（河北工业大学城市学院）
摘要：卡扣式绝缘护套管可以解决输电线路安全距离不足、相互交叉跨越、易遭雷击等问题，其用途多样、使用方便。用于防雷，技术原理分析可行、应用实践效果明显。
关键词：卡扣式绝缘护套管；防雷分析；应用实践
一、前言
在电力系统中，安全距离不足、相互交叉跨越、鸟类侵害等问题在输配电线路中普遍存在，产生的安全隐患十分严重。尽管当初供电部门在设计、施工过程中已充分考虑到可能的各种因素的影响，严格执行相关规程、规范的要求，但由于线路运行外部环境的变化或其他设施的违规侵入等各种原因，导致线路间或线路对地、对物的电位间距太近，从而会引发设备、甚至人身伤害等事故。沿海等雷电多发地区经常有雷击引发停电、晃电等事故，防不胜防。
目前供电企业为了解决电力线路中存在的以上问题，往往采用以下一些方法：1、线路升高或改造，这种方案投资大、停电施工困难；2、与侵害部门交涉，通过协商或请求政府行政干预等手段，对侵害物进行改造或拆除。但由于处理此类问题的外界干扰因素太多，其结果往往是旷日持久却无功而返；3、采取临时措施，用某些绝缘材料如热缩材料、包覆带等对线路部分区段进行防护，虽可暂解燃眉之急，但由于无章可循，采用材料杂乱、不规范，其绝缘水平难以得到保证；4、采取各种措施防雷，造价、施工难度、效果各有特点，不一而足。
鉴于此，供电部门迫切需要一种性能优良的防护产品对此类问题进行处理，以防患于未然。
二、卡扣式绝缘护套管介绍
卡扣式塑胶绝缘护套管（又称开口塑胶管或鸟啄管）可以很好的解决以上问题，广泛应用于变电站防护工程及铁路接触网等各种线路系统，在交叉线路中使用效果尤其显著。该系列产品设计新颖，安装方便，采用优质塑胶材料制成，具有优异的电气、抗漏电起痕和无卤阻燃性能，耐侯性极佳，机械性能高，具有憎水性及憎水性迁移等特点，耐高低温性能极其优异，可在-50℃～+150℃条件下连续使用。使用时只需在裸导线上进行清洁紧固，扣上护套管即可，安装方便简单，省工省时，不需要自由端，不动火。在电力裸线过树、过障碍物、及加强绝缘防护等场所的绝缘防护上，逐步替代普通绝缘套管、复合绝缘胶带、防水胶带、高低压绝缘带。
卡扣式绝缘护套管采用双钩式设计，安装牢固防脱落，多种规格可以涵盖导体截面800mm2及以下的裸线绝缘防护，可直接用于1kV至36kV的所有电力网络、电气化铁路直接绝缘防护和66kV、110kV、220kV辅助绝缘防护。
按照材料的区别，可分为普通型、阻燃型和陶瓷化防火耐火型三个系列
1、主要用途：
1.1、输变电进出线、跳线等裸导线风飘所引发的短路等输电线路的外绝缘保护，以及盐雾、污物、鸟粪等酸碱物等对金属裸导线腐蚀的防护；
1.2、对于线路防鸟害、复杂生活区和拆迁建筑物上方交叉的裸导线、穿越隧道、涵洞、桥梁的裸导线以及风沙沙尘、潮湿空气、酸雨等对裸导线的氧化侵蚀、损坏的防护；
1.3、有效防止异物搭接所引起的短路停电故障；
1.4、有效延缓金属裸导线的户外腐蚀；
1.5、一定程度上避免了人身触电事故；
1.6、有效防止爬行类小动物对变电站输电进出线路所引发的重大事故；
1.7、增强导线绝缘防护，大幅降低闪络半径，可与避雷线形成瞬间有效阶梯压差，大幅降低雷击事故；
1.8、陶瓷化防火耐火型还可专门用于钢铁、稀土冶炼等高炉旁的线缆保护，防止溅出到电缆上的钢水将电缆烧坏，可对电缆起到很好的保护作用，大幅减少停电、停产、维护、更换线缆的次数。
2、主要特点：
2.1、现场安装、拆卸简便快捷，可大幅缩短维修停电时间，克服了包覆带人工绕包时间长，需长时间停电的缺点；
2.2、安装、拆卸时无需动火，较塑料开口管柔软、耐折弯，安装、拆卸操作容易方便，操作人员无需专业培训，克服了包覆带绕包时需要开动火证的麻烦；
2.3、较塑料护套和包覆带使用寿命长，可达20-30年以上，抗老化、耐腐蚀，具有良好的耐电晕、耐高低温性能，机械性能和电绝缘性能优异，密度低、阻燃性好、无卤、无重金属，是包覆带、塑料护套、热缩材料的升级换代产品。
