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摘要:随着配电线路的飞速发展,供电区域被树木覆盖,严重的腐蚀、台风等诸多因素的影响,使配电线路的可靠性面临新的困难。受到自然界对配电线路构成的这种或那种威胁,从而产生了分裂架空绝缘导线。通过阐述架空绝缘导线的主要特点、应用区域以及在设计和施工中所需要注意的问题,体现了架空绝缘导线在当前配电线路应用中的优势。
关键词:配电线路,架空绝缘导线,应用
Abstract: with the rapid development of distribution circuit, the power supply area was covered in trees, serious corrosion, typhoon, and many other factors, make distribution circuit reliability is facing new problems. By nature to distribution circuit consisting of this or that threatens to produce a division insulation material of built on stilts. Through expounding the main characteristics of the overhead the insulation material, the application area and in the design and construction of the problems to be pay attention to, reflected in the current aerial insulation wire distribution circuit application advantages.
Keywords: power distribution lines and aerial insulation wire, applications
中图分类號:TU74文献标识码:A 文章编号:
架空绝缘导线是指单层或多层铝股线绞合在上面挤制绝缘层的导线。所谓架空线是相对电缆说的,就是由杆塔将导线架设在一定高度传输电能的线路。对于高压输配电网架空线的对地绝缘一般是靠空气的,之前的配电线路(10kV以下除380V)一般也采用裸导线,但由于市区配电环境复杂,常常发生短路接地及雷击线路的情况,导致供电可靠性降低,所以目前一般10kV以下架空线路都采用绝缘导线(即导线外层包裹绝缘层),这就是所谓的绝缘架空线。
架空配电线路采用绝缘导线代替裸导线是配电网建设与改造中的一项新技术。它具有地埋电缆的一系列优点,又能克服架空裸导线的许多缺点,能解决常规裸导线在运行过程中遇到的一些难题,且价格较地埋电缆便宜很多,因此在配电网的建设中有一定的发展前途。
1架空绝缘导线的主要特点
根据实际使用和现场经验,可以看出架空绝缘导线有以下一些优点:
(1)有利于改善和提高配电系统的安全可靠性,大大减少人身触电伤亡危险,绝缘导线可以防止外物引起的相间短路,减少合杆线路作业时的停电次数,减少维护工作量,提高了线路的供电利用率;
(2)有利于城镇建设和绿化工作,减少线路沿线树木的修剪量;可以简化线路杆塔结构,甚至可沿墙敷设,既节约了线路材料,又美化了城市街道;便于高压深入负荷中心,以提高电压质量、减少电能损耗;
(3)节约了架空线路所占用的空间,便于架空线路在狭小通道内穿越;缩小了线路走廊,与架空裸线相比较,线路走廊可缩小1/2;节约线路电能损失,降低电压损失,线路电抗仅为普通裸导线线路电抗的1/3;减少导线腐蚀,因而相应提高线路的使用寿命和配电可靠性;
(4)降低线路的重力要求,减少配合件的投资,降低了工人架线时劳动强度;降低了对线路支持件的绝缘要求,提高同杆线路回路数;
(5)由于线路技术状况的提高,减少了维修工作量,延长了检修周期,减少了因检修而停电的时间。
但架空绝缘导线的允许载流量比裸导线小,因为加上塑料层以后,导线的散热较差,架空绝缘导线通常造型时应比平时提高一个档次,如原来配70mm2的导线,则要配到95mm2。架空绝缘导线的线径较大,又加上塑料外皮,线径比同型截面钢芯铝绞线大一个档次。
2架空绝缘导线的规格及适用区域
