配電架空線路導(dǎo)線及配電設(shè)備選擇

程志剛

(太原供電公司，山西太原 030006)

電力是一種能源，是一種便于集中、傳輸、可控制并能轉(zhuǎn)換成其他形式的能源。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)、人民生活等方面起著重要的作用，它的利用與發(fā)展將促進國民經(jīng)濟快速發(fā)展，方便并改善人們的生活水平。電力能源由電力系統(tǒng)完成發(fā)電、升壓、降壓、傳輸將電能分配到各個電力用電單位的用電設(shè)備。電力系統(tǒng)由發(fā)機、升壓變電站、降壓變站、輸電線路、配電線路及用電設(shè)備連接構(gòu)成整體。

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)中起到輸送并分配電能的作用。架空配電網(wǎng)是城鄉(xiāng)電網(wǎng)的重要組成部分，隨著經(jīng)濟和工業(yè)生產(chǎn)迅速的發(fā)展，以及人民生活水平提高，城市硬件設(shè)施的改善，用電負荷迅速增長要求電力輸送能力提高，供電的可靠性要求更高，這就需要合理的選擇配電設(shè)備，改善配電線路提高線路可靠性并便于檢修。

配電線路由架空導(dǎo)線、接地掛環(huán)、短路故障指示器、電桿、隔離開關(guān)、柱斷路器及避雷器構(gòu)成。

為了提高配電架空線路的輸送能力和供電可靠性，這就需要合理選擇導(dǎo)線及配電設(shè)備。我們知道導(dǎo)線是用于傳導(dǎo)、輸送電能的，因此要選用的導(dǎo)線不僅要有良好的導(dǎo)電性，還要有絕緣能力，早期架空配電線路為裸導(dǎo)線，由于樹枝、高空跌落物、拋扔雜物、機械施工、汽車碰撞、建筑施工、風(fēng)刮雜物及鳥類碰觸導(dǎo)線等造成配電線路接地、斷線、短路，造成線路掉閘停電。對人身及線路安全運行構(gòu)成威脅，隨著城市高層建筑增加、城市景觀提高、綠化面積增大，導(dǎo)線對建筑物的安全距離難以保證，樹與導(dǎo)線矛盾日漸突出。

為提高配電架空線路的輸送能力、供電可靠性及供電安全，配電架空線路應(yīng)采用絕緣架空導(dǎo)線替代裸導(dǎo)線已成為城市配網(wǎng)和郊縣農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的必要趨勢，架空絕緣導(dǎo)線具備以下優(yōu)點:在裸線的單回線路走廊可以架設(shè)雙回絕緣架空導(dǎo)線，提高了線路的供電能力，再根據(jù)實驗相同導(dǎo)體截面絕緣導(dǎo)線的載流量高于裸線，因為交聯(lián)聚乙烯熱阻系數(shù)小，使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量能很快傳遞到絕緣層表面，絕緣導(dǎo)線的熱阻系數(shù)比裸導(dǎo)線熱阻系數(shù)小;絕緣導(dǎo)線表面積比相同的裸導(dǎo)線要大，更有利于散熱;絕緣導(dǎo)線黑色的絕緣層熱輻射，發(fā)熱體顏色越黑，熱輻射系數(shù)越大。故此又加大了配電架空線路的輸送能力。

配電架空絕緣導(dǎo)線有效解決樹枝等外界物體對配電線路的影響，提高供電可靠性。絕緣導(dǎo)線施工方便，維護量大幅減小。

由于配電線路分支多，發(fā)生短路故障后，要尋找具體故障所在的分支線和故障點非常困難，往往需要耗費大量人力、物力，少則幾小時多則數(shù)十小時方能尋找到故障點，采用故障指示器，能快速、準(zhǔn)確和自動地指示故障所在支路和故障段，以便迅速找到故障點?？纱蟠蠊?jié)省人力，物力，縮短故障引起的停電時間。

在配電設(shè)備停電檢修需掛地線處裝設(shè)接地掛環(huán)減少工作量，提高了停電檢修工作的安全性。

為提高配電架空絕緣導(dǎo)線安全可靠性，要求我們要合理選擇配電設(shè)備。配電架空絕緣導(dǎo)線線路分布廣、支線多，配電設(shè)備多，線路絕緣水平相對較低，難以承受直擊雷和感應(yīng)雷的過電壓，極易造成絕緣事故。雷電流具有強大的破壞性，雷電過電壓比配電電氣設(shè)備的額定電壓高出許多倍，故此配電線路及配電設(shè)備必須進行防雷保護，配電線路、配電設(shè)備等常用的防雷擊設(shè)備是避雷器，將它與電力設(shè)備和大地連接為一體。過電壓來襲時，避雷器先放電將雷電流引入大地，為了減少雷擊，一般對配電線路安裝避雷器來防護雷電過電壓是各地廣為采用的一種方法。

