架空絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用與防雷

1、10kV架空絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用與防雷摘要：架空配電網(wǎng)絕緣化是大幅度降低由于外力原因造成線路短路并引起斷線的有效措施，在城市建筑密集地區(qū)解決了由于空間走廊狹窄架空配電線路出線的困難。本公司在架空絕緣導(dǎo)線應(yīng)用方面，遇到了選型、架設(shè)方式、防雷等一系列問題，通過積累施工、運(yùn)行經(jīng)驗，研究分析、開發(fā)了適宜于本地區(qū)推廣應(yīng)用的JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線，規(guī)范了架設(shè)方式，完善了防雷措施。 關(guān)健詞：10kV 架空絕緣導(dǎo)線 應(yīng)用 防雷1、 引言架空配電網(wǎng)絕緣化是大幅度降低由于外力原因造成線路短路并引起單相接地、斷線的有效措施，在城市建筑密集地區(qū)解決了變電所出線由于空間走廊狹窄架設(shè)架空配電線路

2、的困難。同時城區(qū)架空配電網(wǎng)的絕緣化率是創(chuàng)建國際一流供電企業(yè)的必備條件之一。本公司從九十年代初，在無條件采用電纜線路供電的下列地區(qū)，開始試用及逐步推廣使用了10kV架空絕緣導(dǎo)線：a、架空線與建筑物的距離不能滿足SDJ206架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程要求的地區(qū)；b、高層建筑群地區(qū)；c、人口密集、繁華地區(qū)；d、綠化地區(qū)及林帶；e、污穢嚴(yán)重地區(qū)。架空絕緣導(dǎo)線與架空裸導(dǎo)線相比，體現(xiàn)了較多的優(yōu)越性：一是事故率明顯減少，減少了觸電傷亡事故和相間、單相接地短路故障事故；二是改善了樹線矛盾，大量樹木不必修剪砍伐；三是架設(shè)空間縮小，釋放了供電能力，同桿可多回路架設(shè)，降低了造價；四是架設(shè)方便、靈活性高，并可帶電作業(yè)；

3、五是減少停電事故，保證了對用戶的正常供電，提高了供電可靠率。本公司在10kV架空絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用中，不斷積累了有關(guān)施工、運(yùn)行和導(dǎo)線性能等多方面的經(jīng)驗。在試用階段，采用的10kV架空絕緣導(dǎo)線的型號較多：按制式分為單芯、分裂、不剝絕緣層架設(shè)方法；按絕緣分為耐候型輻射、化學(xué)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，絕緣厚度一般3.4mm、輕型2.5mm；按導(dǎo)線線芯規(guī)格分為鋁芯、鋁合金芯、鋼芯鋁絞線芯；按導(dǎo)線線芯截面分為支線95mm、次干線150 mm、主干線240 mm。其10kV架空絕緣導(dǎo)線的主要技術(shù)性能是：交流電壓試驗，全部產(chǎn)品浸水1h，18kV/1min（輕型12kV/1min）不擊穿；沖擊電壓試驗，試樣浸水1h，9

4、3.8kV（輕型75kV）正負(fù)極性各10次不擊穿；大氣老化試驗，試樣經(jīng)1008 h人工老化后，絕緣機(jī)械性能老化前后變化率不超過30%。由于導(dǎo)線線芯材質(zhì)不同，破壞拉斷力、允許載流量等使用特性差異較大，而且普通架設(shè)的10kV架空絕緣導(dǎo)線在雷雨季節(jié)易遭雷擊斷線機(jī)率較高。因此，架空絕緣導(dǎo)線的架設(shè)方式，導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)用和提高防雷擊斷線能力都必須進(jìn)行綜合比較研討確定。2、 幾種型號的10kV架空絕緣導(dǎo)線架設(shè)方法的綜合比較。2.1、JKLYJ10系列鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線。2.1.1、結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)：導(dǎo)體采用的緊壓圓形絞合鋁導(dǎo)體。標(biāo)稱截面mm導(dǎo)體外徑mm絕緣厚度mm絕緣導(dǎo)線外徑mm絕緣導(dǎo)線參考重量kg

