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摘要:該文首先闡述了架空絕緣導線在10kV配電線路中的使用情況,包括在居民密集區、多回路同桿架設、綠化地帶等場所的使用情況。分析了目前絕緣導線在運行中常見的問題,針對絕緣導線在一些地區配電網中盲目采用和認識上的誤區,提出了絕緣導線的適用場所,并對防止雷擊斷線提出了具體措施。
近幾年,隨著城市電網和縣城電網(包括農村電網)的大規模改造與農村電氣化的建設,10kV配電線路的絕緣化水平有了很快提高,其中一個重要原因就是采用了大量的絕緣導線。然而,近年來在10kV配電線路的故障中,絕緣導線遭受雷擊斷線故障不斷增多。分析原因,主要是在推廣使用絕緣導線時帶有盲目性和認識上的誤區。本文就絕緣導線在10kV配網中的適用條件和場所作一些分析,供同行們參考。
1 絕緣導線在10kV配電線路中的使用
隨著電力系統裝機容量不斷擴大,各電壓等級的變電站母線短路容量增大,10kV線路近區短路后混線故障不斷增多(浙江省海鹽縣供電局的110kV海鹽變電站10kV線路在1991~1993年之間發生近區短路引起的混線事故7起)。由于20世紀70年代末、80年代初建設的變電站母線短路容量較小,10kV線路采用較大檔距(80~100m)、較小導線截面、橫擔長度及導線相間支持點距離采用常規設計的方式,導致10kV架空配電線路在近區遭受外力破壞,異常氣象條件下發生近區(1~2km范圍)相間故障時,產生巨大電動力,使導線上下劇烈擺動,zui終造成導線相間距離不夠,在線路自動重合后再次在出口段發生相間放電,導線燒傷嚴重,以及發生粘連。
為了解決110kV變電站10kV線路近區短路產生的混線,工作人員咨詢了省內專家,從1993年開始引入10kV絕緣導線,在變電站出口10kV線路1km以內,把裸導線調換為絕緣導線,同時采取重新調整檔距、加大相間距離、調整自動重合閘時間等技術措施,收到了較好的效果,之后未曾在近區短路時發生混線故障,較好地解決了配電線路混線的難題。
1.1 城市居民密集區的使用
隨著城市10kV配電網的建設,20世紀90年代城市(含縣城)10kV配電網不斷延伸。出現的新問題是10kV架空線路導線與居民陽臺之間距離較小,不少地方發生居民在陽臺上晾衣服時,發生觸電事故,以及在陽臺上作業、檢修時發生事故,一些線路必須跨城或臨近居民建筑物時,也發生居民在檢修、修建房屋時發生人身觸電事故。絕緣導線的推廣,極大地緩解了10kV線路進城區的通道矛盾,減少和避免了人身觸電事故的發生。
1.2 解決綠化與線路建設的矛盾
10kV線路分布廣,不可避免地發生電力運行單位與綠化管理單位的矛盾,更有甚者產生法律糾紛和社會媒體關注。帶電導線在樹枝的碰撞中,尤其是臺風暴雨等自然災害發生時,線路故障跳閘發生頻繁,給城鄉居民生活用電和各企業單位正常供電帶來很大影響。絕緣導線的使用,也極大地緩解了電力線路運行與綠化管理的矛盾。
1.3 多回線路同桿架設
隨著線路通道日益緊張,同桿多回路線路架空架設成為必然。為了解決企業專線與公共線路在正常運行檢修時造成的檢修、操作過程中安全距離不足等矛盾,同桿多回路架設的線路開始大規模采用架空絕緣導線。一些地區為了減輕線路桿塔的荷載,部分采用絕緣導線的方法。如上部(方)線路采用裸導線,下方導線采用絕緣導線。在企業專線與公用線路同桿架設時,專線采用絕緣導線,而公用線路為了方便新增用戶搭頭而采用裸導線。
1.4 由城市10kV線路向農村10kV線路延伸
由于電網10kV系統短路電流逐年增大,除了城市110kV變電站的10kV架空線路外,農村的110kV變電站以及一些離220kV變電站電氣距離較近的35kV變電站的10kV母線短路電流增加很快,近區短路時線路也產生混線現象,同時經濟發展較快的沿海地區線路通道問題、穿越樹林、竹林地區也往往較大程度地使用絕緣導線作架空線路的導線。
2 運行中絕緣導線存在問題
2.1 絕緣導線容易遭受雷害
