需剥离较长的长度，裸露部分较大，这会对导线的密封和绝缘有一定的影响，并会严重影响导线的机械强度和使用寿命；有些安装比较复杂，不便于在实际中使用。而使用避雷器和过电压保护器，虽然防护效果好，但主要存在运行维护困难等问题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提供一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具。

本发明的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，包括绝缘子、架空绝缘导线和穿刺金具，穿刺金具包括金具底盘、金具顶帽和电极，金具底盘紧固在绝缘子的上端，电极位于金具顶帽中，与金具顶帽中的螺栓相连，在电极和金具底盘的任意一方或双方设有穿刺刀片，穿刺刀片直接穿透绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线内部的导体紧密电接触，在穿刺金具外设有绝缘护套。