絕緣護套在農(nóng)網(wǎng)線路局部絕緣化防護中的應(yīng)用

王智卜，王文娜，朱俊棟

（國網(wǎng)河北省電力公司營銷部，河北石家莊050000）

絕緣護套在農(nóng)網(wǎng)線路局部絕緣化防護中的應(yīng)用

王智卜，王文娜，朱俊棟

（國網(wǎng)河北省電力公司營銷部，河北石家莊050000）

樹障、鳥窩、異物等引起河北南網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路頻繁跳閘，嚴重威脅農(nóng)網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行。在對三類原因詳細分析的基礎(chǔ)上，提出利用卡扣式硅橡膠絕緣護套有針對性地進行線路的局部絕緣化防護。首先，闡述了卡扣式硅橡膠絕緣護套的特性；然后提出了線路局部絕緣化防樹障、桿塔局部絕緣化防鳥害、配變局部絕緣化防異物的具體防護策略；最后對農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路局部絕緣化防護的適用條件進行了分析。示范應(yīng)用結(jié)果表明了該方法的有效性。

局部絕緣；絕緣護套；農(nóng)網(wǎng)；配電線路

0 引言

隨著城鄉(xiāng)用電快速增長和用戶對供電可靠性要求的不斷提高，河北南網(wǎng)不斷加大配電網(wǎng)改造和建設(shè)的力度，大大緩解了用電供需矛盾［1～4］。但農(nóng)網(wǎng)線路大多運行在野外，覆蓋面廣，隨著自然環(huán)境的改善和各種不可降解漂浮物的增多，樹障、鳥窩、異物等逐漸成為威脅農(nóng)網(wǎng)安全運行的主要因素［5～10］。

為了解決樹障、鳥窩、異物等三類缺陷造成10 kV配電線路故障頻發(fā)的問題，本文提出利用卡扣式硅橡膠絕緣護套有針對性地進行線路的局部絕緣化防護。本文在詳細介紹卡扣式硅橡膠絕緣護套特性的基礎(chǔ)上，提出了線路局部絕緣化防樹障、桿塔局部絕緣化防鳥害、配變局部絕緣化防異物的具體防護策略，并對農(nóng)網(wǎng)10kV配電線路局部絕緣化防護的適用條件進行了分析，示范應(yīng)用結(jié)果表明利用卡扣式硅橡膠絕緣護套進行局部絕緣化防護對于降低農(nóng)網(wǎng)居高不下的故障次數(shù)具有重要意義。

1 卡扣式硅橡膠絕緣護套特性

在架空裸導(dǎo)線、絕緣子、并溝線夾、避雷器、耐張線夾、隔離開關(guān)、變壓器接線端頭等部位安裝硅橡膠材質(zhì)的卡扣式絕緣護套可以實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)線路的局部絕緣化防護［11～15］，如圖1所示。

圖1 卡扣式硅橡膠絕緣護套

卡扣式絕緣護套采用抗老化性強的高分子材料和進口硅橡膠高溫硫化而成，其主要特點如下［16～19］:

（1）具有良好絕緣性能，絕緣強度大于等于20 kV/mm，絕緣電阻大于等于1010Ω。

（2）具有良好的耐污閃、耐電暈、耐漏電起痕性能，抗爬電性好。

（3）密度低，重量輕，卡扣式設(shè)計安全可靠，不需要自由端，不動火，現(xiàn)場安裝，拆卸簡便快捷，可重復(fù)使用，大幅縮短維修停電時間。

（4）憎水性、自潔性好，免維護。

（5）耐侯性極佳，耐鹽霧、抗紫外線、耐臭氧、耐腐蝕、耐老化性能好，使用壽命長，可達30年以上。

（6）耐高低溫性能極其優(yōu)異，可在-50℃～+150℃條件下連續(xù)使用，滿足戶外長期運行。

（7）絕緣護套采用合成硅橡膠高溫硫化而成，機械性能高，永不變型，高柔韌性、耐撕裂。

（8）清晰、簡單、明確的識別相序。

（9）阻燃性好，保證電氣設(shè)備的安全運行，在過載高溫的情況下，不會引起火災(zāi)。

（10）無鹵、無重金屬、無污染，對人體無害，符合歐盟ROSH指令，屬于環(huán)境友好型綠色產(chǎn)品?？凼焦柘鹉z絕緣護套管物理性能參數(shù)如表1所示，絕緣護套電壓等級與壁厚對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表1 卡扣式硅橡膠絕緣護套管物理性能參數(shù)

表2 絕緣護套管電壓等級與壁厚對應(yīng)表

2 配電線路局部絕緣化防護策略

針對河北南網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路由于樹障、鳥窩、異物等頻繁跳閘的現(xiàn)狀，本文研究并制定了相應(yīng)的局部絕緣化防護方案。