2.4、保证电气设备的安全运行，特别是陶瓷化防火耐火型产品在过载高温的情况下，不会引起火灾。
三、绝缘套管防雷效果分析
1、增强线路防雷性能的措施方法
1.1、架设避雷线（或双避雷线）；
1.2、降低路杆塔的接地电阻；
1.3、加强线路绝缘：增加绝缘子片数，将原瓷质防污绝缘子全部更换为合成绝缘子；
1.4、架设耦合地线：在导线下方4-5米处架设接地的耦合导线；
1.5、加装线路避雷器
线路避雷器最多只能保护安装相杆塔的绝缘子串，从设计上及运行上改进线路避雷器的安装，使雷击杆塔顶部时所产生的雷电过电压先作用于线路避雷器，后作用于杆塔绝缘子串，或至少同时作用于两者，以有效发挥线路避雷器的防雷保护作用。
以上各种方法均有一定的效果，造价、施工难度等也各有特点。
2、导线直接加装绝缘护套管
2.1、原理
绝缘套管可实现1-35kV电压级别直接绝缘防护、66kV-220kV电压级别辅助绝缘防护。也就是说，1-35kV线路可实现完全绝缘，110kV线路不能实现完全绝缘、但可大幅提高绝缘性能，试验室试验结果表明：闪络半径减少3倍以上。
如在供电线路架空钢芯铝绞线裸线上加装绝缘套管，人为造成其闪络半径减少，闪络接触面积降低到原来的1/3以下。雷击来临时，导线和避雷线之间可形成瞬间有效压差，根据物理学原理：雷击优先作用于避雷线，这样的实际效果必然是：大幅提高防雷性能。
2.2需要注意的事项
2.2.1、关于载流量
架空钢芯铝绞线加装绝缘套管后，散热性能必然下降，长期允许载流量必然减小。加装绝缘套管后载流量与裸线载流量比例，应大于架空绝缘导线与钢芯铝绞线载流量比例。以300/40导线为例，绝缘导线与钢芯铝绞线载流量比例为568/728＝78﹪。就此推论：加装绝缘套管后，长期允许载流量为裸线的80﹪以上。
一般情况下，对于高压线路来讲，满足线路拉力强度要求是最难的，满足这个要求后，一般都能满足载流量的要求，毕竟在大风天、高寒环境中的导线拉力是很大的，需要由足够截面的导线才能满足强度要求，而这个截面就可以满足载流量要求了。
2.2.2、关于线路强度验算：
线路增加绝缘套管，一是增加了重量，二是增加了截面积，必须对新情况下线路抗拉强度、杆塔强度进行验算。各线路设计方案不一样，需要单项验算。
一般情况下，线路设计强度留有一定裕度，直线塔有个安全系数1.8，转角塔2.5，导线和杆塔的生产设计安全系数2.0，实际使用值和耐受值比例一般小于1/3（不计极端情况）。
针对具体情况和防雷要求，可以特别订制绝缘套管，将重量减少控制在0.2-0.3kg/m，这样对原线路强度影响有限。而加装了这样的绝缘套管，预计其闪络半径可由60cm降为20cm以下，即闪络接触面积可降低到原来的1/3以下。导线和避雷线之间可形成瞬间有效压差，大幅提高防雷性能。
2.2.3、关于积水问题
绝缘套一般每段长20-30米，连接处及两端采用防水胶布等方法密封，内部不积水。由于材质主要为进口硅胶，表面积水问题更不存在。
绝缘套管在研制及生产过程中，采用了大量试验及实际数据。随着产品不断的增加品类，不同品类在不同的使用环境、不同的实现目的下的模拟试验应该、实际也正在逐步的完善。
2.3、实际使用案例
中国石化某某炼化公司110kV进线地处沿海雷电高发区，经常遭受雷击、造成晃电等事故。经反复分析论证，2017年初在易遭雷击的一相导线上加装了6500米绝缘套管。实际运行12个月，效果明显。根据历史数据，加装绝缘套管的部位原来是最易遭受雷击的，加装后线路有记录雷击三次，均发生在其它裸线部位，加装绝缘套管前后防雷效果对比明显。
参考文献：
[1]李建新，架空输电线路常用防雷措施，城市建设理论研究2011（24）。
[2]吴祥，浅谈架空输电线路的防雷措施，中华建设科技2017（01）。