據不*統計,絕緣導線線路在雷雨季節事故跳閘的概率明顯高于裸導線架空線路,并且雷擊區往往產生斷線事故,斷線位置大部分在導線支持物附近和檔距中部的zui低點。初步分析是由于絕緣導線有較好的絕緣層(經抽檢試驗,絕緣層耐壓能力在10~20kV之間),雷擊導線時,直擊雷落雷點往往在桿塔附近(位置相對較高),感應雷沿著導線傳送,波頭經過支持物時不能象裸導線那樣逐根在支持物(瓷絕緣子)表面釋放雷電波,從而快速泄漏,而往往在線路支持物附近導線薄弱部位,擊穿絕緣層而放電。由于集中放電,電流較大,往往造成過熱燒斷(分析幾次雷擊絕緣導線均發現有燒損痕跡)。而導線弧垂底部的斷線,往往是由于絕緣導線在安裝施工時工藝不過關,導致滲水,流至zui低點,日積月累,在電流作用下產生導線局部發熱,而在雷電波通過時,在兩檔中部的弧垂點導線燒融產生斷線。
2.2 絕緣導線的線路檢修時接地問題
由于絕緣導線良好的絕緣層,給線路檢修時正常的驗電接地增加了難度。目前多采用隔幾棵電桿裝設接地環的方法,予以補救。但往往由于接地環多了,安裝工藝要求較高,往往容易在接地環附近造成滲水,以致在導線弧垂點積水。
2.3 絕緣導線的帶電作業增加了難度
在架空絕緣線路上采用地電位作業時,往往比在裸導線上操作要困難得多。尤其是帶電用操作桿套上剝線器進行剝除絕緣層時,操作較難,特別是冬季氣溫低,絕緣層發硬,剝皮特別費勁,增加不少難度。
3 絕緣導線的適用場所
目前,絕緣導線已經在配電網中逐步推廣使用,但存在的問題也不少,尤其是架空絕緣導線線路的防雷更是人們的關注焦點。因此,對絕緣導線的適用場所提出以下建議。
3.1 城市配電網可較大規模使用
城市配電網往往離變電站較近,為了防止近區短路產生線路混線,解決架空線路與建筑物安全距離以及城市(鎮)道路綠化管理的矛盾,建議可以在城市配網中大規模推廣使用(政府城市管理部門要求改成電纜線路的例外)。同時城郊結合部和較大的農村集鎮,根據當地雷擊線路事故統計,雷擊概率較低的地區也可采用。
3.2 局部穿越樹林、竹林時可采用
在農村及部分山區,線路難以避免地要穿越樹林、竹林時,可局部選用絕緣導線,但不宜在農村較空曠處、多雷區全線使用架空絕緣導線。線路路徑選擇時,也不宜選擇容易遭受雷擊的山脊或較高地勢的山地。
3.3 同桿多回路架空線路
在線路通道比較緊張地區采用同桿多回路架空線路時,建議較低位置的線路采用絕緣導線,而較高位置的線路采用裸導線,以降低雷擊事故的發生。
4 絕緣導線的防雷措施
要采取切實有效的防雷措施,以降低雷擊事故,減少雷害發生。根據目前配網運行經驗,架空絕緣線路可采用以下幾項防雷措施。
4.1 裝設金屬氧化物避雷器
在雷擊發生較多的配電線路上,可間隔2~3基桿塔裝設一組金屬氧化物避雷器。在雷擊密集的局部地區,也可每基桿塔裝設一組金屬氧化物避雷器;在雷擊較少的地區,可隔5~6基桿塔,也可在一個耐張段的兩側分別裝設金屬氧化物避雷器。
4.2 裝設帶穿刺線夾的放電間隙
根據zui近一些運行單位試裝運行,在每基桿塔上裝設帶穿刺線夾的防雷放電間隙,成本較金屬氧化物避雷器低,效果也比較滿意,并且對防止絕緣導線滲水較為有利。
4.3 絕緣導線的支持點局部剝皮處理
為了解決絕緣導線遭受雷擊時,雷電波釋放通道的問題,一些線路運行單位采用在絕緣導線的支持點局部剝皮處理的辦法,讓在支柱瓷絕緣子處導線的芯線直接接觸瓷絕緣子表面,對防止絕緣導線雷擊斷線事故的發生,也能收到一定的效果。
4.4 使用帶避雷器的支柱絕緣子
目前國外一些地方已有采用帶避雷器的支柱絕緣子,但成本較高。國內一些廠家正在研制,待產品成熟,可在多雷區推廣使用。
4.5 局部多雷擊區可采用裝設避雷針和避雷線
在變電站出口段或地形較高的多雷區域,出線回路較多時,也可裝設若干支獨立避雷針,或利用桿塔加裝避雷針。在同桿多回路架空線路上,也可考慮在桿塔頂部加設架空接地線以防止直接雷。
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