2.1 架空绝缘导线的规格及铺设
1、架空绝缘导线的规格
(1)线心。架空绝缘导线有铝心和铜心两种。在配电网中,铝心应用比较多,主要是铝材比较轻,而且较便宜,对线路连接件和支持件的要求低,加上原有的配电网也以钢心铝绞线为主,选用铝心线便于原有网络的连接。在实际使用中也多选用铝心线。铜心线主要是作为变压器及开关设备的引下线。
(2)绝缘材料。架空绝缘导线的绝缘保护层有厚绝缘(3.4mm)和薄绝缘(2.5mm)两种。厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触,薄绝缘的只允许与树木短时接触。绝缘保护层又分为交联聚乙烯和轻型聚乙烯,交联聚乙烯的绝缘性能更优良。
2、架空绝缘导线的铺设方式
(1)单根常规敷设方式。这种架设方式就是采用目前裸导线的常规水泥电杆、铁附件及陶瓷绝缘子配件,按裸体导线架设方式进行架设,比较适合于老线路进行改造和走廊较充分的区域。
(2)单根敷设采用特制的绝缘支架把导线悬挂,这种方式可增加架设的回路数,节省线路走廊,降低线路单位造价。
目前,绝缘导线已经在配电网中逐步推广使用,但存在的问题也不少,尤其是架空绝缘导线线路的防雷更是人们的关注焦点。因此,对绝缘导线的适用区域提出以下建议。
1、城市配电网可较大规模使用
城市配电网往往离变电站较近,为了防止近区短路产生线路混线,解决架空线路与建筑物安全距离以及城市(镇)道路绿化管理的矛盾,建议可以在城市配网中大规模推广使用(政府城市管理部门要求改成电缆线路的例外)。同时城郊结合部和较大的农村集镇,根据当地雷击线路事故统计,雷击概率较低的地区也可采用。
2、 局部穿越树林﹑竹林时可采用在农村及部分山区,线路难以避免地要穿越树林、竹林时,可局部选用绝缘导线,但不宜在农村较空旷处、多雷区全线使用架空绝缘导线。线路路径选择时,也不宜选择容易遭受雷击的山脊或较高地势的山地。
3、同杆多回路架空线路
在线路信道比较紧张地区采用同杆多回路架空线路时,建议较低位置的线路采用绝缘导线,而较高位置的线路采用裸导线,以降低雷击事故的发生。
3架空绝缘导线的设计与施工
3.1 绝缘导线的有关设计
绝缘导线加上绝缘层以后,导线的散热较差,其载流能力差不多比裸导线低一个档次。因此,设计选型时,绝缘导线要选大一档。同时,耐张线夹直接夹在导线绝缘子上,为防止导线拉力过大,使绝缘层产生裂纹或退皮,一般绝缘导线的最大使用应力均取用41N/mm2左右。
架空绝缘线路的导线排列与裸导线线路基本相同,可分为:三角、垂直、水平以及多回路同杆架设。架空绝缘线路的档距应控制在50m为宜。
由于架空绝缘导线有良好的绝缘性能,因此相间距离比裸导线线路要小,但垂直、三角排列的相间距离不小于0.3m;水平排列的相间距离不小于0.4m。同杆架设的两回路线路垂直距离及水平距离不小于0.5m。跨接搭头、引下线与邻相的过引线及低压线路的净空距离,以及架空绝缘导线与电杆拉线或构架的净空距离不小于0.2m。
3.2 绝缘导线的施工要点
1、绝缘线的连接
绝缘线的连接不允许缠绕,绝缘导线尽可能不要在档距内连接,可在耐张杆跳线时连接。如果确实要在档距内连接,在一个档距内,每根导线不能超过一个承接头。接头距导线的固定点,不应小于0.5m。不同金属、不同规格、不同绞向的绝缘线严禁在档距内做承力连接。绝缘导线的连接点应使用绝缘罩或自粘绝缘胶带进行包扎。
2、绝缘导线的弧垂
导线架设后考虑到塑性伸长率对弧垂的影响,应采用减少弧垂法补偿,弧垂减少的百分数为:铝或铝合金心绝缘线20%,铜心绝缘线7%-8%。 紧线时,绝缘线不宜过牵引,线紧好后,同档内各相导线的弛度应力应求一致。
3、绝缘导线的固定
绝缘导线与绝缘子的固定采用绝缘扎线。针式或棒式绝缘子的梆扎,直线杆采用顶槽绑扎法,直线杆采用边槽梆扎法,绑扎在线路外角侧槽上。螺式绝缘子绑扎于边槽内,绝缘线与绝缘子接触部分应用绝缘自粘带缠绕。
4、绝缘导线施工架设
绝缘导线的施工架设与架空裸导线不同,它不允许导线在施工过程中对绝缘层的损伤,在施工中要注意对绝缘层的保护,尽量避免导线绝缘层和地面及杆塔附件的接触摩擦。
5、绝缘导线跨越线及引落线的搭接
绝缘导线的跨接线及引落线的连接与裸导线连接有所不同,因为绝缘导线需要专用的剥线钳,才能将绝缘层剥开,工艺比较复杂,要求比较严格。跨接线连接可采用并沟线夹或接续管进行连接。引落线可采用并沟线夹或T型线夹进行连接。同时要将接口处用绝缘罩或绝缘自粘胶胶带进行包扎。
