《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》编制说明

电力行业标准《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》征求意见稿编制说明一任务来源本文件依据国家能源局综合司《关于下达2021年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知》（国能综通科技

（2021）92号）的安排，由中国电力科学研究院有限公司牵头编写，计划编号为“能源20210752”10kV架空绝缘线路雷击断线故障率高，严重影响供电质量和运营安全，为了科学和规范指导雷电防护工作，中国电力企业联合会于2011年组织中国电力科学研究院等单位编写了电力行业标准DL/T1292-2013《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》，该文件对我国架空绝缘线路雷击断线故障有效治理起到了重要的支撑作用近年来，在文件的实施过程中出现了一些新问题一方面，随着防弧金具、放电钳位绝缘子类疏导式措施生产厂家数量的无序扩大，在产品设计生产和安装应用环节出现了一定的技术偏差，造成挂网产品自身失效故障时有发生，运行单位苦于没有经济有效的入网管控措施，加之疏导式措施雷击动作后需要线路先跳闸再重合，产品特性与日益提高的供电可靠性要求趋势上不相符，运行单位在防护措施选择上越来越倾向于采用堵塞式措施；另一方面，随着雷害防护技术的发展，我国配电网防雷水平得到了进一步的提升，期间国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司在10kV线路上推广应用了架空地线、耦合地线、复合绝缘横担等堵塞式新措施，线路避雷器也得到了参数结构优化并开展了标准化定制设计，取得了较好的应用效果，积累了大量的有益的运行经验2013年版文件内容与现阶段我国10kV架空绝缘线路的防雷实践相比，显现出了技术落后性和不适应性本文件编制的目的是总结提炼近年来我国架空绝缘线路防雷近年来的技术应用成果，对2013版文件不适应的内容进行修订，以期与我国现阶段10kV架空绝缘线路的防雷现状相匹配，更好指导防雷工作实践数其实并没有考虑10kV配电线路配置情况，用于确定10kV线路导线一架空地线间距与设计预计存有偏差,本文件图F给出了本文件推荐公式和现行标准公式的比较情况

十、标准名称变更无

十一、代替或废止现行标准的建议本文件代替DL/T1292—2013《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》，本文件发布后，DL/T1292—2013应予废止

十二、其他应予说明的事项无电力行业标准《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》编写组2022年10月08日二工作简况2021年10月一12月，按照国家能源局综合司技术标准制修订计划安排，成立了文件编写工作组，编制了文件大纲，开展了技术内容搜资和部分技术内容支撑论证研究工作2022年1月一3月，编写形成文件初稿2022年4月一9月，广泛向电力运行单位、设计单位和科研单位专家进行了意见征求和专项问题研讨，结合专家意见对文本进行了反复修改，并于9月18日以网络会议形式召开了专家审查会，形成征求意见初稿

三、编制原则和思路本标准编写规则以GB/T

1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则》的规定为依据，遵循现有相关法律、条例、标准和导则，立足我国10kV架空绝缘线路发展规划和雷电防护技术水平，结合各运行单位应用现状和应用经验，旨在提升本文件指导防雷应用实践工作的适用性和科学性，促进架空绝缘线路运行安全，对现行文件内容既有延续又有创新在标准编制过程中也参考了相关国家、行业标准和IEC标准有关要求本文件针对文件2013版本发布以来出现的新问题，在开展了系统调研和广泛征求意见的基础上，对我国架空绝缘线路雷击断线防护技术成熟和最新研究成果、应用成果进行了全面的提炼和总结，相关成果紧密贴合我国架空绝缘线路雷电防护现实国情和技术发展方向修订的重点集中在防护措施上，提出了以采用堵塞式防护措施为主的应用原则，增加了绝缘横担措施、架空/耦合地线措施，并对带间隙避雷器、绝缘横担、架空/耦合地线措施的使用提出了更为具体的实施方案，同时，缩小了2013年版本中防弧金具、放电钳位绝缘子的适用范围本文件对2013年版本的段落结构和文字描述也进行了大幅度的优化调整，力求文件的可读性和可操作性更强

