架空絕緣線新問題解決論文
時間:2022-07-17 08:44:00
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摘要摘要:有關文件規(guī)定,"城市低壓電網要積極推廣和采用架空絕緣電纜(俗稱架空絕緣導線),今后配網中逐步以架空絕緣電纜更換架空裸線"。1993年國家頒發(fā)《額定電壓10kV、35kV架空絕緣電纜》標準,1996年頒發(fā)《架空絕緣線配電線路設計技術規(guī)程》標準。國家標準和行業(yè)標準的出臺,推動了配電架空線路絕緣化工作的發(fā)展。架空絕緣線推廣10多年來,其優(yōu)點是顯著的,隨著配電架空線路絕緣化率的提高,配電線路的供電可靠性不斷提高,線路的故障率下降;有效解決了城市綠化中的樹線戲劇矛盾,美化了城市景觀;提高了線路通道的利用率;防止了環(huán)境污穢對導線的直接影響;并具有良好的社會效益和經濟效益。但是,在近幾年安裝運行中,發(fā)現(xiàn)架空絕緣線存在遭受雷害多,導線輕易進水氧化等新問題,由此引起斷導線事故較多。對此,有必要進行分析原因制定策略,積極采取辦法,不斷改進,以提高架空絕緣線路安裝、運行水平。
摘要:架空絕緣線新問題解決辦法
有關文件規(guī)定,"城市低壓電網要積極推廣和采用架空絕緣電纜(俗稱架空絕緣導線),今后配網中逐步以架空絕緣電纜更換架空裸線"。1993年國家頒發(fā)《額定電壓10kV、35kV架空絕緣電纜》標準,1996年頒發(fā)《架空絕緣線配電線路設計技術規(guī)程》標準。國家標準和行業(yè)標準的出臺,推動了配電架空線路絕緣化工作的發(fā)展。架空絕緣線推廣10多年來,其優(yōu)點是顯著的,隨著配電架空線路絕緣化率的提高,配電線路的供電可靠性不斷提高,線路的故障率下降;有效解決了城市綠化中的樹線戲劇矛盾,美化了城市景觀;提高了線路通道的利用率;防止了環(huán)境污穢對導線的直接影響;并具有良好的社會效益和經濟效益。但是,在近幾年安裝運行中,發(fā)現(xiàn)架空絕緣線存在遭受雷害多,導線輕易進水氧化等新問題,由此引起斷導線事故較多。對此,有必要進行分析原因制定策略,積極采取辦法,不斷改進,以提高架空絕緣線路安裝、運行水平。
1新問題之一,雷害事故較多
架空絕緣線遭受雷害事故明顯比架空裸線多,雷害損害情況比較嚴重。絕緣導線雷擊后,經常發(fā)生點斷式的導線斷裂,導線落在地上或其他構件上,由于有良好的絕緣性能,不輕易產生短路或接地,但有的有放電現(xiàn)象,這對運行的設備和人身造成很大的危險。從事故現(xiàn)場看,斷線故障點大多發(fā)生在絕緣支持點500mm以內,或者在耐張和支出搭頭處。絕緣架空線雷害事故比較嚴重的主要原因,一是絕緣線的結構所致,絕緣導線采用半導電屏蔽和交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層,其中使用的半導體材料具有單向導性能,在雷云對地放電的大氣過電壓中,很輕易在絕緣導線的導體中產生感應過電壓,且很難沿絕緣導線表皮釋放;二是絕緣導線遭受雷擊后的電磁機理非凡,造成雷擊斷線較多。架空裸線雷擊時,引起閃絡事故,是在工頻續(xù)流的電磁力功能下,電弧會沿著導線(導體)滑移,電弧滑動中釋放能量,且在工頻續(xù)流燒斷導線或損壞絕緣子之前,斷路器動作跳閘切斷電弧,而架空絕緣線的絕緣層阻礙電弧在其表面滑移,電荷集中在擊穿點放電,在斷路器動作之前燒斷導線,所以絕緣導線的雷擊斷線故障率明顯高于裸導線。
主要策略摘要:為防止低壓架空絕緣線的雷害事故,采取線路過電壓保護辦法,如安裝避雷器、保護間隙等。
1.1采用金屬氧化物避雷器
避雷器是通過吸收雷電放電能量,限制配電線路的感應過電壓,達到保護的目的。其過電壓保護性能良好,廣泛應用于電氣線路(設備)的過電壓保護,由于避雷器有效保護距離是有限的,所以在全線架空絕緣線路上,安裝避雷器存在著安裝密度新問題。
