架空绝缘导线常见问题分析

架空绝缘导线常见问题分析 作者黄才锋 工作单位宁海县供电局 摘要有关文件规定,“城市低压电网要积极推广和采用架空绝缘电缆(俗称架空绝缘导线),今后配网中逐步以架空绝缘电缆更换架空裸线“。1993年国家颁发额定电压10 kV、35 kV架空绝缘电缆标准,1996年颁发架空绝缘线配电线路设计技术规程标准。国家标准和行业标准的出台,推动了配电架空线路绝缘化工作的发展。架空绝缘线推广10多年来,其优点是显著的,随着配电架空线路绝缘化率的提高,配电线路的供电可靠性不断提高,线路的故障率下降;
有效解决了城市绿化中的树线戏剧矛盾,美化了城市景观;
提高了线路通道的利用率;
防止了环境污秽对导线的直接影响;
并具有良好的社会效益和经济效益。但是,根据本人近几年的实践经验,发现在近几年安装运行中,架空绝缘线存在遭受雷害多,导线容易进水氧化等问题,由此引起断导线事故较多。由于宁海地区雷电活动较为频繁,对此有必要进行分析原因制定对策,积极采取措施,不断改进,以提高架空绝缘线路安装、运行水平。

问题之一雷害事故较多 架空绝缘线遭受雷害事故明显比架空裸线多,雷害损害情况比较严重。绝缘导线雷击后,常常发生点断式的导线断裂,导线落在地上或其他构件上,由于有良好的绝缘性能,不容易产生短路或接地,但有的有放电现象,这对运行的设备和人身造成很大的危险。从事故现场看,断线故障点大多发生在绝缘支持点500 mm以内,或者在耐张和支出搭头处。绝缘架空线雷害事故比较严重的主要原因,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,且很难沿绝缘导线表皮释放;
二是绝缘导线遭受雷击后的电磁机理特殊,造成雷击断线较多。架空裸线雷击时,引起闪络事故,是在工频续流的电磁力作用下,电弧会沿着导线(导体)滑移,电弧滑动中释放能量,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,而架空绝缘线的绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,电荷集中在击穿点放电,在断路器动作之前烧断导线,所以绝缘导线的雷击断线故障率明显高于裸导线。

主要对策为防止低压架空绝缘线的雷害事故,采取线路过电压保护措施,如安装避雷器、保护间隙等。

现在我们普遍采用金属氧化物避雷器。避雷器是通过吸收雷电放电能量,限制配电线路的感应过电压,达到保护的目的。其过电压保护性能良好,广泛应用于电气线路(设备)的过电压保护,由于避雷器有效保护距离是有限的,所以在全线架空绝缘线路上,安装避雷器存在着安装密度问题。

通过日常施工实践表明,避雷器的安装密度增加,线路感应过电压的事故下降。若线路的每基杆塔均安装避雷器,对防止直击雷和感应过电压事故是最理想的,按平均档距50m计,每千米应安装20组避雷器,因此,安装避雷器和加装接地装置需要投入大量资金,运行维护工作量也很大,且避雷器故障和预防性试验将引起线路停电,是不经济的也没有必要。

从理论计算看,一般的配电线路导线平均高度h在812.5m,按照年平均雷暴日数为40的多雷地区,百千米遭受雷击次数为N 40rh,r为每一雷日每平方千米对地落雷次数,在一般情况下取r 0.015,计算结果,每百千米年遭受雷击次数为4.87.5。

笔者查阅相关资料认为,单纯限制雷电感应过电压事故,每相避雷器的安装密度为200360 m。

2 问题之二,进水氧化 绝缘导线由于其结构和安装条件,造成容易进水且不挥发。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。由于环境污染水带有酸性,与铝产生氧化反应生成白色粉末,这类氧化物在电场的作用下加速对导线的腐蚀,使导线强度降低,出现鼓肚现象,甚至发生断线,缩短了导线寿命。造成进水的主要原因,一是安装中发生破皮末作封堵,长期进水;
二是验收、保管不善,未作封头处理,进水在现场施工中多次发现,安装前导线被氧化的情况;
三是施工,运行受外力破坏绝缘层进水。

