[发明专利]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。

技术背景

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

本发明的目的是向本领域提供防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，使其能解决同类产品尚未的解决技术问题。本发明是通过如下的技术方案来实现的。

一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，该防雷金具包括金具底盘、金具顶帽、半环型耳夹、硅橡胶绝缘护套、力矩螺母、螺杆、绝缘子、带穿刺的电极、架空绝缘导线、外六角螺栓、绝缘子下端金属电极、延伸电极A、延伸电极B，其要点是直接安装在绝缘子的上端，该金具的上部金具顶帽内有带穿刺的电极，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，将电直接引至由上部金具顶帽与金具底盘，构成裸露的绝缘子上部金属电极。