近年来大规模配电网绝缘化改造,有效提高了配电线路的供电可靠性,缓解了绿化中的树线矛盾,具有良好的社会效益和经济效益。三合供电所从2004年开始使用10kV架空绝缘导线,从运行情况看,确实达到了预期的效果。但是,也带来了一些新的技术问题,主要是雷击断线及导线进水氧化断线问题十分突出。2009-2010年,在我所管辖的架空绝缘线路中就发生了2起绝缘线路断线事故。因此,为确保架空绝缘配网的安全运行,必须妥善解决雷击断线问题,积极采取措施,以提高架空绝缘线路安装、运行水平。
一、架空绝缘导线雷击断线机理
架空线路上产生雷电过电压有两种,一种是直击雷,另一种是雷击线路附近由于电磁感应引起的感应雷过电压。配电线路的雷击中约20%为直击雷,80%为感应雷。
架空绝缘导线的雷击耐受特性与架空裸导线的物理特性明显不同:当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起闪络时,工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线移动,电弧在滑动中释放能量,且在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前,断路器动作跳闸切断电弧;对于架空绝缘导线,一是绝缘线的结构所致,绝缘导线采用半导电屏蔽和交联聚乙烯作为绝缘层,其中使用的半导体材料具有单向导电性能,在雷云对地放电的大气过电压中,很容易在绝缘导线的导体中产生感应过电压。二是在雷击过电压闪络时,瞬间电弧的电流很大但时间很短,会在架空绝缘导线绝缘层上形成击穿孔,由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点而在断路器动作之前烧断导线。由此可见,雷击过电压引起工频续流是导致架空绝缘导线雷击断线的主要原因。
二、防止绝缘导线雷击断线事故的技术措施
根据上述事故特点,经过详细分析事故原因、多方查询相关资料,我们提出了三种技术防范措施:
1.安装架空地线
架空地线的作用,主要是将幅值很大的雷电过电压转化为电流,经很低的杆塔接地电阻排泄出去,从而大幅度降低雷电过电压,使导线得到保护。但10kV配电网绝缘水平较低,雷击架空地线后极容易造成反击闪络,仍然会发生工频续流烧断绝缘导线,同时投资较大。
2.安装氧化锌避雷器
氧化锌避雷器可以感应过电压幅值,在雷击闪络后吸收放电能量,阻止工频续流起弧,达到保护导线的目的。但避雷器有效保护距离有限,安装避雷器存在着安装密度问题。经查阅资料表明,每隔三档安装避雷器,对防止直击雷和感应过电压事故是最理想的。
3、线路过电压保护器
它的防雷原理与氧化锌避雷器近似,相当于带有外间隙的氧化锌避雷器.安装时不与导线直接连结而与绝缘子并联安装,不损坏绝缘导线的主绝缘层,平时不承受运行电压,基本上免维护,使用寿命比氧化锌避雷器更长。但它仅对击穿绝缘导线的雷电过电压起作用。该装置可有效地防止架空绝缘导线雷击断线、绝缘子损坏等事故的发生,并能够有效减少因雷击引起的开关跳闸。
三、方案比较
根据所查阅资料数据,将以上三种措施进行比较如下表:
| 技术措施 | 每公里成本 | 优 点 | 缺 点 |
| 架空地线 | 1000m=6000元 | 能够有效降低线路雷电感应过电压 | 容易对线路形成反击;投资成本较高、工程量较大 |
| 氧化锌 避雷器 | 1000m=5200元 | 能够有效雷电过电压 | 保护范围较小;破坏绝缘;全线路装设,投资成本较大 |
| 线路过电压保护器 | 1000m=4800元 | 有效截断、雷电过电压;保护器动作断路器不跳闸,供电不中断;安装简单,免维护 | 保护范围较小;线路中每间隔二基至四基电杆装设,投资成本较大 |
四、绝缘导线安装不当断线问题
在绝缘线的安装、运行中发现,由于受绝缘线自身特点及安装工艺和方法的影响,存在许多不当之处,造成进水、导线振动疲劳、局部发热等,影响绝缘线的安全运行,缩短使用寿命,主要有以下几个方面:
1、当绝缘层破裂或未封头时,水通过毛细管的吸泓作用进入铝导线内,并结聚在弧垂的低处。与铝产生氧化反应加速对导线的腐蚀,使导线强度降低,出现鼓肚现象,甚至发生断线;
2、导线与绝缘子固定扎线使用金属裸线,运行中产生放电烧坏绝缘层.《架空绝缘配电线路施工及验收规程》规定:绝缘线绑扎使用直径不小于2.5MM的单股塑料铜线,同时受导线振动影响,该点的导线疲劳,容易断线;
3、在受力导线上剥去绝缘层,由于绝缘层的收缩作用,剥离长度进行变化,绝缘、防水的措施很可能被破坏;
五、导线安装不当断线主要对策
1、严格按照DL/T 601-1996《架空绝缘配电线路设计技术规程》和DL/T 602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规程》组织设计、施工、验收。
2、选用绝绝缘线专用金具。如绝缘线耐张线夹,穿刺线夹,使用直径不小于2.5 mm的单股塑料铜线作扎线。
3、制定工艺标准,明确技术规范和操作方法,解决进水、绝缘破坏等问题。如导线压接,用钳压对接;T接搭接和接地环搭接,采用穿刺线夹;绝缘导线需要破线的,采取绝缘、防水、屏蔽处理方法等下载本文