實踐表明,避雷器的安裝密度增加,線路感應過電壓的事故下降。若線路的每基桿塔均安裝避雷器,對防止直擊雷和感應過電壓事故是最理想的,按平均檔距50m計,每千米應安裝20組避雷器,因此,安裝避雷器和加裝接地裝置需要投入大量資金,運行維護工作量也很大,且避雷器故障和預防性試驗將引起線路停電,是不經濟的也沒有必要。
從理論計算看,一般的配電線路導線平均高度h在8~12.5m,按照年平均雷暴日數(shù)為40的多雷地區(qū),百千米遭受雷擊次數(shù)為N=40rh,r為每一雷日每平方千米對地落雷次數(shù),在一般情況下取r=0.015,計算結果,每百千米年遭受雷擊次數(shù)為4.8~7.5。
根據(jù)國外專家探究認為,單純限制雷電感應過電壓事故,每相避雷器的安裝密度為200~360m。
綜上所述,在架空絕緣線路的多雷地段、重點桿塔上,加裝金屬氧化物避雷器能有效防止雷害事故。多雷地段是指線路建在環(huán)境開闊地帶,年平均雷暴日數(shù)為40左右,或者在運行中,歷史上有雷害事故的地段。域區(qū)內的線路在設計時不考慮,不包括設備需要安裝過電壓保護。重點桿塔是指多雷地段線路的耐張桿、支撐桿、接地環(huán)桿、和高電壓線路交跨桿等。一般選擇在絕緣薄弱點外安裝避雷器效果比較好。對于有二次以上直擊雷的桿塔,安裝桿上避雷針比避雷器的效果要好。在上述桿塔和有設備的桿塔上安裝避雷器后,安裝密度控制在300m左右,具體應根據(jù)環(huán)境因素和運行經驗把握。個別的、非凡地段制定反事故辦法解決。另外,還可以在每基桿上選擇一相、二相、三相、頂相、邊相、或每相錯桿安裝避雷器。由此來滿足平安、經濟運行的要求。
1.2采用保護間隙
保護間隙,又稱放電間隙。這是一種簡單的過電壓保護辦法。即在絕緣線上引出帶電導體,一般采用角形保護間隙,按規(guī)程規(guī)定,主間隙的最小距離為25mm,輔助間隙為10mm,空氣均勻電場的擊穿場強,最高幅值約為30kV/cm,線路絕緣子標準雷電沖擊,全波耐受電壓為105kV,是可滿足要求的。也可以采用80mm單間隙,安裝比較簡便,由于正常間隙為200mm,感應過電壓最大值可達300~400kV,足以擊穿80mm的空氣間隙,但效果會差一點。
保護間隙在中性點不接地系統(tǒng)中,單相保護間隙動作,流過保護間隙的是線路的電容電流,在電弧電流過零時,空氣介質恢復強度,電弧熄滅;兩相或三相保護間隙同時發(fā)生閃絡動作,流過保護間隙為工頻續(xù)流的短路電流,所以,保護間隙是不能切斷雷電電流之后的工頻短路電流,只能靠斷路器保護動作切斷電源,恢復保護間隙的絕緣強度,用重合閘配合送電。由于放電間隙動作電壓較高,截波時對電氣設備嚴重威脅;實踐情況表明,動作放電時會燒壞間隙的電極和四周設備,但能降低斷線故障,比較經濟。因此,可以選擇在耐張桿上安裝。
1.3采用間隙和金屬氧化物避雷器配合的保護
市場上有專用產品。也可以通過計算,選取金屬氧化物避雷和空氣間隙組合現(xiàn)場安裝,但其穩(wěn)定性能有待運行中進一步的驗證。
此外,適當提高絕緣子的絕緣水平,能減少雷害事故,但投資較高,絕緣配合處理較困難;加強桿塔接地,降低桿塔接地電阻,也是有效減少雷害事故的辦法;參照電纜線路的要求,在雷雨季節(jié)停用重合閘,可以避免絕緣線斷線引發(fā)的人身傷害事故。
2新問題之二,進水氧化
絕緣導線由于其結構和安裝條件,造成輕易進水且不揮發(fā)。當絕緣層破裂或未封頭時,水通過毛細管的吸泓功能進入鋁導線內,并結聚在弧垂的低處。由于環(huán)境污染水帶有酸性,和鋁產生氧化反應生成白色粉末,這類氧化物在電場的功能下加速對導線的腐蝕,使導線強度降低,出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象,甚至發(fā)生斷線,縮短了導線壽命。造成進水的主要原因,一是安裝中發(fā)生破皮末作封堵,長期進水;二是驗收、保管不善,未作封頭處理,進水在現(xiàn)場施工中多次發(fā)現(xiàn),安裝前導線被氧化的情況;三是施工,運行受外力破壞絕緣層進水。
