10 kV配電線路絕緣子防污處理

王立志，張峰源

（1.山東科技大學(xué)，山東　青島　266590；2.國(guó)網(wǎng)山東蓬萊市供電公司，山東　煙臺(tái)　265600）

10 kV配電線路絕緣子防污處理

王立志1，張峰源2

（1.山東科技大學(xué)，山東青島266590；2.國(guó)網(wǎng)山東蓬萊市供電公司，山東煙臺(tái)265600）

輸配電線路因絕緣子長(zhǎng)期污穢，易發(fā)生弧光閃絡(luò)、絕緣子擊穿，導(dǎo)致接地故障的發(fā)生。為了減少事故發(fā)生，提出通過(guò)線路絕緣子局部絕緣化處理進(jìn)行防污處理的線路防護(hù)新方法，成果運(yùn)用于10 kV配電線路，起到了良好的防污閃、防鳥(niǎo)害、防漂浮物破壞效果，節(jié)約成本，實(shí)踐證明該方法的應(yīng)用價(jià)值。

配電線路；局部絕緣；防污處理；經(jīng)濟(jì)性

0　引言

隨著用電量的快速增長(zhǎng)，用戶對(duì)供電可靠性要求也不斷提高，山東電網(wǎng)不斷增加配電網(wǎng)改造和建設(shè)投入，很大程度上緩解了用電供需矛盾。近年來(lái)，隨著城市的迅速擴(kuò)張，嚴(yán)重侵占了鳥(niǎo)類棲息地，迫使鳥(niǎo)類將鳥(niǎo)巢搭筑在電力桿塔上，鳥(niǎo)窩中混雜著大量的鐵絲，在某些潮濕情況下易造成接地或短路故障。另外，膠東半島擁有大片水果種植區(qū)，果農(nóng)廢棄的反光膜、反光彩條等漂浮物，極易刮落在導(dǎo)線上，造成接地或短路故障。對(duì)于配電線路來(lái)說(shuō)，運(yùn)維人員能夠采取的措施非常有限，只能增加巡視次數(shù)，頻繁摘除鳥(niǎo)窩，工作量較大，且效果不明顯。針對(duì)以上現(xiàn)象，可以考慮在桿塔上的絕緣子兩側(cè)、過(guò)引線等部位，對(duì)裸導(dǎo)線進(jìn)行局部的絕緣化處理，主動(dòng)加強(qiáng)架空線路的絕緣強(qiáng)度，防御污閃、異物破壞和鳥(niǎo)害，提高運(yùn)行可靠性［1-4］。

圖1　電力桿塔鳥(niǎo)害實(shí)景圖

1　配電網(wǎng)局部絕緣化處理

1.1絕緣材料

阻燃導(dǎo)熱型硅橡膠絕緣涂料具有良好的絕緣性、導(dǎo)熱性、耐老化性，且阻燃效果顯著，同時(shí)兼?zhèn)浒踩?、無(wú)毒的環(huán)保性能，可作為絕緣化處理的主要材料。另外，該材料常溫固化、就地成型，適合于異型設(shè)備及構(gòu)件的表面保護(hù)和特殊電氣接點(diǎn)部位的絕緣防護(hù)處理；包覆性好、涂層強(qiáng)度高，附著力高。施工方便，需要的停電時(shí)間短，具有較強(qiáng)的可操作性［5-6］。

根據(jù)硅橡膠絕緣涂料的絕緣性能，采用厚度為2 mm的預(yù)制硅橡膠絕緣套管、絕緣護(hù)罩，作為絕緣化處理的主材。型式試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　絕緣護(hù)套型式試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

1.2電氣試驗(yàn)檢驗(yàn)

依據(jù)GB 50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，參照魯電集團(tuán)生［2007］158號(hào) 《山東電力集團(tuán)公司電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》等橡塑絕緣電力電纜的試驗(yàn)項(xiàng)目、范圍、周期和要求，將2 m長(zhǎng)的裸導(dǎo)線固定在絕緣子上，接地線均勻的纏繞在絕緣套管表面進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2　耐壓試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)證明，該絕緣處理材料和方法，滿足電力電纜交接試驗(yàn)的要求，理論上能夠承受運(yùn)行電壓，達(dá)到防止局部接地和相間短路的目的。

