Et hovedproblem med isolerte ledere i praktisk bruk er deres mottakelighet for linjebrudd under lynnedslag. For eksempel, i 2009, opplevde distribusjonsnettverket i Zhaoqing totalt 1514 snublehendelser, hvorav 751 var forårsaket av lynnedslag, som står for 49,6 % av alle feil. Mellom 2007 og 2009 var det 25 tilfeller av overliggende isolerte linjer som gikk i stykker på grunn av lynnedslag i byen.
Mekanisme for linjebrudd
Når en isolert leder blir truffet av lynet, utløser den resulterende overspenningen et overslag over isolatoren og punkterer lederens isolasjonslag. Isolasjonsmaterialet som omgir punkteringspunktet begrenser den elektriske lysbuen fra å bevege seg raskt langs lederens overflate, og tvinger den til å forbli lokalisert ved punkteringspunktet. Den intense varmen som genereres av lysbuestrømmen med strømfrekvens - som kan nå flere tusen ampere - konsentrerer seg på punkteringsstedet, noe som får lederen til å smelte og bryte før strømbryteren kan utløses. Disse overslag-induserte smeltepunktene forekommer vanligvis innenfor 10 til 30 centimeter fra isolatoren, siden dette området har den svakeste elektriske feltfordelingen.
Beskyttende tiltak
Strategier for å forhindre brudd på overliggende isolerte ledere på grunn av lynnedslag kan grovt kategoriseres i "blokkering" (forhindre streiken eller dens effekter) og "avledning" (gir en sikker vei for strømmen). Å stole på et enkelt beskyttelsestiltak er generelt utilstrekkelig; derfor må en omfattende lynbeskyttelsesstrategi implementeres.
Installering av en overliggende jordledning (skjermledning) tjener først og fremst til å konvertere lynoverspenninger med høy amplitude til strøm, som deretter spres ned i bakken gjennom tårnets jordingsmotstand. Dette reduserer lynoverspenningen betydelig, og beskytter dermed lederen. For en luftledning på 10 kV kan den maksimale induserte spenningen nå 550 kV uten jordledning; installasjonen av en slik ledning kan redusere denne toppinduserte overspenningen med opptil 40 %.
Installering av gapløse, kompositthusede sinkoksidledningsavledere kan begrense amplituden til induserte overspenninger. Etter et lynindusert overslag absorberer disse avlederne utladningsenergi og forhindrer dannelsen av en strøm-frekvens følgestrømbue, og beskytter effektivt den isolerte lederen. Lynavledere bør installeres på hver strekkstang (eller tårn) og grenstang (eller tårn) for å beskytte ledningen. For luftisolerte ledninger anbefales det at en lynavleder installeres på en strekkstang (eller tårn) minst en gang hver 500. meter.
Overspenningsverninnretninger for luftledninger består av ikke-lineære resistive strømbegrensende elementer (sinkoksidventilblokker) og serieutladningsgap (bueringer i rustfritt stål). Når en lynindusert overspenning forårsaker et overslag til bakken, noe som resulterer i en metallisk lysbuekortslutning - retter enheten strømfrekvensens følgestrøm inn i det ikke-lineære strømbegrensende elementet. Ved å utnytte elementets ikke-lineære egenskaper, transformeres den sinusformede kraftfrekvensstrømmen til en toppbølgeform, noe som får lysbuen til å slukke øyeblikkelig. Dette forhindrer effektivt de overliggende isolerte lederne fra å smelte på grunn av de høye temperaturene som genereres av strøm-frekvensfølgestrømmen.
Ved å fjerne en liten del av isolasjonen fra en isolert leder plassert 150 til 200 millimeter fra midten av isolatoren (på belastningssiden) og installere lysbuebeskyttende beslag, tvinges ethvert lyn-indusert overslag til å oppstå spesifikt mellom lysbuebeskyttende beslaget og ståltappen til ståltappen. Dette sikrer at roten til den vedvarende strømfrekvens-kortslutningsbuen forblir festet på lysbuebeskyttelsesbeslaget, og beskytter derved selve lederen mot termisk skade.
Gitt den begrensede plassen på toppen av 10 kV luftledningsstolper, har State Grid Corporation of China fremmet bruken av isolerte tverrarmer som en ny teknologi for lynbeskyttelse. Bruk av isolerte tverrarmer på tangenter (rettlinjede) poler forbedrer linjens evne til å tåle lyn, og sikrer at lynstrømmene blir avledet til bakken gjennom metalloksid-lynavledere plassert ved strekk- eller grenpoler, og til slutt forhindrer isolerte ledere fra å brennes eller kuttes.
Sikkerhetsadvarsler for konstruksjon og drift
Under konstruksjonen må isolasjonslaget beskyttes strengt for å unngå menneskeskapte skader. For eksempel, 18. mai 2023, slipte tre arbeidere ved et uhell isolasjonslaget til en strømførende 10 kV overhead isolert leder mens de trakk i ledningen, noe som resulterte i en elektrisk sjokkulykke. Vurderingen av potensielle farer som oppstår fra skadede isolasjonslag må følge relevante forskrifter, slik som "Drifts- og vedlikeholdsforskrifter for distribusjonsnett" (Q/GDW1519-2014) og "Klassifiseringsstandarder for utstyrsfeil i distribusjonsnett" (Q/GDW745-2012).