6、普通金具与绝缘导线的配合
架空绝缘导线有专用的线路金具配件,可使线路全线绝缘。从线路造价考虑,也可用普通的配件相结合,以降低线路造价。由于绝缘导线多了一层绝缘层,线径比裸导线大,当采用普通金具时,导线固定金具和连接金具要放大型号。耐张线夹要连导线的保护层一起夹紧,防止架空绝缘导线退皮,影响其机械性能和绝缘性能。
3.3 应用中应注意的问题
在架设架空绝缘导线时,若仍按照普通架空裸导线的技术要求实施,会造成不可挽回的损失,甚至事故。如選择导线截面偏小、配套材料不符、导线的接口密封处理不当甚至无密封、线路没有预留维护检修时挂接地线的位置、防雷措施不当甚至没有防雷措施等。因此,如何正确使用架空绝缘导线,是一个非常值得关注的问题。
1、规划设计
架空绝缘线路的规划设计应与城市的总体规划相协调,如无地区配网规划,导线截面宜按20A用电负荷发展规划确定。
2、材料选型
架空绝缘导线应符合规定,按照绝缘导线的使用要求选择与其相关的配套材料,若选择不当,将会严重影响架空绝缘导线的安全使用性能,加速导线绝缘层的老化和铝导线的氧化腐蚀。
3、线路防雷
当雷击绝缘导线时,绝缘导线的绝缘层对雷电产生的电弧移动形成屏障,致使电弧的移动速度较慢,工频电弧集中在绝缘层的破坏点。当雷击破坏了绝缘导线的绝缘层后,其产生的电弧电流造成了相间短路。由于电弧部位被固定,绝缘导线发生雷击后比裸导线更容易烧断。此外,线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或爆裂,甚至造成导线熔断等事故。因此,可以通过以下措施来进行防雷。
(1)在架空绝缘导线上方安装相应的避雷线;线路上的绝缘子采用针式、支柱复合绝缘子。
(2)在重雷区,在线路上每隔约150m安装一组避雷器;在居民区内的钢筋混凝土电杆、铁杆应接地,接地电阻均不应超过30Ω,带承力线的架空绝缘配电线路其承力线应接地,接地电阻不应大于30Ω。
(3)在线路绝缘子附近的绝缘导线上安装穿刺型防弧金具。
4 结论
架空绝缘导线具有埋地电力电缆的一些优点,但造价比埋地电力电缆造价低得多,不到埋地电力电缆的1/2。而与架空裸导线相比,中压线路约高出一倍,低压线路约高出25%。而绝缘架空线路的运行费用比架空裸导线略低,还可以减少停电造成的损失,较大地提高供电可靠性。
随着社会发展的需要,用绝缘导线代替裸导线是配电线路的技术跨越和必然趋势,可大大减少人身触电伤亡及相间短路与外来物体造成的短路事故,提高供电可靠率,实现配电网绝缘化。
参考文献
[1]朱志阳.浅谈10kV架空绝缘导线在配电网中的应用[J].科技资讯,2010年06期。
[2]张国林.架空绝缘导线在10kV配电网改造中的应用[J].西北煤炭,2007年03期。
[3] 张宇.架空绝缘导线在配电网中的应用[J].电大理工,2010年02期。
关键词:配电线路,架空绝缘导线,应用
Abstract: with the rapid development of distribution circuit, the power supply area was covered in trees, serious corrosion, typhoon, and many other factors, make distribution circuit reliability is facing new problems. By nature to distribution circuit consisting of this or that threatens to produce a division insulation material of built on stilts. Through expounding the main characteristics of the overhead the insulation material, the application area and in the design and construction of the problems to be pay attention to, reflected in the current aerial insulation wire distribution circuit application advantages.