5、/km20C時導(dǎo)體電阻/km導(dǎo)體拉斷力kN單根空氣敷設(shè)時參考載流量（環(huán)境溫度30C，工作溫度90C）A9511.63.4（2.5）19.6(16.6)440(365)0.32013.7327615014.63.4（2.5）22.6(19.6)624(534)0.20621.0336624018.23.4（2.5）26.4(23.4)930(727)0.12534.68505 注: ( )內(nèi)數(shù)據(jù)為輕型絕緣架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)2.1.2、架設(shè)方式。由于承受拉力的交聯(lián)聚乙烯絕緣導(dǎo)線的線芯為緊壓圓形絞合鋁導(dǎo)體，綜合瞬時破壞應(yīng)力P:P=Tp/S147(N/ mm)當(dāng)導(dǎo)線的安全系數(shù)取K=2.5時max

6、=P/K58.8(N/ mm)JKLYJ10系列鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線的架設(shè)時應(yīng)考慮導(dǎo)線的允許使用應(yīng)力。2.1.2.1、按架空配電線路常規(guī)的架設(shè)方式。（架設(shè)方式可采用線間距離400 mm；線與電桿、拉線、構(gòu)架間的凈空距離200 mm的緊湊型架設(shè)）。由于配網(wǎng)改造一般利用原配電線路通道，因而受到建筑物、地形等因素影響，平均檔距一般大于50米，線檔中增立電桿又比較困難。因此在架設(shè)和運(yùn)行過程中發(fā)生了下列問題：a、弧垂增大，對道路、建筑物的垂直距離不夠。由于配電線路檔距l(xiāng)一般在50米左右，郊區(qū)的線路l=80100米范圍內(nèi)，按簡化的拋物線公式計算的弧垂，精確度已足夠。 f=lg/80從上式可知，與裸導(dǎo)

7、線相比，導(dǎo)線的比載g增大，導(dǎo)線的應(yīng)力（與鋼芯鋁絞線相比）減小，弧垂f增大。因此，由于原線路通道檔距不變，導(dǎo)線弧垂增大后，造成了對道路、建筑物等的垂直距離不夠。b、架設(shè)時，易造成過牽引斷線。由于在架設(shè)過程中，受到障礙物的阻礙，或弧垂的設(shè)計、觀察偏差，易造成過牽引斷線事故。c、施工工藝問題，絕緣層剝?nèi)ズ筇幚聿划?dāng)，易造成化學(xué)腐蝕斷線。在主、次干線與支接線搭接等處，絕緣層剝?nèi)ズ笥捎谔幚砉に嚥贿^關(guān)，導(dǎo)致線芯受到化學(xué)腐蝕，導(dǎo)線的應(yīng)力降低，在運(yùn)行中發(fā)生斷線事故。d、受大風(fēng)、雪災(zāi)、覆冰等惡劣氣象條件的影響，易造成斷線。由于導(dǎo)線的應(yīng)力比較小，寒凍時弧垂緊縮，又由于雪、覆冰等機(jī)械荷載增大，在運(yùn)行中易發(fā)生斷線事故。

8、e、在架設(shè)一個耐張段過程中導(dǎo)線不夠長或發(fā)生斷線事故后，由于沒有承受拉力的接續(xù)金具，只能重新調(diào)換導(dǎo)線或在導(dǎo)線接頭處，將直線桿改為耐張桿，增加了工程量和施工難度，還不能滿足設(shè)計、運(yùn)行的要求。2.1.2.2、按承載鍍鋅鋼絞線、三角型絕緣支架架設(shè)。鍍鋅鋼絞線承載鋼絞線本體、導(dǎo)線、絕緣支架、金具等全部荷重，三相導(dǎo)線在三角型絕緣支架內(nèi)緊湊型排列，由三角型絕緣支架懸掛在鋼絞線上。a、承載鍍鋅鋼絞線選擇。按載人的條件，承載鍍鋅鋼絞線的截面不應(yīng)小于50 mm。b、三角型絕緣支架的選擇。表面泄漏距離不小于370 mm，級污穢區(qū)可適當(dāng)加大泄漏距離；交流耐壓42 kV/1min；絕緣支架的安全系數(shù)不應(yīng)小于5，絕緣拉棒