四、主要试验验证情况本文件所涉及的防护产品，均为经过规模化应用实践检验的相对成熟产品，编写组在文件编写过程中也与产品设计和生产单位紧密合作，对多种结构形式的带间隙避雷器、复合绝缘横担、防弧金具、放电钳位绝缘子产品，依据相关国家、行业和企业标准规定，复核了型式试验检测报告、委托试验检测报告相关试验由国家绝缘子避雷器质量监督检验中心（西安）、电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心（北京和武汉）、国家电器产品质量监督检验中心（苏州）等检测机构完成，复核结果显示，本文件所涉及的防护产品经过了充分的试验检验，试验结果可有效支撑本文件所宣称的防护性能对防护措施的挂网应用效果，除理论仿真分析结果支撑外，编写组还在国家电网有限公司多个网省公司开展了广泛的防雷效果调研，运行统计结果也很好支撑了相关结论五\米标本文件的编制未采用国际标准和国外标准国际和国外目前尚无绝缘导线防雷击断线专门性技术标准电气和电子工程师协会（IEEE）发布的lEEEStd1410一2010《Guide forimproving thelightning performanceof electricpower overheaddistribution lines》针对的是69kV及以下的架空线路，提出了防直击雷和感应雷的一般性保护措施及应用特性，没有专门针对绝缘导线采取差异性的保护措施，也没有给出防护措施实施细则日本电力中央研究所发布的T69《Guide oflightning protectiondesign forpower distributionlines》中，仅提出了采用环形电极避雷器作为架空绝缘线路防雷击断线措施，所述措施设计技术路线与我国存在差异,对指导我国具体的避雷器措施应用借鉴意义不大本文件是基于DL/T1292-2013《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》原有内容，结合文件执行期间反映出的问题和近年来我国架空绝缘线路防雷技术最新成果，进行的全面优化修订六与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本文件与现行法律、法规和相关国家标准的关系不矛盾、不抵触七重大分歧意见的处理经过和依据本文件编制过程中充分征集了行业专家，以及运行单位、设计单位、制造企业等技术和利益相关方的意见，所有意见均经过编写组的充分讨论并按照标准编制程序确定了是否采纳，不存在重大分歧意见八主要技术内容本文件共分为7章，规定了10kV架空绝缘线路雷击断线防护方法、防护措施、防护原则、防护措施运行维护要求等内容本着“结合实际，适应发展，协调统一”等原则，按照防护方法、防护措施、应用原则、运维要求的逻辑顺序叙述第1章是范围规定了本文件的目的和适用范围第2章是规范性引用文件列出了本文件引用的现行国家、行业技术标准第3章是术语和定义规定了22个主要术语和定义第4章是雷击断线防护方法规定了架空绝缘线路雷击断线防护的2种方法,为堵塞式防护方法和疏导式防护方法第5章是防护措施规定了架空绝缘线路雷击断线防护措施种类包括金属氧化物避雷器、绝缘横担、架空/耦合地线、防弧金具、放电钳位绝缘子，并介绍了各种防护措施的应用特性第6章是防护原则规定了架空绝缘线路（包含线路部分和柱上设备部分）雷电防护的一般原则和实施原则，提出了具体的实施方案和设置要求第7章是防护措施运维要求规定了防护措施挂网运行后的运维要求附录A是10kV架空绝缘线路雷击断线机理，资料性附录给出了架空绝缘线路雷击断线的原因分析和试验验证附录B是10kV架空绝缘线路雷击断线防护措施典型结构及特性，资料性附录给出了带间隙避雷器、复合绝缘横担、穿刺型防弧金具、剥线型放电钳位绝缘子防护措施典型结构型式和特性附录C是穿刺电极带外串联间隙避雷器的技术要求与试验检测方法，规范性附录规定了穿刺电极带外串联间隙避雷器的试验检测项目和检测方法附录D是10kV架空线路用避雷器接地方式效果分析，资料性附录给出了线路避雷器是否设置独立接地来降阻对防护效果的影响分析附录E是10kV架空线路用避雷器雷电耐受技术参数选择说明，资料性附录基于理论分析结果，给出了线路避雷器标称放电电流的选择建议附录F是10kV架空线路导线与架空地线间距控制公式的说明，资料性附录基于理论分析结果，给出了10kV架空线路设置架空地线措施时导线一架空地线间距的设置建议附录G是穿刺型防弧金具的技术要求与试验检测方法，规范性附录规定了穿刺型防弧金具的试验检测项目和检测方法附录H是剥线型放电钳位绝缘子的技术要求与试验检测方法，规范性附录规定了剥线型放电钳位绝缘子的试验检测项目和检测方法本文件代替DL/T1292—2013《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》，与DL/T1292—2013相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下一增加了规范性引用文件GB/T

