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[摘要]通过对大武口区供电局线损率、经济性以及集束导线的应用现状的分析,提出了集束绝缘导线在农网完善工程中应用前景。
[关键词]集束导线 节能 应用 安全可靠性
1 概述
从上世纪80年代开始,国外一些国家就开始研制集束导线结构,如法国电力公司开发的绝缘导线束系统(ABC系统),是以零线为中心,将三项导线围绕在其周围绞合而成,截止到目前以有80多国家试验和推广集束导线。
我国从上世纪90年代开始着手研制,于1992年研制成功。与国外类似产品不同的是四根有防老化绝缘的导线相互绞合连接在一起,从断面看,4根导线成正方形堆成布置或以零线为中心3根堆成三角形布置。与国外类似产品单股绞合导线束相比,具有生产工艺简单、机械强度大、绝缘层坚固、防树害能力增强、窃电率下降、线路损耗较低,线损率在5%～10%之间、施工简便、省时省工、节省安装费用;组合抗拉断力强、安全性高、防窃电、防漏电;减少横担和瓷瓶,降低杆塔高度,节约有色金属等优点。
集束导线几种结构方式如图1所示。
2 集束导线在大武口区农网完善工程中的应用
大武口区供电局农网完善改造经过两年来,对树木较多、窃电严重的村中及冬季温棚新架和改造集束导线约45.6km,广泛把集束导线应用在农网完善工程中,事故次数减少,报修率减少,窃电行为降低,效果显著。用集束导线整治后的线路要达到“安全、美观、经济、规范、防盗”,以改过去裸导线工艺较差、事故报修次数频繁、线损高、盗窃电量时有发生、私拉乱接较为严重的现象,也改变了以往架空线路需要砍伐大量树木,解决了树线矛盾。
集束导线模式结构,主干线、分支线路均可采用三相四线制供电方式,也可在施工中将每个计量三相四线均匀分配,使零线电流降到最低。由于三相四线制集束线一直延伸到表箱,因此可将分散的单相负载重组为比较对称的三相负载,解决了以往低压配网受地域布局影响导致三相负载不平衡的难题,提高了电压质量。应用集束导线进行农网改造后的工程,低压线损率均能控制在10%以下,如果及时调整负荷平衡,线损一般能控制在5%～9%之间,大大降低农村低压线损率。
由于集束导线将三相电引入了电表箱,解决了客户需要三相电必须从中心架线问题,减少中间环节,即为客户、家庭使用三相电设备提供了方便,又为新农村电气化建设和家电下乡经济发展提供了可靠的电力保障。
在以往的大武口区供电局农网改造过程中,一个台区的10kV主线、0.4kV和0.2kV线路都使用裸导线。钢芯铝导线是农村架空线路应用最多、最广的导线,它的特点是:重量轻、价格低;缺点是导电率、机械强度较低,抗氧化性和腐蚀性能差,安全性差,运行中钢芯铝导线表面已形成氧化铝薄膜,使接头的接触电阻增大。而集束导线是用绝缘材料两条筋把各条绝缘导线连接在一起而构成的,是额定电压1kV及以下架空绝缘电缆的一种,也是近几年刚刚推广,应用的一种新型绝缘导线。由于截面积较小,目前只能使用农村低压配电线路。
3 集束导线的主要特点及当前存在问题
3.1集束导线的主要特点
(1)线路阻抗小,约0.1Ω/km是裸导线线路阻抗的1/5,可以减少线路电压损耗。例如LGJ-50(裸导线)导线线路的电压损耗为5%,同样负荷使用相同界面的集束导线其电压损耗仅为4.2%,下降约0.76个百分点,对改进后电压质量有明显提高。但集束导线还没有JKLGYJS-4×50/6mm2以上的导线,不适应10kV线路应用。
(2)集束导线在农村改造中,线路结构简单,使用的金具类型能将集束导线悬垂线夹和集束导线悬垂抱箍就可安装,施工和维护运行方便、简单。但也存在强度不够,档距一般为50m,用的砼杆较多。
(3)集束导线在农网改造中,占用空间少,占用面积少,便于狭窄街道的使用。与树木接近时,无需伐树和修剪,既美观、经济,又安全、防盗。但是在天气寒冷时,集束导线变硬,施工难度大。
(4)集束导线由于外面包着一层绝缘层,抗氧化性、抗腐蚀性能力增强,可用较低的电杆,也可以沿墙明敷、地埋敷设、混合敷设。