9、的破壞拉力不小于導(dǎo)線計算拉斷力的90%；絕緣支架及絕緣拉棒的破壞應(yīng)力均應(yīng)滿足最大短路電動力的要求。c、緊湊型排列各種距離要求。線間距離250 mm；線與鋼絞線、電桿、拉線、構(gòu)架間的凈空距離200 mm。三角型絕緣支架架設(shè)間隔距離5000 mm。d、線檔內(nèi)的中間接頭可采用不承受應(yīng)力的設(shè)備線夾壓接接續(xù)。優(yōu)缺點(diǎn)：承載鍍鋅鋼絞線、三角型絕緣支架緊湊型架設(shè)具有安全、可靠、結(jié)構(gòu)緊湊節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。但是，存在著造價高、架設(shè)困難等缺點(diǎn)。2.2、JKLHYJ10系列鋁合金芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線。2.2.1、結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)：導(dǎo)體采用的緊壓圓形絞合鋁合金導(dǎo)體。標(biāo)稱截面mm導(dǎo)體外徑mm絕緣厚度mm絕緣導(dǎo)線外徑mm絕

10、緣導(dǎo)線參考重量kg/km20C時導(dǎo)體電阻/km導(dǎo)體拉斷力kN單根空氣敷設(shè)時參考載流量（環(huán)境溫度30C，工作溫度90C）A9511.63.4（2.5）19.6(16.6)436.3(361.5)0.35926.0723115014.63.4（2.5）22.6(19.6)625.6(535.6)0.22641.3630624018.23.4（2.5）26.4(23.4)925.1(722.1)0.14166.05405 注: ( )內(nèi)數(shù)據(jù)為輕型絕緣架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)。2.2.2、架設(shè)方式。按架空配電線路常規(guī)的架設(shè)方式。（可采用線間距離400 mm；線與電桿、拉線、構(gòu)架間的凈空距離200 mm

11、的緊湊型結(jié)構(gòu)架設(shè)）。 由于承受拉力的交聯(lián)聚乙烯絕緣導(dǎo)線的線芯為緊壓圓形絞合鋁合金導(dǎo)體，綜合瞬時破壞應(yīng)力P:P=Tp/S279(N/ mm)當(dāng)導(dǎo)線的安全系數(shù)取K=2.5時max=P/K111.6(N/ mm)可見，JKLHYJ10系列鋁合金芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線與JKLYJ10系列鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線相比，允許使用應(yīng)力增大了1.9倍，導(dǎo)線自重略減輕，因此一般情況下，能夠滿足常規(guī)架設(shè)的要求。優(yōu)缺點(diǎn)：JKLHYJ10系列鋁合金芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線具有允許使用應(yīng)力大，導(dǎo)線自重輕，架設(shè)施工方便，且安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。但是，也存在較多的缺點(diǎn)：a、 原材料價格貴，造價成本高；b、 無承受拉力的接續(xù)

12、金具。在架設(shè)一個耐張段過程中導(dǎo)線不夠長或發(fā)生斷線事故后，沒有相應(yīng)承受拉力的接續(xù)金具，只能重新調(diào)換導(dǎo)線或在導(dǎo)線接頭處，直線桿改為耐張桿，增加了工程量和施工難度，且有可能不能滿足設(shè)計、運(yùn)行的要求。c、 允許載流量小，不能滿足10kV配電線路500A系統(tǒng)的要求。d、 電壓損失及電能損失大。2.3、JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線。2.3.1、結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)： 標(biāo)稱截面mm絕緣厚度mm絕緣導(dǎo)線外徑mm絕緣導(dǎo)線參考重量kg/km20C時導(dǎo)體電阻/km導(dǎo)體拉斷力kN單根空氣敷設(shè)時參考載流量（環(huán)境溫度30C，工作溫度90C）A95/153.421.05970.32034.5027615

13、0/253.42428430.20651.39366240/453.428612850.12592705032.3.2、架設(shè)方式按架空配電線路常規(guī)的架設(shè)方式。（可采用線間距離400 mm；線與電桿、拉線、構(gòu)架間的凈空距離200 mm的緊湊型結(jié)構(gòu)架設(shè)）。由于鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線主要承受拉力的為鋼芯，綜合瞬時破壞應(yīng)力P285(N/ mm)當(dāng)導(dǎo)線的安全系數(shù)取K=2.5時max=P/K118.8(N/ mm)可見，JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線與JKLYJ10系列鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線相比，允許使用應(yīng)力分別增大了2倍，導(dǎo)線自重、外徑增加不大，載流量不變。線檔內(nèi)

