摘要:該文首先闡述了架空絕緣導(dǎo)線在10kV配電線路中的使用情況,包括在居民密集區(qū)、多回路同桿架設(shè)、綠化地帶等場所的使用情況。分析了目前絕緣導(dǎo)線在運行中常見的問題,針對絕緣導(dǎo)線在一些地區(qū)配電網(wǎng)中盲目采用和認識上的誤區(qū),提出了絕緣導(dǎo)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(wǎng)和縣城電網(wǎng)(包括農(nóng)村電網(wǎng))的大規(guī)模改造與農(nóng)村電氣化的建設(shè),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(dǎo)線。然而,近年來在10kV配電線路的故障中,絕緣導(dǎo)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(dǎo)線時帶有盲目性和認識上的誤區(qū)。本文就絕緣導(dǎo)線在10kV配網(wǎng)中的適用條件和場所作一些分析,供同行們參考。
1 絕緣導(dǎo)線在10kV配電線路中的使用
隨著電力系統(tǒng)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(qū)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(fā)生近區(qū)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(shè)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(dǎo)線截面、橫擔(dān)長度及導(dǎo)線相間支持點距離采用常規(guī)設(shè)計的方式,導(dǎo)致10kV架空配電線路在近區(qū)遭受外力破壞,異常氣象條件下發(fā)生近區(qū)(1~2km范圍)相間故障時,產(chǎn)生巨大電動力,使導(dǎo)線上下劇烈擺動,zui終造成導(dǎo)線相間距離不夠,在線路自動重合后再次在出口段發(fā)生相間放電,導(dǎo)線燒傷嚴重,以及發(fā)生粘連。
為了解決110kV變電站10kV線路近區(qū)短路產(chǎn)生的混線,工作人員咨詢了省內(nèi)專家,從1993年開始引入10kV絕緣導(dǎo)線,在變電站出口10kV線路1km以內(nèi),把裸導(dǎo)線調(diào)換為絕緣導(dǎo)線,同時采取重新調(diào)整檔距、加大相間距離、調(diào)整自動重合閘時間等技術(shù)措施,收到了較好的效果,之后未曾在近區(qū)短路時發(fā)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(qū)的使用
隨著城市10kV配電網(wǎng)的建設(shè),20世紀90年代城市(含縣城)10kV配電網(wǎng)不斷延伸。出現(xiàn)的新問題是10kV架空線路導(dǎo)線與居民陽臺之間距離較小,不少地方發(fā)生居民在陽臺上晾衣服時,發(fā)生觸電事故,以及在陽臺上作業(yè)、檢修時發(fā)生事故,一些線路必須跨城或臨近居民建筑物時,也發(fā)生居民在檢修、修建房屋時發(fā)生人身觸電事故。絕緣導(dǎo)線的推廣,極大地緩解了10kV線路進城區(qū)的通道矛盾,減少和避免了人身觸電事故的發(fā)生。
1.2 解決綠化與線路建設(shè)的矛盾
10kV線路分布廣,不可避免地發(fā)生電力運行單位與綠化管理單位的矛盾,更有甚者產(chǎn)生法律糾紛和社會媒體關(guān)注。帶電導(dǎo)線在樹枝的碰撞中,尤其是臺風(fēng)暴雨等自然災(zāi)害發(fā)生時,線路故障跳閘發(fā)生頻繁,給城鄉(xiāng)居民生活用電和各企業(yè)單位正常供電帶來很大影響。絕緣導(dǎo)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(shè)
隨著線路通道日益緊張,同桿多回路線路架空架設(shè)成為必然。為了解決企業(yè)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(shè)的線路開始大規(guī)模采用架空絕緣導(dǎo)線。一些地區(qū)為了減輕線路桿塔的荷載,部分采用絕緣導(dǎo)線的方法。如上部(方)線路采用裸導(dǎo)線,下方導(dǎo)線采用絕緣導(dǎo)線。在企業(yè)專線與公用線路同桿架設(shè)時,專線采用絕緣導(dǎo)線,而公用線路為了方便新增用戶搭頭而采用裸導(dǎo)線。
1.4 由城市10kV線路向農(nóng)村10kV線路延伸
由于電網(wǎng)10kV系統(tǒng)短路電流逐年增大,除了城市110kV變電站的10kV架空線路外,農(nóng)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(qū)短路時線路也產(chǎn)生混線現(xiàn)象,同時經(jīng)濟發(fā)展較快的沿海地區(qū)線路通道問題、穿越樹林、竹林地區(qū)也往往較大程度地使用絕緣導(dǎo)線作架空線路的導(dǎo)線。
2 運行中絕緣導(dǎo)線存在問題