2　實(shí)施效果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

2.1實(shí)施效果

采用上述方法對(duì)10 kV架空普通裸導(dǎo)線進(jìn)行局部絕緣化的處理，可以起到良好的防污閃、防鳥(niǎo)害、防漂浮物破壞等效果。

1）對(duì)桿塔兩側(cè)各1 m范圍內(nèi)的導(dǎo)線及過(guò)引線部位的導(dǎo)線，采用硅橡膠絕緣涂料涂刷后以絕緣套管加以包覆，利用涂料的粘性和常溫固化性能，消除絕緣層與導(dǎo)線之間的空隙，防止酸、堿、鹽及大氣對(duì)設(shè)備的腐蝕，如圖2所示。

2）對(duì)導(dǎo)線與絕緣子接觸的支撐點(diǎn)采用預(yù)制的絕緣護(hù)罩，包覆在絕緣子頂端。硅橡膠結(jié)緣層能夠?qū)щ妼?dǎo)線與鳥(niǎo)類或鳥(niǎo)巢有效隔離，主動(dòng)防御接地或相間短路故障。如圖3所示。

圖2　桿塔兩側(cè)絕緣處理　

圖3　導(dǎo)線與絕緣子接觸的支撐點(diǎn)處理

3）對(duì)于耐張線夾，采用預(yù)制的絕緣護(hù)罩進(jìn)行包覆，減小了遭受雷擊的危險(xiǎn)性。

蓬萊公司已在10 kV平山線上進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。10 kV平山線16 km線路，共計(jì)180余基桿塔，只需7 h即可完成作業(yè)。整體改造200 km的10 kV線路需要5～10年，而采用這種新方法1～2年便可將狀況較好、未列入近期改造計(jì)劃的線路處理完畢。

以蓬萊公司為例，采用70 mm2及以上鋼芯鋁絞線線路長(zhǎng)度約200 km，采用整體改造方案預(yù)計(jì)需要6 000萬(wàn)元，而采用新方法進(jìn)行局部絕緣化處理預(yù)計(jì)需要1 200萬(wàn)元，直接節(jié)約資金約4 800萬(wàn)元。

2.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

目前，10 kV配電線路絕緣化可采用的防護(hù)措施分為兩種：利用架空絕緣導(dǎo)線進(jìn)行全絕緣防護(hù)和利用硅橡膠絕緣護(hù)套進(jìn)行具有局部絕緣化防護(hù)。在配電線路絕緣化改造中，要依據(jù)配電線路的具體情況，核算具體成本來(lái)確定其絕緣化防護(hù)方法。

2.2.1線路壽命及線徑滿足供電要求

若10 kV架空裸導(dǎo)線線路壽命及線徑可以滿足用戶供電要求，原裸導(dǎo)線及桿塔等就可以繼續(xù)使用，此時(shí)線路絕緣化防護(hù)的方案有兩種。

方案1。在原10 kV架空裸導(dǎo)線需要進(jìn)行局部防護(hù)的部位裝設(shè)硅橡膠絕緣護(hù)套。此方案的費(fèi)用包括硅橡膠絕緣護(hù)套材料成本和施工費(fèi)用。

方案2。拆除原10 kV架空裸導(dǎo)線，桿塔保留使用，全線路重新架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線。此方案的費(fèi)用包括架空絕緣導(dǎo)線材料成本、金具成本和施工費(fèi)用，絕緣導(dǎo)線及絕緣護(hù)套成本如表3所示。

表3　成本列表

方案選擇中要涉及到一個(gè)重要的絕緣化防護(hù)率邊界值，可用如下公式計(jì)算：

式中：A為架空絕緣導(dǎo)線材料成本；B為金具成本；C為施工費(fèi)用；D為絕緣護(hù)套單位成本。計(jì)算可得舊線路壽命及線徑滿足供電要求時(shí)，舊線路絕緣化防護(hù)方案的選擇條件，如表4所示。