Keywords: power distribution lines and aerial insulation wire, applications
中图分类號:TU74文献标识码:A 文章编号:
架空绝缘导线是指单层或多层铝股线绞合在上面挤制绝缘层的导线。所谓架空线是相对电缆说的,就是由杆塔将导线架设在一定高度传输电能的线路。对于高压输配电网架空线的对地绝缘一般是靠空气的,之前的配电线路(10kV以下除380V)一般也采用裸导线,但由于市区配电环境复杂,常常发生短路接地及雷击线路的情况,导致供电可靠性降低,所以目前一般10kV以下架空线路都采用绝缘导线(即导线外层包裹绝缘层),这就是所谓的绝缘架空线。
架空配电线路采用绝缘导线代替裸导线是配电网建设与改造中的一项新技术。它具有地埋电缆的一系列优点,又能克服架空裸导线的许多缺点,能解决常规裸导线在运行过程中遇到的一些难题,且价格较地埋电缆便宜很多,因此在配电网的建设中有一定的发展前途。
1架空绝缘导线的主要特点
根据实际使用和现场经验,可以看出架空绝缘导线有以下一些优点:
(1)有利于改善和提高配电系统的安全可靠性,大大减少人身触电伤亡危险,绝缘导线可以防止外物引起的相间短路,减少合杆线路作业时的停电次数,减少维护工作量,提高了线路的供电利用率;
(2)有利于城镇建设和绿化工作,减少线路沿线树木的修剪量;可以简化线路杆塔结构,甚至可沿墙敷设,既节约了线路材料,又美化了城市街道;便于高压深入负荷中心,以提高电压质量、减少电能损耗;
(3)节约了架空线路所占用的空间,便于架空线路在狭小通道内穿越;缩小了线路走廊,与架空裸线相比较,线路走廊可缩小1/2;节约线路电能损失,降低电压损失,线路电抗仅为普通裸导线线路电抗的1/3;减少导线腐蚀,因而相应提高线路的使用寿命和配电可靠性;
(4)降低线路的重力要求,减少配合件的投资,降低了工人架线时劳动强度;降低了对线路支持件的绝缘要求,提高同杆线路回路数;
(5)由于线路技术状况的提高,减少了维修工作量,延长了检修周期,减少了因检修而停电的时间。
但架空绝缘导线的允许载流量比裸导线小,因为加上塑料层以后,导线的散热较差,架空绝缘导线通常造型时应比平时提高一个档次,如原来配70mm2的导线,则要配到95mm2。架空绝缘导线的线径较大,又加上塑料外皮,线径比同型截面钢芯铝绞线大一个档次。
2架空绝缘导线的规格及适用区域
2.1 架空绝缘导线的规格及铺设
1、架空绝缘导线的规格
(1)线心。架空绝缘导线有铝心和铜心两种。在配电网中,铝心应用比较多,主要是铝材比较轻,而且较便宜,对线路连接件和支持件的要求低,加上原有的配电网也以钢心铝绞线为主,选用铝心线便于原有网络的连接。在实际使用中也多选用铝心线。铜心线主要是作为变压器及开关设备的引下线。
(2)绝缘材料。架空绝缘导线的绝缘保护层有厚绝缘(3.4mm)和薄绝缘(2.5mm)两种。厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触,薄绝缘的只允许与树木短时接触。绝缘保护层又分为交联聚乙烯和轻型聚乙烯,交联聚乙烯的绝缘性能更优良。
2、架空绝缘导线的铺设方式