1001.

1、GB/T

2900.19—2008GB/T

2900.57—2008GB/T

11032、GB/T

14049、GB/T

16927.1GB/T19663—2005GB/T

20142、GB/T

32520、GB/T37317—2019GB/T50064—2014DL/T1533（见第2章）—删除了规范性引用文件GB/T

775.1,GB/T

775.3,DL/T393DL/T1048—

2007、DL/T5220（见2013版的第2章）一增加了术语和定义“架空绝缘线路”、“直击雷过电压”、“雷电感应过电压”、“反击”、“雷击闪络率”、“工频续流”、“建弧率”、“堵塞式防护方法”、“疏导式防护方法”、“金属氧化物避雷器”、“复合绝缘横担”、“架空地线”、“耦合地线”、“防弧金具”、“放电钳位绝缘子”、“地闪密度”、“雷暴日”、“少雷区”、“中雷区”、“多雷区”、“强雷区”、“保护角”（见

3.1〜

3.22）一删除了术语和定义“疏导式雷击断线防护方法”、“堵塞式雷击断线防护方法”、“被保护绝缘子”、“穿刺电极”、“剥线型防弧金具”、“穿刺型防弧金具”、“剥线型放电钳位绝缘子”、“穿刺型放电钳位绝缘子”、“环形电极外串联间隙金属氧化物避雷器”、“穿刺电极外串联间隙金属氧化物避雷器”、“接触电阻试验”、“拉力试验”、“放电特性试验”、“热稳定试验”、“工频电弧试验”（见2013版的

3.1〜

3.15）一修改了防雷措施类型和应用特性，增加了架空地线、耦合地线、绝缘横担防雷措施，补充了防雷措施典型结构型式（见第5章，2013年版的第5章）一修改了防雷措施应用原则，增加了复合绝缘横担、架空地线/耦合地线防雷措施实施原则，优化了金属氧化物避雷器、防弧金具、放电钳位绝缘子实施原则，增加了柱上设备防雷保护实施原则（见第6章，2013年版的第6章）一删除了防雷措施的安装要求与验收要求（见2013年版的第9章）一修改了防雷措施的运维要求（见第7章，2013年版的第10章）一增加了2个资料性附录，10kV架空线路用避雷器雷电耐受技术参数选择说明（见附录E）、10kV架空线路导线与架空地线间距控制公式的说明（见附录F）o一删除了2个资料性附录，10kV架空绝缘线路三相短路电流分布规律（见2013年版的附录A）,10kV架空绝缘线路雷击闪络概率（见2013年版的附录B）