主要策略為摘要:
廠家應研制阻水型架空絕緣線,新產品已有上市,能否完全阻水有待運行檢驗;
嚴格按規(guī)程設計,驗收,認真做好防水封堵,發(fā)現(xiàn)裝置違章立即整改;
嚴格把好產品驗收關,妥善保管,封好露頭;
加強運行監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)階段鼓肚現(xiàn)象,立即組織抽檢和處理。
3新問題之三,導線安裝不當
在絕緣線的安裝、運行中發(fā)現(xiàn),由于受架空裸線安裝工藝和方法的影響,存在許多不當之處,造成進水、導線從線夾中滑出、導線振動疲憊、局部發(fā)熱等,影響絕緣線的平安運行,縮短使用壽命,主要有以下幾個方面摘要:
耐張線夾選用、安裝不當。選用螺栓型的耐張線夾,不剝去絕緣層就安裝,或雖剝去絕緣層但未進行絕緣、防水處理。
支撐桿的T接塔頭,剝去絕緣層安裝,不進行絕緣、防水、屏蔽處理;平板線夾規(guī)格選擇不當。
導線和絕緣子固定扎線使用金屬裸線,運行中產生放電燒壞絕緣層;絕緣線和絕緣子接觸部分沒有纏繞絕緣自粘帶。
接地環(huán)安裝在耐張線夾的受力側導線上,接地環(huán)安裝數(shù)量不足,或不合理。
絕緣導線采取剝去絕緣層的安裝方法不可取,存在六大缺點摘要:
①安裝勞動強度大,輕易損傷導線;②存在密封新問題,提供了可能進水點;③出現(xiàn)一個絕緣薄弱點,電氣強度下降;④在受力導線上剝去絕緣層,由于絕緣層的收縮功能,剝離長度是要變化的,絕緣、防水的辦法很可能被破壞;⑤剝去絕緣層,機械強度下降,受導線振動影響,該點的導線疲憊,輕易斷線;⑥剝去絕緣層,該處導線的輸送容量降低,若仍按絕緣線容量控制,則出現(xiàn)局部發(fā)熱現(xiàn)象。
主要策略摘要:關鍵需要解決絕緣線不剝皮、不破壞絕緣層的新問題。
嚴格按照DL/T601-1996和DL/T602-1996規(guī)程組織設計、施工、驗收。
選用絕絕緣線專用金具,如JNX絕緣線耐張線夾,NL-JY預絞絲耐張線夾(只能用于低壓線),穿刺線夾,使用直徑不小于2.5mm的單股塑料銅線作扎線,解決不剝絕緣層安裝新問題。
制定工藝標準,明確技術規(guī)范和操作方法,解決進水、絕緣等新問題。如導線壓接,用鉗壓對接;耐張?zhí)€,用鉗壓接線端子搭接;T接搭接和接地環(huán)搭接,采用穿刺線夾;收緊導線方法;假如需要破線的,采取絕緣、防水、屏蔽處理方法等等。
4應當注重的新問題
絕緣導線載流量比裸線大,是因為聚乙烯的熱阻比空氣要低,所以裸線增加絕緣層后,相當于加大表面積,在散熱條件不變時,提高了載流量。
規(guī)程規(guī)定設置停電工作接地點,"在聯(lián)絡開關兩側,分支桿、耐張桿接頭外及可能反送電的分支線點的導線上,應設置停電工作接地點。"接地點盡可能設置非承力的導線上。考慮到感應電的影響和檢修方便,建議每隔400m設置接地點。在配變絕緣引下線上設置專用接地掛鉤。
設計規(guī)程規(guī)定,絕緣架空線的檔距有限制,"架空絕緣線路的檔距不宜大于50m。"
規(guī)程規(guī)定緊線會發(fā)生斷線,"要選用塑料滑輪或套有橡膠護套的鋁滑輪。滑輪直徑不應小于絕緣線外徑的12倍,槽深不小于絕緣線外徑1.25倍,槽底部半徑不小于0.75倍絕緣線外徑,輪槽槽傾角為15℃。"絕緣線答應彎曲半徑大于20倍的絕緣線外徑,施工中應能做到。另外,絕緣線的同心度不好,在緊線工作中會發(fā)生斷線。
有關帶電作業(yè)新問題。絕緣線更有利于開展帶電作業(yè),但需要研制一些新器具。