(1)单根常规敷设方式。这种架设方式就是采用目前裸导线的常规水泥电杆、铁附件及陶瓷绝缘子配件,按裸体导线架设方式进行架设,比较适合于老线路进行改造和走廊较充分的区域。
(2)单根敷设采用特制的绝缘支架把导线悬挂,这种方式可增加架设的回路数,节省线路走廊,降低线路单位造价。
目前,绝缘导线已经在配电网中逐步推广使用,但存在的问题也不少,尤其是架空绝缘导线线路的防雷更是人们的关注焦点。因此,对绝缘导线的适用区域提出以下建议。
1、城市配电网可较大规模使用
城市配电网往往离变电站较近,为了防止近区短路产生线路混线,解决架空线路与建筑物安全距离以及城市(镇)道路绿化管理的矛盾,建议可以在城市配网中大规模推广使用(政府城市管理部门要求改成电缆线路的例外)。同时城郊结合部和较大的农村集镇,根据当地雷击线路事故统计,雷击概率较低的地区也可采用。
2、 局部穿越树林﹑竹林时可采用在农村及部分山区,线路难以避免地要穿越树林、竹林时,可局部选用绝缘导线,但不宜在农村较空旷处、多雷区全线使用架空绝缘导线。线路路径选择时,也不宜选择容易遭受雷击的山脊或较高地势的山地。
3、同杆多回路架空线路
在线路信道比较紧张地区采用同杆多回路架空线路时,建议较低位置的线路采用绝缘导线,而较高位置的线路采用裸导线,以降低雷击事故的发生。
3架空绝缘导线的设计与施工
3.1 绝缘导线的有关设计
绝缘导线加上绝缘层以后,导线的散热较差,其载流能力差不多比裸导线低一个档次。因此,设计选型时,绝缘导线要选大一档。同时,耐张线夹直接夹在导线绝缘子上,为防止导线拉力过大,使绝缘层产生裂纹或退皮,一般绝缘导线的最大使用应力均取用41N/mm2左右。
架空绝缘线路的导线排列与裸导线线路基本相同,可分为:三角、垂直、水平以及多回路同杆架设。架空绝缘线路的档距应控制在50m为宜。
由于架空绝缘导线有良好的绝缘性能,因此相间距离比裸导线线路要小,但垂直、三角排列的相间距离不小于0.3m;水平排列的相间距离不小于0.4m。同杆架设的两回路线路垂直距离及水平距离不小于0.5m。跨接搭头、引下线与邻相的过引线及低压线路的净空距离,以及架空绝缘导线与电杆拉线或构架的净空距离不小于0.2m。
3.2 绝缘导线的施工要点
1、绝缘线的连接
绝缘线的连接不允许缠绕,绝缘导线尽可能不要在档距内连接,可在耐张杆跳线时连接。如果确实要在档距内连接,在一个档距内,每根导线不能超过一个承接头。接头距导线的固定点,不应小于0.5m。不同金属、不同规格、不同绞向的绝缘线严禁在档距内做承力连接。绝缘导线的连接点应使用绝缘罩或自粘绝缘胶带进行包扎。
2、绝缘导线的弧垂
导线架设后考虑到塑性伸长率对弧垂的影响,应采用减少弧垂法补偿,弧垂减少的百分数为:铝或铝合金心绝缘线20%,铜心绝缘线7%-8%。 紧线时,绝缘线不宜过牵引,线紧好后,同档内各相导线的弛度应力应求一致。
3、绝缘导线的固定
绝缘导线与绝缘子的固定采用绝缘扎线。针式或棒式绝缘子的梆扎,直线杆采用顶槽绑扎法,直线杆采用边槽梆扎法,绑扎在线路外角侧槽上。螺式绝缘子绑扎于边槽内,绝缘线与绝缘子接触部分应用绝缘自粘带缠绕。
4、绝缘导线施工架设
绝缘导线的施工架设与架空裸导线不同,它不允许导线在施工过程中对绝缘层的损伤,在施工中要注意对绝缘层的保护,尽量避免导线绝缘层和地面及杆塔附件的接触摩擦。