14、的中間接頭可采用10kV絕緣導(dǎo)線的接續(xù)金具及絕緣套管附件。因此，一般情況下，JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線能夠滿足常規(guī)架設(shè)的要求。3、 10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷10kV架空絕緣導(dǎo)線在運(yùn)行中最大的危害是遭遇雷擊斷線，斷線點(diǎn)一般在架空絕緣導(dǎo)線與絕緣子接觸處。本地區(qū)僅2004年8月4日、8月16日兩天，10kV全昌、青峰、蘆村、王橋、嶂青等五條線路遭雷擊斷線。架空絕緣導(dǎo)線由于外層為絕緣層，在一般10kV電壓下對外呈現(xiàn)絕緣性能，但在高電壓（雷電壓）下，導(dǎo)體與絕緣層的電位差卻相對很小（可忽略不計），在高電壓作用下，絕緣層的電荷無法通過有效通道向大地釋放，這時會呈現(xiàn)很高的電位，可

15、在絕緣薄弱的地方（如絕緣導(dǎo)線與絕緣子接觸處）擊穿，即出現(xiàn)上述現(xiàn)象。對于架空絕緣導(dǎo)線目前可采取以下防雷措施：3.1、保護(hù)架空絕緣導(dǎo)線不遭受直接雷擊。、安裝避雷線，此種方法避雷效果最好，但可行性和難度大，成本高。、三角型絕緣支架架設(shè)由承載鍍鋅鋼絞線作為避雷線，三角型絕緣支架支持的三相導(dǎo)線在承載鍍鋅鋼絞線防雷保護(hù)角內(nèi)，鍍鋅鋼絞線利用鋼桿、鐵塔等耐張、終端處多點(diǎn)重復(fù)接地。實踐證明，無錫地區(qū)在大浮山區(qū)等多雷地區(qū)采取這種形式架設(shè)已八年以上，無一例遭雷擊斷線現(xiàn)象。3.2、在多雷區(qū)或者按照一定檔距安裝線路避雷器，減少雷擊斷線事故。線路導(dǎo)體與避雷器直接相連，在高電壓（雷電壓）下，雷電流可通過避雷器迅速泄向大地。

16、實踐證明，本地區(qū)在10kV風(fēng)雷等線路采取這種形式架設(shè)已八年以上，無一例遭雷擊斷線現(xiàn)象。33、提高線路絕緣子耐壓水平，將10kV絕緣子換為防雷絕緣子，將大大提高防雷水平。延長閃爍路徑，導(dǎo)致電弧容易熄滅，局部增加絕緣強(qiáng)度，如在導(dǎo)線與絕緣子相連處加強(qiáng)絕緣等。但是，架空絕緣導(dǎo)線遭雷擊后，雷電流總是要通過放電的路徑泄向大地。3.4、局部剝離絕緣導(dǎo)線的絕緣層，使之局部成為裸導(dǎo)線或裝設(shè)接地環(huán)，從而使電弧能在剝離的裸露部分滑動，而不是固定在某一點(diǎn)燒蝕，同時也可為以后施工提供一個掛地線點(diǎn)。35、架空絕緣導(dǎo)線在城區(qū)內(nèi)一般不易遭雷擊斷線，適宜架設(shè)，而在鄉(xiāng)間或空曠地帶易遭雷擊斷線，不適宜架設(shè)，或采取必要的防雷措施架設(shè)

17、。由于城區(qū)內(nèi)的高層建筑物一般都有避雷針，雷電不易打在線路上，而在鄉(xiāng)間或空曠地帶易遭雷擊，建議盡量少采用絕緣導(dǎo)線，必須架設(shè)時應(yīng)采取必要的防雷措施，以減少事故帶來的損失。4、 結(jié)論隨著我國城市電網(wǎng)改造工作的不斷推進(jìn)及城網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，為滿足城市電網(wǎng)供電的可靠性及電能質(zhì)量日益提高的要求，自90年代初以來在我國大中城市配電網(wǎng)絡(luò)中普遍采用架空絕緣導(dǎo)線。本公司在架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線的過程中，遇到了選擇架空絕緣導(dǎo)線型號、架設(shè)方式、防雷等一系列問題，通過與廠家共同分析研究、科技協(xié)作，特殊開發(fā)了符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的和適宜于無錫地區(qū)推廣應(yīng)用的JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線、在架設(shè)方式和防雷措施方面有所建樹。4.1、一般地區(qū)采用JKLGYJ10系列鋼芯鋁絞線芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線，按架空配電線路的常規(guī)架設(shè)方式。導(dǎo)線采用如下三種型號：主干線JKLGYJ10/240（45）次干線JKLGYJ10/150（25）分支線JKLGYJ10/95（15）4.2、特殊地區(qū)采用JKLYJ10系列鋁芯交聯(lián)