(5)集束导线在大武口区供电局农网改造中,减少触电伤亡,能够有效地防止窃电,便于维护,也可带电作业,在雷雨天气可以造成较小损失,事故率为裸导线的1/5,供电可靠性大大提高。
(6)集束导线可以在分支线路用4×6mm2或4×10mm2的导线构成三相线路供电,使用户三相比较均匀的分配,使三相负荷比较平均,从而降低了线损。
3.2集束导线在新农村电气化建设中存在的问题
(1)线路清障不易,加上政府在农村大面积开展植树造林,但是有的地区和个人,不顾实际电力设施导线架设情况,线下种树,线下建房,线下开办修理部,遇到大风天气,树枝碰线,修理用过的锡箔纸飞到裸导线上,造成开关跳闸,大面积停电,甚至造成人员触电伤亡,直接影响供电可靠性和线路安全运行。给供电部门报修人员带来极大不便,也使供电部门增加了维护线路费用,带来了许多不必要的麻烦。
(2)有的用户为了眼前的利益,不经供电部门许可,也不采取任何保护措施,违规在裸导线下“挂灯笼”,这种现象屡见不鲜。这不但是窃电,同时也大大增加了人员触电率,给自身和他人的生命带来了不安全因素。而从集束导线的特点我们可以看出,若采取集束导线架设低压线路不仅可以有效解决了当前农村这种问题,而且在供电的安全可靠性上大大地超越裸导线架空线路。尤其是在农村、树木茂密的村庄、道路狭窄的小巷、雷雨多发山区,可以将由外界因素引发的事故降低到最低限度。
4 集束导线与裸导线的经济比较
4.1两种线路的比较
表1为崇岗九泉村农网规划的两种线路的材料价格及综合投资费用比较。
从以上投资费用表可以看出,集束导线的优点、人工费较低,但导线本身费用偏高,线路造价比为4327元/km。以上计算未考虑集束导线线路沿墙敷设和混合敷设,少使用电杆的效果。如果在条件允许的前提上,将集束导线沿墙敷设和混合敷设,则线路的总投资会大大降低。平均每千米线路降低投资可能与裸导线的更接近、持平,甚至还要低,这要根据节约电杆的数量而定。若有50%的线路不用电杆,两者的综合造价可能持平。
4.2采用集束导线可降低线损
从理论上看,如果将单相220V线路改造为三相380V线路,则线路上线损将明显下降,此外,由于主干线上负荷比较平均,使得主干线上的线损也有所降低,三相四线制与单相二线制线路,在符合线路长度,金属耗量相同的情况下,其线损理论分析见表2。
由理论线损比较表2可知,把单相线路改造三相线台区抄回资料分析来看,低压台区线损中,支线、干线中的损耗大约各台区降低到59%,由此可以推论:一是大武口区供电局温棚台区的分支全部是单相220V线路,则采用集束导线全部改为三相380V线路后,线损可以降到33%;二是崇岗九泉温棚台区分支线单相220V线路和三相380V线路各占一半,改造后,台区的总功率损耗为前者的83%,即线损下降17%,在相同界面下采用两芯集束导线的载流量比常规裸导线提高19%,采用三相四线制载流量提高了14%。由于实际情况比较复杂,分支线路节能效果未必能达到预期效果。
5 结束语
随着智能化电网和科学技术突飞猛进的发展,集束导线越来越多的应用到农村低压线路中来,集束导线是一种新型的低压导线,越来越多的被人们青睐,它的电抗和电纳分别为常规绝缘导线的0.21～0.34倍。在农村低压线路改造中应用集束导线更趋于合理,方便地解决了农村树线矛盾和多供少损问题,工程造价与常规绝缘导线相比降低了13%～16%,线损降低为16个百分点,是当今农村配网改造探索的一条新路子,值得推广。
经过两年来,大武口区供电局对崇岗供电所九泉村温棚台区、大武口乡供电所温棚、崇岗长胜温棚、下庙供电所养殖场和隆湖温棚台区低压线路改造为集束导线与裸导线相比,供电可靠,美观适用,科学合理,节约成本,有效防止窃电行为的发生;从根本上解决了农村树线矛盾的问题,提高经济运行效益,使运行维护更加经济方便,集束更加先进。虽然在线路造价上略高,单股集束线和裸导线同比降损节能59%,在经济运行费用上可以做到与裸导线相当或略低,台区安全性大大提高,减少树害造成线路跳闸26次/年,报修次数下降26次。据统计三个地区在使用裸导线时盗窃电量为25624kW·h,采用集束导线后,三个地区窃电量为231kW·h。如果在大武口区供电局管辖的六个供电所的低压配电线路上全部应用集束导线,将会收到显著效果。
