配电网的雷害预防，一直是电网企业长期研究的课题之一。据统计，浙江近年来雷击造成的配网故障占全部故障的20%以上。在雷电活动较强的地区，雷击造成的过电压，可使绝缘子发生闪络而引起接地故障，或者破坏避雷器，从而引发跳闸、停电。
浙江诸暨因盆地式“七山一水二分田”的地形，易遭雷害。国网诸暨市供电公司研制出一款一体式防雷绝缘子产品，为配电线路提升“免疫力”。
“这已经是第三代产品了。从最初的1.0到如今的3.0，我们在应用中不断改进升级，探索更有效的防雷举措与产品，提升配电网的防雷免疫力，这已成了大家的执念。”国网诸暨市供电公司防雷团队成员黄建杨说。
避雷器与绝缘子这两类部件，在电线杆上随处可见。传统方式下，二者彼此独立设计和生产，应用组装时，安装工人需要调节间隙距离，配合默契，才能有效起到防雷作用。
山区的10千伏线路容易遭受雷害｜王列刚摄
大量雷电冲击和实验测试表明，以往避雷器和绝缘子放电有一定分散性。二者的间隙距离、避雷器的金具结构等要素，直接影响防雷效果。
比如，间隙距离过小会降低绝缘水平；过大的话，会造成导线上电压过高，雷电不易被释放，可能击穿其他设备。
也就是说，原传统方式下，10千伏避雷器与绝缘子的安装工艺要求特别高，其中以二者的间距最为典型，必须恰到好处，太近，一有风吹草动，避雷器就动作，容易损坏避雷器；太远，遭受雷击，都击坏电网设备了，避雷器仍未动作，起不到保护作用。
于是，国网诸暨市供电公司防雷团队想到将避雷器与绝缘子集成设计的一种解决方案，将高工艺安装要求的间隙控制直接揉在一起。
“我们通过一体式结构、电压分布优化控制技术等，固定了间隙距离等参数，提升绝缘子雷电耐受力以及限制雷电放电路径。”黄建杨介绍，一体式结构更便于安装，工人原来组装一套防雷设备需要15分钟，现在只需花3分钟拧上三颗螺母即可。
安装一体式防雷绝缘子｜周金邢摄
这种一体式绝缘子集避雷器、绝缘子功能于一身，在防雷性能、安装运维、智能监测三方面有显著提升。
截至2021年底，一体式防雷绝缘子累计应用6万余只。在一体式避雷器安装应用范围内，因雷击造成的线路停电，从之前的年均423条次下降至12条次。
防雷功能大幅度提升，接下来要解决的，是如何最大限度地保障避雷器实时正常工作。由于雷击电流大、时间短，雷击监测数据采集困难，雷击故障点难查找，防雷装置异常无法提前预警，易造成保护失效。研发有效的智能化雷击和故障判别手段就成为防雷团队的研究重点，比如通过弱电技术来解决雷击故障查找、识别，故障快速恢复等传统难题。“防雷装置遭到雷击后，可能就留下一条缝甚至一个点，很难查出故障源。”黄建杨说，一旦发生雷击停电，工作人员可能得集体巡查，排查避雷器的故障。他就曾沿着一条线路查了两天两夜。国内外也尝试过相关研究，但效果很有限。为此，联合团队设计了适用于绝缘子的内置罗氏线圈电流传感器，可对电流进行采样和计算分析，实现精准故障识别。同时，团队利用基于窄带物联网技术，使配网架空线路防雷绝缘子具备感知连接功能，并搭建起了通信和自组网。“自组网的应用层由管理平台及配套手机App构成，可实现海量防雷绝缘子远程监控管理。”黄建杨介绍，防雷绝缘子内置适用5G通信模组，可将雷击次数、雷击时间与防雷绝缘子氧化锌模块状态信息上传至管理平台。在雷电不多的季节，相关信息也会每天以“心跳包”的形式上传。
打开“心跳包”，是一幅电网图。沿着电网线路，地图上的绿点有序分布；与之配套的还有一张列表，记录着每根电线杆上的一体式防雷绝缘子运行情况。黄建杨介绍，通过手机就能远程掌握这一防雷设备的状态。一体式绝缘子在智能监测方面也是一大亮点。
为确保防雷装置稳定持续地传输状态信息，联合团队设计了“太阳能+电池”的供能方案，利用控制器判断两种供电方式的电压大小，保证时刻采用高效的供电方式。其中，电池一次充电可工作3个月。
将雷神之锤安装在雷害事故多发地段｜黄建杨摄
目前，该成果已先后在浙江、天津、山东、福建、江西等地开展应用。（浙电e家）