九、条文解释

（1）本文件第622条中，除规定的关键节点位置外，对带外串联间隙金属氧化物避雷器未做硬性接地要求，原因在于带外串联间隙避雷器与被保护线路绝缘子并联安装，雷击动作后的残压决定了线路绝缘子不会发生闪络，因此从防雷保护效果来看，接地与否的影响不大单独设置接地装置降阻的好处仅在于可以降低导线对地的电位，雷电能量泄放更快，使的同一次雷击下多处绝缘子闪络的概率降低,本文件采用逐基杆塔逐相安装避雷器的策略，已经解决了这个问题因此运行单位可以依据自身条件，酌情设置接地装置在避雷器放电动作的同时，与避雷器接地端相连的铁横担会对钢筋混凝土电杆的内部结构钢筋击穿放电（模拟试验显示冲击放电电压介于20kV〜40kV）,因此避雷器不设置独立接地装置降阻不代表避雷器没有实质性接地，只是利用了杆塔自然接地而已铁横担对钢筋混凝土电杆雷击放电，不可避免会造成电杆表层混凝土局部爆裂脱落经对国家电网有限公司下属网省公司进行了调研有8家省电力公司对钢筋混凝土电杆表层混凝土爆裂脱落、露出结构钢筋发生频度进行了估测，比例最高为

0.5%（国网福建省电力有限公司、国网陕西省电力有限公司）、最低为

0.001%（国网江苏省电力有限公司），中位数是

0.1%（国网浙江省电力有限公司，国网天津市电力有限公），国网山东省电力有限公司、国网黑龙江省电力公司反馈其辖区内爆皮电杆比例很低；其它公司反馈雷击导致的电杆混凝土层爆裂问题不严重预估结果并没有区分钢筋混凝土电杆“爆皮”引发的原因，进一步，调研返回损坏电杆照片83张，经辨别，推测为放电（雷击或者异物短路等引起）损坏的为21张，占比25%,混凝土层年久老化损坏的为张62张，占比75%,据此推测，发生雷击“爆皮”概率上限不高于

0.125%由于发生概率低，运行单位普遍反应雷击“爆皮”问题对运行的影响不明显，现阶段可不予关注雷电过电压下铁横担对钢筋混凝土电杆的内部结构钢筋击穿放电，必然伴随雷电流经结构钢筋入地，雷击闪络建弧成功，还会有工频短路电流经结构钢筋入地，因此，能否利用混凝土电杆自然接地还要分析结构钢筋的通流耐受情况以结构钢筋通流过程为绝热过程考虑，仿真计算结果见表1和表2钢筋发热而引起温度升高，能使混凝土与钢筋的结合力显著减小，当温度达到390c左右时结合力将全部破坏，混凝土与钢筋全部分离，混凝土层产生纵向和横向裂纹为了保证钢筋混凝土接地装置可靠运行，一般要求钢筋通过电流时的温度不超过100℃o从计算结果可见，只需要利用电气连接端子将内部结构钢筋的多根主筋并联连接，就可以将钢筋的通流温度降低到足够低的水平综上分析，利用钢筋混凝土电杆自然接地是可行的表1雷电冲击电流下主筋最大温升AT估算°C钢筋混凝土电杆主筋计入通流情况入地冲击持续时主筋直径主筋直径主筋直径主筋直径电流kA间|1S主筋直径主筋直径14mm,2根12mm,2根14mm,3根12mm,3根14mm,1根12mm,1根并联并联并联并联

301000.

50.

90.

10.

20.

060.

1501001.

42.

60.

30.

60.

20.

31001005.

610.

51.

42.

60.

61.

120010023.

445.

35.

610.

52.

54.

630010056.

3116.

512.

924.

45.

610.5表2工频短路电流下主筋最大温升AT估算°C钢筋混凝土电杆主筋计入通流情况入地故故障持故障类型直径直径直径直径直径障电流续时间主筋直径12mm,114mm,212mm,214mm,312mm,314mm,1根根并联根并联根并联根并联根同杆两相

0.3s

0.

40.8-———接地

0.5kA短路（小电阻接地系统）异点两相接地短路（小电阻

0.3s

3.

87.1一---

1.5kA接地系统）单相接地短路（小电lkA

0.3s

1.

73.1——一一阻接地系统）10A2h

4.

07.5—--一单相接30A2h

39.

278.3-———地短路50A2h

128.

3309.

926.

551.7——（不接地或经100A2h—-

128.

4310.

049.

3100.7消弧线100A30min——

26.

551.7圈接地系统）150A30min-—

64.

3135.

326.

551.7200A30min—

128.

431049.