[关键词]集束导线 节能 应用 安全可靠性
1 概述
从上世纪80年代开始,国外一些国家就开始研制集束导线结构,如法国电力公司开发的绝缘导线束系统(ABC系统),是以零线为中心,将三项导线围绕在其周围绞合而成,截止到目前以有80多国家试验和推广集束导线。
我国从上世纪90年代开始着手研制,于1992年研制成功。与国外类似产品不同的是四根有防老化绝缘的导线相互绞合连接在一起,从断面看,4根导线成正方形堆成布置或以零线为中心3根堆成三角形布置。与国外类似产品单股绞合导线束相比,具有生产工艺简单、机械强度大、绝缘层坚固、防树害能力增强、窃电率下降、线路损耗较低,线损率在5%～10%之间、施工简便、省时省工、节省安装费用;组合抗拉断力强、安全性高、防窃电、防漏电;减少横担和瓷瓶,降低杆塔高度,节约有色金属等优点。
集束导线几种结构方式如图1所示。
2 集束导线在大武口区农网完善工程中的应用
大武口区供电局农网完善改造经过两年来,对树木较多、窃电严重的村中及冬季温棚新架和改造集束导线约45.6km,广泛把集束导线应用在农网完善工程中,事故次数减少,报修率减少,窃电行为降低,效果显著。用集束导线整治后的线路要达到“安全、美观、经济、规范、防盗”,以改过去裸导线工艺较差、事故报修次数频繁、线损高、盗窃电量时有发生、私拉乱接较为严重的现象,也改变了以往架空线路需要砍伐大量树木,解决了树线矛盾。
集束导线模式结构,主干线、分支线路均可采用三相四线制供电方式,也可在施工中将每个计量三相四线均匀分配,使零线电流降到最低。由于三相四线制集束线一直延伸到表箱,因此可将分散的单相负载重组为比较对称的三相负载,解决了以往低压配网受地域布局影响导致三相负载不平衡的难题,提高了电压质量。应用集束导线进行农网改造后的工程,低压线损率均能控制在10%以下,如果及时调整负荷平衡,线损一般能控制在5%～9%之间,大大降低农村低压线损率。
由于集束导线将三相电引入了电表箱,解决了客户需要三相电必须从中心架线问题,减少中间环节,即为客户、家庭使用三相电设备提供了方便,又为新农村电气化建设和家电下乡经济发展提供了可靠的电力保障。
在以往的大武口区供电局农网改造过程中,一个台区的10kV主线、0.4kV和0.2kV线路都使用裸导线。钢芯铝导线是农村架空线路应用最多、最广的导线,它的特点是:重量轻、价格低;缺点是导电率、机械强度较低,抗氧化性和腐蚀性能差,安全性差,运行中钢芯铝导线表面已形成氧化铝薄膜,使接头的接触电阻增大。而集束导线是用绝缘材料两条筋把各条绝缘导线连接在一起而构成的,是额定电压1kV及以下架空绝缘电缆的一种,也是近几年刚刚推广,应用的一种新型绝缘导线。由于截面积较小,目前只能使用农村低压配电线路。
3 集束导线的主要特点及当前存在问题
3.1集束导线的主要特点
(1)线路阻抗小,约0.1Ω/km是裸导线线路阻抗的1/5,可以减少线路电压损耗。例如LGJ-50(裸导线)导线线路的电压损耗为5%,同样负荷使用相同界面的集束导线其电压损耗仅为4.2%,下降约0.76个百分点,对改进后电压质量有明显提高。但集束导线还没有JKLGYJS-4×50/6mm2以上的导线,不适应10kV线路应用。
(2)集束导线在农村改造中,线路结构简单,使用的金具类型能将集束导线悬垂线夹和集束导线悬垂抱箍就可安装,施工和维护运行方便、简单。但也存在强度不够,档距一般为50m,用的砼杆较多。
(3)集束导线在农网改造中,占用空间少,占用面积少,便于狭窄街道的使用。与树木接近时,无需伐树和修剪,既美观、经济,又安全、防盗。但是在天气寒冷时,集束导线变硬,施工难度大。
(4)集束导线由于外面包着一层绝缘层,抗氧化性、抗腐蚀性能力增强,可用较低的电杆,也可以沿墙明敷、地埋敷设、混合敷设。
(5)集束导线在大武口区供电局农网改造中,减少触电伤亡,能够有效地防止窃电,便于维护,也可带电作业,在雷雨天气可以造成较小损失,事故率为裸导线的1/5,供电可靠性大大提高。