表4　絕緣化防護(hù)方案的選擇條件

2.2.2線徑不滿足要求

當(dāng)10 kV架空裸導(dǎo)線線路線徑不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需要更換導(dǎo)線，桿塔一般可繼續(xù)使用，此時(shí)線路絕緣化防護(hù)的方案有兩種。

方案a。拆除原10 kV架空裸導(dǎo)線，桿塔繼續(xù)保留，重新架設(shè)符合線徑要求的架空裸導(dǎo)線，并進(jìn)行局部絕緣化處理。方案所需費(fèi)用包括架空裸導(dǎo)線材料成本、金具成本及施工費(fèi)用、硅橡膠絕緣護(hù)套材料成本及施工費(fèi)用，導(dǎo)線成本和絕緣護(hù)套成本如表5所示。

方案b。拆除原10 kV架空裸導(dǎo)線，桿塔繼續(xù)使用，全線重新架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線。此方案的費(fèi)用包括架空絕緣導(dǎo)線材料成本、金具成本和施工費(fèi)用。

表5　導(dǎo)線成本和絕緣護(hù)套成本

此種條件下，其絕緣化防護(hù)率邊界值，可用如下公式計(jì)算：

式中：N為裸導(dǎo)線材料成本。計(jì)算可得舊線路線徑不能滿足要求時(shí)，舊線路絕緣化防護(hù)方案的選擇條件，如表6所示。

表6　線徑不能滿足要求時(shí)舊線路絕緣化防護(hù)方案的選擇條件

3　結(jié)語(yǔ)

針對(duì)10 kV輸配電線路因絕緣子污穢、鳥(niǎo)窩附著等原因引起的相間短路及接地問(wèn)題，提出利用具有就地成型、施工方便、阻燃、導(dǎo)熱、絕緣、耐老化等優(yōu)點(diǎn)的硅橡膠絕緣護(hù)套有針對(duì)性地進(jìn)行線路局部絕緣化防護(hù)，并對(duì)10 kV配電線路局部絕緣化防護(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。實(shí)踐效果表明，線路局部絕緣化可發(fā)揮有效防污閃，防鳥(niǎo)害、防漂浮物破壞，防雷擊作用，極大地提高了供電可靠性、穩(wěn)定性和安全性，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］韓禎祥，曹一家.電力系統(tǒng)的安全性及防治措施［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2004，28（9）：1-6.

［2］張葉林.農(nóng)配網(wǎng)的絕緣化改造［J］.農(nóng)村電氣化，2013（6）：14.

［3］謝家偉.架空絕緣導(dǎo)線在配網(wǎng)改造工程中的使用［J］.通信電源技術(shù)，2014，31（5）：74-75.

［4］鄭宇，白雪松，馬鑫晟，等.架空絕緣導(dǎo)線在網(wǎng)改工程中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策［J］.華北電力技術(shù)，2013（6）：50-52.

［5］樊華.架空絕緣線路運(yùn)行中常見(jiàn)故障及防范措施［J］.電力科技，2014（3）：147-148.

［6］雷永峰，趙飛，唐帥，等.10 kV雷擊絕緣導(dǎo)線的理論分析與計(jì)算［J］.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，37（2）：29-32.

Antifouling Treatments for Insulators of 10 kV Distribution Lines

WANG Lizhi1，ZHANG Fengyuan2
（1.Shandong University of Science and Technology，Qingdao266590，China；2.State Grid PenglaiPower Supply Company，Yantai265600，China）

Because of insulators long-term contamination，transmission and distribution lines are easy to have arc flashover and insulator breakdown，which lead to the ground fault.In order to reduce the occurrence of accidents，a new method of local insulation is proposed.The effects of anti-pollution flashover，bird hazard prevention and floater damage are good when used the method in 10 kV distribution lines，and the costs are greatly saved.The application value of the method is proved by practices. Key words：distribution lines；local insulation；antifouling treatment；economic value

TM75

B

1007-9904（2015）09-0064-03

2015-07-09

王立志（1988），男，從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化研究相關(guān)工作。