5、绝缘导线跨越线及引落线的搭接
绝缘导线的跨接线及引落线的连接与裸导线连接有所不同,因为绝缘导线需要专用的剥线钳,才能将绝缘层剥开,工艺比较复杂,要求比较严格。跨接线连接可采用并沟线夹或接续管进行连接。引落线可采用并沟线夹或T型线夹进行连接。同时要将接口处用绝缘罩或绝缘自粘胶胶带进行包扎。
6、普通金具与绝缘导线的配合
架空绝缘导线有专用的线路金具配件,可使线路全线绝缘。从线路造价考虑,也可用普通的配件相结合,以降低线路造价。由于绝缘导线多了一层绝缘层,线径比裸导线大,当采用普通金具时,导线固定金具和连接金具要放大型号。耐张线夹要连导线的保护层一起夹紧,防止架空绝缘导线退皮,影响其机械性能和绝缘性能。
3.3 应用中应注意的问题
在架设架空绝缘导线时,若仍按照普通架空裸导线的技术要求实施,会造成不可挽回的损失,甚至事故。如選择导线截面偏小、配套材料不符、导线的接口密封处理不当甚至无密封、线路没有预留维护检修时挂接地线的位置、防雷措施不当甚至没有防雷措施等。因此,如何正确使用架空绝缘导线,是一个非常值得关注的问题。
1、规划设计
架空绝缘线路的规划设计应与城市的总体规划相协调,如无地区配网规划,导线截面宜按20A用电负荷发展规划确定。
2、材料选型
架空绝缘导线应符合规定,按照绝缘导线的使用要求选择与其相关的配套材料,若选择不当,将会严重影响架空绝缘导线的安全使用性能,加速导线绝缘层的老化和铝导线的氧化腐蚀。
3、线路防雷
当雷击绝缘导线时,绝缘导线的绝缘层对雷电产生的电弧移动形成屏障,致使电弧的移动速度较慢,工频电弧集中在绝缘层的破坏点。当雷击破坏了绝缘导线的绝缘层后,其产生的电弧电流造成了相间短路。由于电弧部位被固定,绝缘导线发生雷击后比裸导线更容易烧断。此外,线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或爆裂,甚至造成导线熔断等事故。因此,可以通过以下措施来进行防雷。
(1)在架空绝缘导线上方安装相应的避雷线;线路上的绝缘子采用针式、支柱复合绝缘子。
(2)在重雷区,在线路上每隔约150m安装一组避雷器;在居民区内的钢筋混凝土电杆、铁杆应接地,接地电阻均不应超过30Ω,带承力线的架空绝缘配电线路其承力线应接地,接地电阻不应大于30Ω。
(3)在线路绝缘子附近的绝缘导线上安装穿刺型防弧金具。
4 结论
架空绝缘导线具有埋地电力电缆的一些优点,但造价比埋地电力电缆造价低得多,不到埋地电力电缆的1/2。而与架空裸导线相比,中压线路约高出一倍,低压线路约高出25%。而绝缘架空线路的运行费用比架空裸导线略低,还可以减少停电造成的损失,较大地提高供电可靠性。
随着社会发展的需要,用绝缘导线代替裸导线是配电线路的技术跨越和必然趋势,可大大减少人身触电伤亡及相间短路与外来物体造成的短路事故,提高供电可靠率,实现配电网绝缘化。
参考文献
[1]朱志阳.浅谈10kV架空绝缘导线在配电网中的应用[J].科技资讯,2010年06期。
[2]张国林.架空绝缘导线在10kV配电网改造中的应用[J].西北煤炭,2007年03期。
[3] 张宇.架空绝缘导线在配电网中的应用[J].电大理工,2010年02期。