主要对策为 厂家应研制阻水型架空绝缘线,新产品已有上市,能否完全阻水有待运行检验;

严格按规程设计,验收,认真做好防水封堵,发现装置违章立即整改;

严格把好产品验收关,妥善保管,封好露头;

加强运行监视,发现阶段鼓肚现象,立即组织抽检和处理。

3 问题之三,导线安装不当 在绝缘线的安装、运行中发现,由于受架空裸线安装工艺和方法的影响,存在许多不当之处,造成进水、导线从线夹中滑出、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 耐张线夹选用、安装不当。选用螺栓型的耐张线夹,不剥去绝缘层就安装,或虽剥去绝缘层但未进行绝缘、防水处理。

支撑杆的T接塔头,剥去绝缘层安装,不进行绝缘、防水、屏蔽处理;
平板线夹规格选择不当。

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;
绝缘线与绝缘子接触部分没有缠绕绝缘自粘带。

接地环安装在耐张线夹的受力侧导线上,接地环安装数量不足,或不合理。根据实际经验绝缘导线采取剥去绝缘层的安装方法不可取,存在六大缺点(1)安装劳动强度大,容易损伤导线;
(2)存在密封问题,提供了可能进水点;
(3)出现一个绝缘薄弱点,电气强度下降;
(4)在受力导线上剥去绝缘层,由于绝缘层的收缩作用,剥离长度是要变化的,绝缘、防水的措施很可能被破坏;
(5)剥去绝缘层,机械强度下降,受导线振动影响,该点的导线疲劳,容易断线;
(6)剥去绝缘层,该处导线的输送容量降低,若仍按绝缘线容量控制,则出现局部发热现象。

主要对策关键需要解决绝缘线不剥皮、不破坏绝缘层的问题。选用绝绝缘线专用金具,如穿刺线夹,使用直径不小于2.5 mm的单股塑料铜线作扎线,解决不剥绝缘层安装问题。制定工艺标准,明确技术规范和操作方法,解决进水、绝缘等问题。如导线压接,用钳压对接;
耐张跳线,用钳压接线端子搭接;
T接搭接和接地环搭接,采用穿刺线夹;
收紧导线方法;
如果需要 破线的,采取绝缘、防水、屏蔽处理方法等等。

4 应当注意的问题 绝缘导线载流量比裸线大,是因为聚乙烯的热阻比空气要低,所以裸线增加绝缘层后,相当于加大表面积,在散热条件不变时,提高了载流量。

规程规定设置停电工作接地点,“在联络开关两侧,分支杆、耐张杆接头外及可能反送电的分支线点的导线上,应设置停电工作接地点。“接地点尽可能设置非承力的导线上。考虑到感应电的影响和检修方便,建议每隔400m设置接地点。在配变绝缘引下线上设置专用接地挂钩。

设计规程规定,绝缘架空线的档距有限制,“架空绝缘线路的档距不宜大于50m。“ 规程规定紧线会发生断线,“要选用塑料滑轮或套有橡胶护套的铝滑轮。滑轮直径不应小于绝缘线外径的12倍,槽深不小于绝缘线外径1.25倍,槽底部半径不小于0.75倍绝缘线外径,轮槽槽倾角为15 ℃。“绝缘线允许弯曲半径大于20倍的绝缘线外径,施工中应能做到。另外,绝缘线的同心度不好,在紧线工作中会发生断线。

关于带电作业问题。绝缘线更有利于开展带电作业,但需要研制一些新器具。

参考文献(1)架空绝缘线配电线路设计技术规程 1996年 (2)曹欣春 电力线路工程技术标准规程 2002年