2.1 防樹障局部絕緣化方案

通過在樹線交叉區(qū)域的架空裸導(dǎo)線上加裝硅橡膠絕緣護套管，提高了線路的絕緣防護水平，從根本上解決了樹線交叉容易引發(fā)短路、接地等故障的問題，減少了線路跳閘次數(shù)，保障了電網(wǎng)的安全運行。防樹障局部絕緣化方案及施工現(xiàn)場如圖2～3所示。

2.2 防鳥窩局部絕緣化方案

目前10 kV線路跳閘問題頻頻發(fā)生，一部分是由于鳥害造成的，嚴重影響了線路運行。

鳥害造成線路接地、跳閘的直接原因就是所筑的巢穴處在金具、引線及導(dǎo)線上，在鳥兒筑巢過程中，所銜著的金屬線搭在導(dǎo)線與金具上，或是本身干燥巢穴的樹枝、草棍被雨水侵蝕后變成導(dǎo)體，就會造成帶電導(dǎo)線對桿塔構(gòu)件放電。如圖4所示，鳥兒借助驅(qū)鳥器建了個美好家園。

圖2 防樹障局部絕緣化防護（一）

圖3 防樹障局部絕緣化防護（二）

圖4 借助驅(qū)鳥器在T接桿上搭建的鳥窩

其次，鳥類起飛瞬間兩個翅膀搭接帶電導(dǎo)線或端子，造成相間短路或者接地短路故障，影響系統(tǒng)正常運行。

另外，10 kV線路經(jīng)常發(fā)生鳥害故障，在線路故障巡查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有鳥在線路擊穿瞬間同時被電擊死，墜落在地面的情況，有時還會造成桿塔下方大片的枯草燃燒引起火災(zāi)。

本文通過對直線桿、直線加強桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、T接桿、終端桿、斷路器桿等安裝相應(yīng)的硅橡膠絕緣護套實現(xiàn)防鳥窩局部絕緣化，以耐張桿、T接桿為例，其局部絕緣化防護如圖5、6所示。

圖5 耐張桿局部絕緣化防護

圖6 T接桿局部絕緣化防護

2.3 防異物局部絕緣化方案

配電變壓器裸露在外的引線、電力設(shè)備端頭由于小動物或漂浮物等導(dǎo)致短路所造成的停電事故，也給供電企業(yè)帶來巨大安全隱患和經(jīng)濟損失。

本文通過對配電變壓器臺區(qū)的引線、連接線、變壓器接線柱、隔離開關(guān)、跌落開關(guān)（跌落式熔斷器）、避雷器等加裝硅橡膠絕緣護套，提高絕緣防護水平，解決配變臺區(qū)防異物問題。配電變壓器臺區(qū)絕緣防護施工效果如圖7所示。

圖7 配電變壓器臺區(qū)絕緣防護

3 配電線路局部絕緣化防護的適用條件

目前，農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路絕緣化防護的方法主要分為兩種:利用架空絕緣導(dǎo)線進行全絕緣防護和利用卡扣式硅橡膠絕緣護套進行具有局部絕緣化防護。在農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路的絕緣化改造過程中，宜根據(jù)配電線路的具體情況確定其絕緣化防護方法。對于新建線路、舊線改造中線路絕緣化防護方法的選擇，本文給出了相應(yīng)的標(biāo)準。

3.1 新建線路絕緣化防護方法選擇

新建線路絕緣化防護的方案有兩種:

方案1:先架設(shè)裸導(dǎo)線架空線路，然后在需要進行局部防護的部位裝設(shè)卡扣式硅橡膠絕緣護套。此方案的費用包括裸導(dǎo)線架空線路成本及加裝絕緣護套成本。

方案2:直接在全線路架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線。此方案的費用即絕緣導(dǎo)線架空線路成本。

當(dāng)新建線路絕緣化防護率較低時，宜采用方案1；當(dāng)其絕緣化防護率較高時，宜采用方案2。選擇方案1或方案2的邊界條件是:

由此可以算出采用不同防護方案的絕緣化防護率的分界值，稱該值為“絕緣化防護率邊界值”。因此，具體的選擇方法如下:

當(dāng)線路絕緣化防護率小于絕緣化防護率邊界值時，宜采用方案1；當(dāng)線路絕緣化防護率大于絕緣化防護率邊界值時，宜采用方案2。

以某地區(qū)70 mm2、150 mm2、240 mm2三種型號導(dǎo)線為例，進行新建線路絕緣化防護方案的選擇。該地區(qū)新建架空線路成本及絕緣護套成本如表3所示。

表3 新建架空線路成本及絕緣護套成本

由公式（2）計算可得新建架空線路絕緣化防護方案的選擇條件，如表4所示。

表4 三種型號新建線路絕緣化防護方案選擇條件

3.2 已有裸導(dǎo)線架空線路絕緣化防護方法選擇

（1）線路壽命及線徑滿足供電要求

若10 kV架空裸導(dǎo)線線路壽命及線徑滿足供電要求，原裸導(dǎo)線及桿塔等均可以繼續(xù)使用，此時線路絕緣化防護的方案有兩種:

方案1:在原10 kV架空裸導(dǎo)線需要進行局部防護的部位裝設(shè)卡扣式硅橡膠絕緣護套。此方案的費用包括卡扣式硅橡膠絕緣護套材料成本和施工費用。

方案2:拆除全部原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。此方案的費用包括架空絕緣導(dǎo)線材料成本、金具成本和施工費用，絕緣導(dǎo)線及絕緣護套成本如表5所示。

表5 絕緣導(dǎo)線材料成本、金具成本、施工費用及絕緣護套成本（三相）

因此，具體的選擇方法如下:

由公式（4）計算可得舊線路壽命及線徑滿足供電要求時，舊線路絕緣化防護方案的選擇條件，如表6所示。

表6 線路壽命及線徑滿足供電要求時舊線路絕緣化防護方案的選擇條件

（2）線徑不能滿足要求

10 kV架空裸導(dǎo)線線路線徑不能滿足要求時，需要更換導(dǎo)線，桿塔繼續(xù)使用，此時線路絕緣化防護的方案有兩種:

方案1:拆除原10 kV架空裸導(dǎo)線，桿塔保留使用，重新架設(shè)符合線徑要求的架空裸導(dǎo)線，并在其上局部裝設(shè)卡扣式硅橡膠絕緣護套。此方案的費用包括架空裸導(dǎo)線材料成本、金具成本及施工費用、卡扣式硅橡膠絕緣護套材料成本及施工費用，導(dǎo)線成本和絕緣護套成本如表7所示。

方案2:拆除原10 kV架空裸導(dǎo)線，桿塔保留使用，全線重新架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線。此方案的費用包括架空絕緣導(dǎo)線材料成本、金具成本和施工費用。

因此，具體的選擇方法如下:

表7 導(dǎo)線成本和絕緣護套成本

由公式（6）計算可得舊線路線徑不能滿足要求時，舊線路絕緣化防護方案的選擇條件，如表8所示。

表8 線徑不能滿足要求時舊線路絕緣化防護方案的選擇條件

（3）線路整體壽命到期

10 kV架空裸導(dǎo)線線路整體壽命到期時，原裸導(dǎo)線、配套金具及桿塔等均需要全部拆除，其絕緣化防護方法和方式的選擇同新建線路。

無論是新建線路還是舊線路的絕緣化防護方案的選擇，絕緣化防護率邊界值均是基于需要絕緣化改造部分在整條線路中均勻分布計算確定的。若需要絕緣化改造的許多部位都集中分散在整條線路中的某一段時，則可以將該段線路認定是“一條線路”，利用上述計算方法進行線路絕緣化防護方案的選擇。

4 結(jié)論

針對河北南網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)10 kV線路由于樹障、鳥窩、異物等原因頻繁跳閘的問題，本文提出利用耐高溫、耐酸堿、抗老化、使用壽命長、抗紫外線、絕緣性能強、適用于戶外的卡扣式硅橡膠絕緣護套有針對性地進行線路局部絕緣化防護，給出了線路局部絕緣化防樹障、桿塔局部絕緣化防鳥害、配變局部絕緣化防異物的具體防護策略，并對農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路局部絕緣化防護的適用條件進行了分析。

農(nóng)網(wǎng)線路局部絕緣化改造工作已經(jīng)在河北南網(wǎng)啟動，并在3條農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路上進行了示范應(yīng)用，線路跳閘次數(shù)明顯減少。農(nóng)網(wǎng)線路局部絕緣化防護有效地增強了農(nóng)網(wǎng)防止外力破壞事故和抵御自然災(zāi)害的能力，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)用價值。

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Application of Insulating Sheath in Partial Insulation of Rural Grid Line

Wang Zhibo，Wang Wenna，Zhu Jundong
（Marketing Department of State Grid Hebei Electric Power Company，Shijiazhuang 050000，China）

Tree barriers，nests，floaters lead to the trips of the 10kV rural grid line frequently in Hebei Electric Power Corporation，which severely threatens the safe and economic operation of the 10 kV rural grid.Based on the detailed analysis of three reasons，this paper proposes to use Silicon rubber insulating sheath to carry out line partial insulation.At first，the characteristics of Silicon rubber insulating sheath are introduced.Secondly，the specific protection strategies of tree barriers，nests，floaters are given.Finally，the application conditions of the partial insulation of the 10 kV rural grid line are analyzed.Demonstration and application results show the effectiveness of the proposed method.

partial insulation；insulating sheath；rural grid；distribution line

TM75

A DOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2015.05.011

2015-03-30。

王智卜（1979-），男，高級工程師，主要從事農(nóng)網(wǎng)工程建設(shè)、運行檢修管理工作，E-mail:497552215@qq.com。