10kV配電線路絕緣合理規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

摘要：雷擊和自然環(huán)境引起絕緣變化是造成配電線路故障的主要原因。在10kV配電線路絕緣規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，通過對(duì)組成配電線路各元件的絕緣配合進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，降低故障率，以使企業(yè)的供電效益得到保障。文章首先介紹了10kV配電線路絕緣的合理規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要性，其次對(duì)10kV配電線路絕緣設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行介紹，最后對(duì)10kV配電線路絕緣化的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；絕緣設(shè)計(jì)；電網(wǎng)系統(tǒng)；配電線路故障

中圖分類號(hào)：TM853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）31-0023-02

10kV配電線路絕緣合理規(guī)劃設(shè)計(jì)是提高供電可靠性的重要環(huán)節(jié)。其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響到社會(huì)和電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)綜合效益。近年來，在配電線路工程建設(shè)和改造的過程中，農(nóng)村地區(qū)10kV配電路線常用兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是以架空線為主；另一種是采用架空線、電纜混合結(jié)構(gòu)形式，通常為放射性的供電方式。

1 10kV配電線路絕緣設(shè)計(jì)的流程

10kV配電線路絕緣的規(guī)劃設(shè)計(jì)受很多因素影響，在進(jìn)行10kV配電線路絕緣規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要認(rèn)真對(duì)待設(shè)計(jì)流程中的每一步：一是掌握該配電線路的供電負(fù)荷類別、現(xiàn)狀負(fù)荷和規(guī)劃供電負(fù)荷，明確電源點(diǎn)和供電終點(diǎn)；二是掌握線路供電區(qū)域負(fù)荷分布情況、沿途地形和供電區(qū)域歷史雷電分布情況，初步在地形圖上找出最佳路徑，通過實(shí)地查勘確定線路路徑，繪出合適的路徑圖；三是結(jié)合實(shí)地查勘明確路徑沿途的地形、作物和環(huán)境，掌握配電線路絕緣設(shè)計(jì)的資料；四是依據(jù)上述掌握的資料開展配電線路的絕緣配合方案設(shè)計(jì)，按絕緣配合方案編制工程預(yù)算；五是對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行比較，綜合安全、可靠、經(jīng)濟(jì)選擇最合理的方案。

2 10kV配電線路絕緣的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 配電線路的路徑選擇與導(dǎo)線的絕緣配合

2.1.1 合理選擇配電線路的路徑。配電線路的路徑選擇，除了考慮滿足供電負(fù)荷需求和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的要求，還必須考慮降低故障率，提高可靠性指標(biāo)。恰當(dāng)選擇配電線路的路徑，對(duì)提高供電可靠性非常重要，減少配電線路遭受雷擊、自然作物影響和環(huán)境物體引起的絕緣變化非常重要。由于配電線路沒有避雷設(shè)施，為減少配電線路遭受雷擊引起的故障，路徑的選擇應(yīng)依據(jù)歷史雷電分布情況，盡可能避免經(jīng)過雷電密集區(qū)、高山突出區(qū)；為減少自然作物影響和環(huán)境物體引起的故障，應(yīng)盡可能避免經(jīng)過林區(qū)（特別是速生桉樹），與臨建區(qū)保持一定的距離；為提高故障恢復(fù)速度，應(yīng)盡可能選擇交通方便的路徑，同時(shí)，交通方便的路徑也能解決今后潛在用電的需求。

2.1.2 合理選擇配電線路導(dǎo)線的絕緣配合。配電線路導(dǎo)線的絕緣選擇和配合，對(duì)減少自然環(huán)境引起的故障，提高故障搶修恢復(fù)的速度非常重要。對(duì)重要和供電可靠性要求較高的負(fù)荷，應(yīng)盡可能選擇電纜和電纜溝敷設(shè)的方式供電；對(duì)必須經(jīng)過林區(qū)配電線路，林區(qū)的導(dǎo)線應(yīng)選擇絕緣導(dǎo)線架設(shè)，同時(shí)增強(qiáng)桿塔的抗傾覆強(qiáng)度和導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度；對(duì)經(jīng)過居民區(qū)和臨建區(qū)的農(nóng)村配電線路，通過居民區(qū)和臨建區(qū)的導(dǎo)線應(yīng)盡可能采用電纜和電纜溝敷設(shè)的方式，其他采用架空敷設(shè)的架空線、電纜混合結(jié)構(gòu)形式；對(duì)從經(jīng)濟(jì)考慮必須跨越山地架設(shè)、經(jīng)過交通困難區(qū)域的架空線路，該耐張段的架空線路絕緣應(yīng)適當(dāng)比其他耐張段提高（通常采用增加一片瓷瓶），以減少在該耐張段發(fā)生雷擊故障的幾率，按絕緣破壞總發(fā)生在絕緣最薄弱點(diǎn)的原理，人為地把故障引到其他耐張段，降低故障搶修難度，縮短搶修恢復(fù)時(shí)間，提高供電可靠性。