3100.7

（2）本文件第

6.

2.3条中，新增了对带外串联间隙金属氧化物避雷器的标称放电电流具体选择原则经附录E的仿真理论评估，对10kV架空线路用避雷器,按现有技术标准GB/T32520—

2016、DL/T815—2021选择标称放电电流为5kA,在我国大部分地区，因雷击造成的避雷器本身损坏故障率工程可以接受，仅在雷电高发地区，建议将标称放电电流选择为10kA,但不建议将10kA避雷器应用扩大化这与目前运行单位反馈的数据偏差较大，问题出在避雷器本体的生产工艺和试验检验环节以往的避雷器技术标准中，对4/10R S大电流冲击耐受试验的检测试品规定可采用避雷器本体比例单元或电阻片，不强制使用整只避雷器本体，因此厂家基本不会选择送试整只避雷器本体试品10kV线路避雷器本体多采用环氧树脂或不饱和树脂固化电阻片形成芯体、外围模压硫化硅橡胶复合护套及伞裙的生产工艺，电阻片侧面釉层和绝缘层的组合界面不均匀或者粘结不佳，会大幅提高侧面绝缘闪络击穿概率已有文献研究均发现电阻片试品试验结果与整只避雷器本体试品试验结果严重不等效，整只避雷器本体耐受大电流冲击的能力显著低于单个电阻片的耐受能力电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心避雷器检测部摸底了市面上的10kV避雷器产品，整只避雷器通过大电流冲击耐受试验的比例很低因此，要降低线路避雷器自身运行雷击故障率，现阶段建议聚焦在改进产品生产工艺和优化试验检验方法上，有必要将4/logs大电流冲击耐受试验试品由避雷器本体比例单元或电阻片改为整只避雷器本体，而非迫切需要把标称放电电流由5kA提高到10kA在最新发布的DL/T815—2021标准中,对这一问题终于做了反馈，规定4/1Opts大电流冲击耐受试验试品为在截面尺寸、材料等方面与避雷器完全一致的介电特性比例单元

（3）本文件第625条中，对架空地线措施未做硬性接地降阻要求，原因在于10kV架空绝缘线路的直击雷耐雷水平只有几个安培，雷击架空地线几乎一定会发生反击，架空地线无法有效防护直击雷过电压闪络，即使接地降阻对降低反击闪络率的效果也有限，而降阻对高土壤电阻率地区经济代价大，得不偿失；架空地线用于限制感应雷击过电压闪络时，绝缘子两端的电压差决定绝缘是否闪络，随着大地土壤电阻率的增大，导线和架空地线对地电位均增大，但绝缘子两端的电压差却逐渐降低，因此电杆自然接地对降低线路感应雷击闪络概率效果反而比降阻接地更好与带间隙避雷器相同，虽然架空地线与铁横担连接后未设置独立的接地装置，但在雷电过电压下，铁横担对钢筋混凝土电杆的内部结构钢筋会击穿放电，架空地线一定有接地过程，只是利用了杆塔自然接地而已

（4）本文件第627条中，给出了新的有架空地线10kV线路最小导线一架空地线档中间距控制计算公式S=

0.034L+

0.04o该公式与其他现行技术标准给出的公式不一致，是对现有公式的修正，原因在于在我国电力过电压与绝缘配合技术现行标准GB/T50064—2014及前序标准中均规定，除大档距外，导线和架空地线之间应按照公式S=0O12L+l控制间距，以防止雷电直击架空地线档距中央部位后反击导线该公式是我国学者在上个世纪

60、70年代基于典型输电线路导、地线波阻抗参数和雷电流陡度，在集中参数电路模型下推导出、并经多年运行经验修正的简化计算公式，首次写在了技术标准SDJ7—1979《电力设备过电压保护设计技术规程》中，沿用至今工程设计实践上，目前对于750kV及以下电压等级的交流线路，均采用该经验公式由于之前很长一段时间并不推荐10kV架空线路采用架空地线防雷措施，现行标准公式推导时选取的典型线路参。