(6)集束导线可以在分支线路用4×6mm2或4×10mm2的导线构成三相线路供电,使用户三相比较均匀的分配,使三相负荷比较平均,从而降低了线损。
3.2集束导线在新农村电气化建设中存在的问题
(1)线路清障不易,加上政府在农村大面积开展植树造林,但是有的地区和个人,不顾实际电力设施导线架设情况,线下种树,线下建房,线下开办修理部,遇到大风天气,树枝碰线,修理用过的锡箔纸飞到裸导线上,造成开关跳闸,大面积停电,甚至造成人员触电伤亡,直接影响供电可靠性和线路安全运行。给供电部门报修人员带来极大不便,也使供电部门增加了维护线路费用,带来了许多不必要的麻烦。
(2)有的用户为了眼前的利益,不经供电部门许可,也不采取任何保护措施,违规在裸导线下“挂灯笼”,这种现象屡见不鲜。这不但是窃电,同时也大大增加了人员触电率,给自身和他人的生命带来了不安全因素。而从集束导线的特点我们可以看出,若采取集束导线架设低压线路不仅可以有效解决了当前农村这种问题,而且在供电的安全可靠性上大大地超越裸导线架空线路。尤其是在农村、树木茂密的村庄、道路狭窄的小巷、雷雨多发山区,可以将由外界因素引发的事故降低到最低限度。
4 集束导线与裸导线的经济比较
4.1两种线路的比较
表1为崇岗九泉村农网规划的两种线路的材料价格及综合投资费用比较。
从以上投资费用表可以看出,集束导线的优点、人工费较低,但导线本身费用偏高,线路造价比为4327元/km。以上计算未考虑集束导线线路沿墙敷设和混合敷设,少使用电杆的效果。如果在条件允许的前提上,将集束导线沿墙敷设和混合敷设,则线路的总投资会大大降低。平均每千米线路降低投资可能与裸导线的更接近、持平,甚至还要低,这要根据节约电杆的数量而定。若有50%的线路不用电杆,两者的综合造价可能持平。
4.2采用集束导线可降低线损
从理论上看,如果将单相220V线路改造为三相380V线路,则线路上线损将明显下降,此外,由于主干线上负荷比较平均,使得主干线上的线损也有所降低,三相四线制与单相二线制线路,在符合线路长度,金属耗量相同的情况下,其线损理论分析见表2。
由理论线损比较表2可知,把单相线路改造三相线台区抄回资料分析来看,低压台区线损中,支线、干线中的损耗大约各台区降低到59%,由此可以推论:一是大武口区供电局温棚台区的分支全部是单相220V线路,则采用集束导线全部改为三相380V线路后,线损可以降到33%;二是崇岗九泉温棚台区分支线单相220V线路和三相380V线路各占一半,改造后,台区的总功率损耗为前者的83%,即线损下降17%,在相同界面下采用两芯集束导线的载流量比常规裸导线提高19%,采用三相四线制载流量提高了14%。由于实际情况比较复杂,分支线路节能效果未必能达到预期效果。
5 结束语
随着智能化电网和科学技术突飞猛进的发展,集束导线越来越多的应用到农村低压线路中来,集束导线是一种新型的低压导线,越来越多的被人们青睐,它的电抗和电纳分别为常规绝缘导线的0.21～0.34倍。在农村低压线路改造中应用集束导线更趋于合理,方便地解决了农村树线矛盾和多供少损问题,工程造价与常规绝缘导线相比降低了13%～16%,线损降低为16个百分点,是当今农村配网改造探索的一条新路子,值得推广。
经过两年来,大武口区供电局对崇岗供电所九泉村温棚台区、大武口乡供电所温棚、崇岗长胜温棚、下庙供电所养殖场和隆湖温棚台区低压线路改造为集束导线与裸导线相比,供电可靠,美观适用,科学合理,节约成本,有效防止窃电行为的发生;从根本上解决了农村树线矛盾的问题,提高经济运行效益,使运行维护更加经济方便,集束更加先进。虽然在线路造价上略高,单股集束线和裸导线同比降损节能59%,在经济运行费用上可以做到与裸导线相当或略低,台区安全性大大提高,减少树害造成线路跳闸26次/年,报修次数下降26次。据统计三个地区在使用裸导线时盗窃电量为25624kW·h,采用集束导线后,三个地区窃电量为231kW·h。如果在大武口区供电局管辖的六个供电所的低压配电线路上全部应用集束导线,将会收到显著效果。