2.1 絕緣導(dǎo)線容易遭受雷害
據(jù)不*統(tǒng)計,絕緣導(dǎo)線線路在雷雨季節(jié)事故跳閘的概率明顯高于裸導(dǎo)線架空線路,并且雷擊區(qū)往往產(chǎn)生斷線事故,斷線位置大部分在導(dǎo)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(dǎo)線有較好的絕緣層(經(jīng)抽檢試驗,絕緣層耐壓能力在10~20kV之間),雷擊導(dǎo)線時,直擊雷落雷點往往在桿塔附近(位置相對較高),感應(yīng)雷沿著導(dǎo)線傳送,波頭經(jīng)過支持物時不能象裸導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線均發(fā)現(xiàn)有燒損痕跡)。而導(dǎo)線弧垂底部的斷線,往往是由于絕緣導(dǎo)線在安裝施工時工藝不過關(guān),導(dǎo)致滲水,流至zui低點,日積月累,在電流作用下產(chǎn)生導(dǎo)線局部發(fā)熱,而在雷電波通過時,在兩檔中部的弧垂點導(dǎo)線燒融產(chǎn)生斷線。
2.2 絕緣導(dǎo)線的線路檢修時接地問題
由于絕緣導(dǎo)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(shè)接地環(huán)的方法,予以補救。但往往由于接地環(huán)多了,安裝工藝要求較高,往往容易在接地環(huán)附近造成滲水,以致在導(dǎo)線弧垂點積水。
2.3 絕緣導(dǎo)線的帶電作業(yè)增加了難度
在架空絕緣線路上采用地電位作業(yè)時,往往比在裸導(dǎo)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(fā)硬,剝皮特別費勁,增加不少難度。
3 絕緣導(dǎo)線的適用場所
目前,絕緣導(dǎo)線已經(jīng)在配電網(wǎng)中逐步推廣使用,但存在的問題也不少,尤其是架空絕緣導(dǎo)線線路的防雷更是人們的關(guān)注焦點。因此,對絕緣導(dǎo)線的適用場所提出以下建議。
3.1 城市配電網(wǎng)可較大規(guī)模使用
城市配電網(wǎng)往往離變電站較近,為了防止近區(qū)短路產(chǎn)生線路混線,解決架空線路與建筑物安全距離以及城市(鎮(zhèn))道路綠化管理的矛盾,建議可以在城市配網(wǎng)中大規(guī)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(jié)合部和較大的農(nóng)村集鎮(zhèn),根據(jù)當(dāng)?shù)乩讚艟€路事故統(tǒng)計,雷擊概率較低的地區(qū)也可采用。
3.2 局部穿越樹林、竹林時可采用
在農(nóng)村及部分山區(qū),線路難以避免地要穿越樹林、竹林時,可局部選用絕緣導(dǎo)線,但不宜在農(nóng)村較空曠處、多雷區(qū)全線使用架空絕緣導(dǎo)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(qū)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(dǎo)線,而較高位置的線路采用裸導(dǎo)線,以降低雷擊事故的發(fā)生。
4 絕緣導(dǎo)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(fā)生。根據(jù)目前配網(wǎng)運行經(jīng)驗,架空絕緣線路可采用以下幾項防雷措施。
4.1 裝設(shè)金屬氧化物避雷器
在雷擊發(fā)生較多的配電線路上,可間隔2~3基桿塔裝設(shè)一組金屬氧化物避雷器。在雷擊密集的局部地區(qū),也可每基桿塔裝設(shè)一組金屬氧化物避雷器;在雷擊較少的地區(qū),可隔5~6基桿塔,也可在一個耐張段的兩側(cè)分別裝設(shè)金屬氧化物避雷器。
4.2 裝設(shè)帶穿刺線夾的放電間隙
根據(jù)zui近一些運行單位試裝運行,在每基桿塔上裝設(shè)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(dǎo)線滲水較為有利。
4.3 絕緣導(dǎo)線的支持點局部剝皮處理
為了解決絕緣導(dǎo)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(dǎo)線的支持點局部剝皮處理的辦法,讓在支柱瓷絕緣子處導(dǎo)線的芯線直接接觸瓷絕緣子表面,對防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷線事故的發(fā)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(nèi)一些廠家正在研制,待產(chǎn)品成熟,可在多雷區(qū)推廣使用。
4.5 局部多雷擊區(qū)可采用裝設(shè)避雷針和避雷線
在變電站出口段或地形較高的多雷區(qū)域,出線回路較多時,也可裝設(shè)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(shè)架空接地線以防止直接雷。