2.2 10kV配電線路自然環(huán)境對(duì)絕緣的影響

2.2.1 自然環(huán)境溫度對(duì)選擇10kV配電線路絕緣的影響。導(dǎo)線的自然環(huán)境溫度，對(duì)10kV配電線路在生命周期的絕緣老化有較大影響。對(duì)10kV配電線路的絕緣體及電器進(jìn)行選擇時(shí)，首先要掌握配電線路的敷設(shè)方式、環(huán)境溫度、通風(fēng)散熱方式和運(yùn)行負(fù)荷，對(duì)10kV配電線路的運(yùn)行溫度進(jìn)行預(yù)測使其盡可能符合實(shí)際運(yùn)行情況。運(yùn)行環(huán)境溫度可按當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的近幾年歷史最高和最低溫度確定；結(jié)合敷設(shè)方式、環(huán)境溫度、通風(fēng)散熱方式和運(yùn)行最高負(fù)荷計(jì)算配電設(shè)備的運(yùn)行溫度，依據(jù)配電線路設(shè)備的最高運(yùn)行溫度和最低室外氣象溫度，作為設(shè)備絕緣介質(zhì)選擇的參考條件，以降低運(yùn)行環(huán)境溫度對(duì)設(shè)備絕緣的老化破壞，提高設(shè)備絕緣的壽命。

2.2.2 自然環(huán)境濕度對(duì)選擇10kV配電線路絕緣的影響。10kV配電線路運(yùn)行環(huán)境濕度，對(duì)10kV配電線路絕緣體的絕緣效果也有較大的影響。對(duì)10kV配電線路和設(shè)備的絕緣體進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)掌握配電線路及設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境濕度和通風(fēng)條件，對(duì)運(yùn)行環(huán)境濕度較大的地區(qū)，要依據(jù)此地運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，一般應(yīng)選用適合濕熱帶的電器和表面光滑、爬距較大的瓷質(zhì)絕緣體設(shè)備，少用或盡可能不用合成絕緣體和硅橡膠絕緣體；對(duì)室內(nèi)配電設(shè)備，可采用強(qiáng)制通風(fēng)和盤柜內(nèi)加溫去濕方式防止?jié)駳饩奂婪杜潆娫O(shè)備的絕緣能力下降。

2.2.3 環(huán)境污染物對(duì)選擇10kV配電線路絕緣的影響。在環(huán)境污染較大地區(qū)和沿海地區(qū)，由于空氣環(huán)境污染物和沿海鹽分在絕緣體表面的積累，對(duì)配電線路和設(shè)備絕緣效果也產(chǎn)生較大影響。對(duì)10kV配電線路和設(shè)備的絕緣體進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)掌握配電線路的路徑區(qū)域及設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境的污染類別，一般應(yīng)選用表面光滑、爬距較大的瓷質(zhì)絕緣體設(shè)備，少用或盡可能不用合成絕緣體和硅橡膠絕緣體；另外經(jīng)過運(yùn)行分析，提高桿塔的設(shè)計(jì)高度來提高配電線路絕緣子的運(yùn)行環(huán)境風(fēng)速，也有一定的實(shí)際效果，但必須慎重通過經(jīng)濟(jì)對(duì)比才能選擇該方式。

2.3 10kV配電線路熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定對(duì)絕緣的影響

熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定對(duì)配電線路和設(shè)備絕緣體也有一定的影響，因此在進(jìn)行10kV配電線路絕緣規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，必須對(duì)選擇元件及絕緣體依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求：一是計(jì)算配電線路短路電流，依據(jù)電器允許開斷電流對(duì)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算，在驗(yàn)算導(dǎo)體短路熱效應(yīng)時(shí)采取主保護(hù)時(shí)間加相應(yīng)斷路器全分閘時(shí)間，熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定滿足規(guī)范要求；二是配電裝置的絕緣水平要符合《電力裝置的過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》；三是選用設(shè)備運(yùn)行額電壓、電流滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求；四是在正常運(yùn)行或者短路時(shí)，導(dǎo)線引線的最大作用力應(yīng)小于電器端子和絕緣子（瓷橫擔(dān)）允許的荷載；五是裸導(dǎo)體通常最高運(yùn)行溫度應(yīng)低于70℃，日照影響的條件下，鋼芯路線及管形導(dǎo)體溫度不能高于80℃，導(dǎo)體的日照面鍍錫時(shí)，最高運(yùn)行溫度可提高到85℃。

3 結(jié)語

10kV配電線路絕緣合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)配電線路在全生命周期中最重要的運(yùn)行、維護(hù)環(huán)節(jié)有重大的影響。它既影響配電線路在全生命周期的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)，同時(shí)對(duì)配電線路建成后通過減少運(yùn)行故障率、縮短故障搶修時(shí)間，提高供電可靠性方面有重要意義，因此，在進(jìn)行配電線路和設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，必須重視10kV配電線路絕緣合理規(guī)劃設(shè)計(jì)。

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作者簡介：黃金肇（1963-），男，廣東臺(tái)山人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺(tái)山供電局工程師，研究方向：輸配電線路的設(shè)計(jì)、施工以及配電營銷管理。