氧化鋅避雷器閥片具備優(yōu)異的非線性電壓―電流特性，導(dǎo)通高電壓，不導(dǎo)通低電壓。不需要串聯(lián)間隙，可避免傳統(tǒng)避雷器火花間隙放電特性變化而帶來的缺點，氧化鋅避雷器具有保護性好，吸收過電壓能量大，結(jié)構(gòu)簡單的特點。氧化鋅避雷器在沖擊過電壓動作后，它沒有工頻電流通過，所以不存在滅弧問題，避雷器保護水平由氧化鋅閥片作決定，避免了間隙放電特性變化的影響;另一方面其沒有串聯(lián)間隙絕緣隔離，避雷器中的氧化鋅閥片不僅要承受雷電過電壓，操作過電壓，還要承受工頻過電壓和正常持續(xù)相電壓(含線路單相發(fā)生接地故障時，好的相電壓異常升高)在以上電壓作用下，避雷器中的氧化鋅閥片會劣化。此外在小電流區(qū)域內(nèi)，氧化鋅閥片的電阻的溫度系數(shù)為負數(shù)，運行中吸收電壓能量后，所引起的溫度升高可能會導(dǎo)致避雷器熱穩(wěn)定的破壞。氧化鋅避雷器上述特點，使得它與傳統(tǒng)的閥型有間隙的碳化硅避雷器相比性能優(yōu)越，與碳化硅避雷器相比，氧化鋅避雷器最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，從而易做預(yù)防性試驗，便于維護。

從碳化硅到氧化鋅都是避雷器內(nèi)部元件的更新或變化?？萍嫉陌l(fā)展使傳統(tǒng)的瓷外套也受到了沖擊，出現(xiàn)了有機外套氧化鋅避雷器，這在技術(shù)上又是一次大的飛躍。有機外套的材料多種多樣，使用最多最能經(jīng)受時間檢驗的是硅橡膠。與瓷外套相比，耐污性能優(yōu)良。因硅橡膠外護套有良好的憎水性，表面的污穢層積累速度慢，故此表面的絕緣能保持比較長時間的污閃電壓和耐受電壓比瓷護套避雷器絕緣高2倍～3倍，有機外套防爆性好，內(nèi)部故障時不會形成粉碎性爆炸。有機外套散熱性好，內(nèi)部沒有間隙，閥片的熱量直接透過固體向外傳遞發(fā)散;重量輕，與外護套是瓷的避雷器相比可減輕重量60%以上;抗拉強度大，較外護套為瓷式避雷器有較大的抗拉強度，能制造成懸吊式避雷器便于安裝。

所以有機外套氧化鋅避雷器不但體積小，重量輕，不易破損，而且更重要的是具有天然的防爆特性和較強的耐污能力，現(xiàn)廣泛在配電線路中采用?，F(xiàn)對城市套氧化鋅避雷器選用做以下規(guī)定:

1)10 kV(20 kV)架空線路設(shè)備防雷保護應(yīng)選用復(fù)合外套交流無間隙金屬氧化物避雷器。

2)防雷擊架空絕緣線路斷線時，可采用外間隙復(fù)合外套交流金屬氧化物避雷器，將各相避雷器的接地端連接，利用電桿自然接地。

3)10 kV應(yīng)選擇HY5WS-17/45 kV避雷器(額定電壓有效值17 kV、雷電沖擊殘壓不大于45 kV)、20 kV應(yīng)選擇HY5WS-26/72 kV避雷器(額定電壓有效值26 kV、雷電沖擊殘壓不大于72 kV)。

配電線路中柱上斷路器在配電網(wǎng)中起著關(guān)鍵性作用，它控制和保護電器;在電網(wǎng)中發(fā)揮著兩個方面作用:一起開關(guān)控制作用，根據(jù)配電網(wǎng)運行需要將一部分電力設(shè)備與線路投入或退出運行;二是保護作用，當(dāng)電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時，通過斷路器將故障部分從電網(wǎng)迅速切除，減少停電面積，保證電網(wǎng)的無故障部分正常運行。

斷路器按所采用的滅弧介質(zhì)分五種:1)油斷路器;2)壓縮空氣斷路器;3)六氟化硫斷路器;4)真空斷路器;5)自動產(chǎn)氣斷路器和磁吹斷路器。根據(jù)多年運行總結(jié)斷路器采用真空斷路器或六氟化硫斷路器。要求柱上斷路器的操動機構(gòu)上應(yīng)有明顯的、易觀察的分、合閘位置指示器和彈簧儲能指示器，并易于地面觀察。斷路器實現(xiàn)遙信功能時要具備輔助觸點，實現(xiàn)遙測、遙信功能時至少應(yīng)具備電流互感器或故障指示器、電壓互感器和輔助接點，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控功能時至少應(yīng)具備電流互感器或故障指示器、電壓互感器和輔助接點以及電動操作機構(gòu)、后備電源。

通過以上措施可實現(xiàn)提高配電架空線路的輸送能力和供電可靠性。

［1］夏國明．供配電技術(shù)［M］．北京:中國電力出版社，2012．

［2］李光輝，黃俊杰．配電線路設(shè)計施工、運行維護［M］．北京:中國電力出版社，2007．

［3］孫成寶，苑微微，黑小紅．配電網(wǎng)實用新技術(shù)［M］．北京:中國水利水電出版社，2011．