10kV配電線路絕緣合理規劃設計研究

摘要：雷擊和自然環境引起絕緣變化是造成配電線路故障的主要原因。在10kV配電線路絕緣規劃設計階段，通過對組成配電線路各元件的絕緣配合進行合理的規劃設計，降低故障率，以使企業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劃設計的重要性，其次對10kV配電線路絕緣設計的流程進行介紹，最后對10kV配電線路絕緣化的規劃設計要點進行分析。

關鍵詞：10kV配電線路；絕緣設計；電網系統；配電線路故障

中圖分類號：TM853 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0023-02

10kV配電線路絕緣合理規劃設計是提高供電可靠性的重要環節。其設計質量的好壞直接影響到社會和電力企業的經濟效益和社會綜合效益。近年來，在配電線路工程建設和改造的過程中，農村地區10kV配電路線常用兩種結構形式：一種是以架空線為主；另一種是采用架空線、電纜混合結構形式，通常為放射性的供電方式。

1 10kV配電線路絕緣設計的流程

10kV配電線路絕緣的規劃設計受很多因素影響，在進行10kV配電線路絕緣規劃設計時，要認真對待設計流程中的每一步：一是掌握該配電線路的供電負荷類別、現狀負荷和規劃供電負荷，明確電源點和供電終點；二是掌握線路供電區域負荷分布情況、沿途地形和供電區域歷史雷電分布情況，初步在地形圖上找出最佳路徑，通過實地查勘確定線路路徑，繪出合適的路徑圖；三是結合實地查勘明確路徑沿途的地形、作物和環境，掌握配電線路絕緣設計的資料；四是依據上述掌握的資料開展配電線路的絕緣配合方案設計，按絕緣配合方案編制工程預算；五是對每個方案進行比較，綜合安全、可靠、經濟選擇最合理的方案。

2 10kV配電線路絕緣的規劃設計要點分析

2.1 配電線路的路徑選擇與導線的絕緣配合

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荷需求和經濟性指標的要求，還必須考慮降低故障率，提高可靠性指標。恰當選擇配電線路的路徑，對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施，為減少配電線路遭受雷擊引起的故障，路徑的選擇應依據歷史雷電分布情況，盡可能避免經過雷電密集區、高山突出區；為減少自然作物影響和環境物體引起的故障，應盡可能避免經過林區（特別是速生桉樹），與臨建區保持一定的距離；為提高故障恢復速度，應盡可能選擇交通方便的路徑，同時，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線的絕緣配合。配電線路導線的絕緣選擇和配合，對減少自然環境引起的故障，提高故障搶修恢復的速度非常重要。對重要和供電可靠性要求較高的負荷，應盡可能選擇電纜和電纜溝敷設的方式供電；對必須經過林區配電線路，林區的導線應選擇絕緣導線架設，同時增強桿塔的抗傾覆強度和導線的抗拉強度；對經過居民區和臨建區的農村配電線路，通過居民區和臨建區的導線應盡可能采用電纜和電纜溝敷設的方式，其他采用架空敷設的架空線、電纜混合結構形式；對從經濟考慮必須跨越山地架設、經過交通困難區域的架空線路，該耐張段的架空線路絕緣應適當比其他耐張段提高（通常采用增加一片瓷瓶），以減少在該耐張段發生雷擊故障的幾率，按絕緣破壞總發生在絕緣最薄弱點的原理，人為地把故障引到其他耐張段，降低故障搶修難度，縮短搶修恢復時間，提高供電可靠性。

2.2 10kV配電線路自然環境對絕緣的影響

2.2.1 自然環境溫度對選擇10kV配電線路絕緣的影響。導線的自然環境溫度，對10kV配電線路在生命周期的絕緣老化有較大影響。對10kV配電線路的絕緣體及電器進行選擇時，首先要掌握配電線路的敷設方式、環境溫度、通風散熱方式和運行負荷，對10kV配電線路的運行溫度進行預測使其盡可能符合實際運行情況。運行環境溫度可按當地氣象部門的近幾年歷史最高和最低溫度確定；結合敷設方式、環境溫度、通風散熱方式和運行最高負荷計算配電設備的運行溫度，依據配電線路設備的最高運行溫度和最低室外氣象溫度，作為設備絕緣介質選擇的參考條件，以降低運行環境溫度對設備絕緣的老化破壞，提高設備絕緣的壽命。

2.2.2 自然環境濕度對選擇10kV配電線路絕緣的影響。10kV配電線路運行環境濕度，對10kV配電線路絕緣體的絕緣效果也有較大的影響。對10kV配電線路和設備的絕緣體進行選擇時，應掌握配電線路及設備的運行環境濕度和通風條件，對運行環境濕度較大的地區，要依據此地運行經驗采取相應的防護措施，一般應選用適合濕熱帶的電器和表面光滑、爬距較大的瓷質絕緣體設備，少用或盡可能不用合成絕緣體和硅橡膠絕緣體；對室內配電設備，可采用強制通風和盤柜內加溫去濕方式防止濕氣聚集，防范配電設備的絕緣能力下降。

2.2.3 環境污染物對選擇10kV配電線路絕緣的影響。在環境污染較大地區和沿海地區，由于空氣環境污染物和沿海鹽分在絕緣體表面的積累，對配電線路和設備絕緣效果也產生較大影響。對10kV配電線路和設備的絕緣體進行選擇時，應掌握配電線路的路徑區域及設備的運行環境的污染類別，一般應選用表面光滑、爬距較大的瓷質絕緣體設備，少用或盡可能不用合成絕緣體和硅橡膠絕緣體；另外經過運行分析，提高桿塔的設計高度來提高配電線路絕緣子的運行環境風速，也有一定的實際效果，但必須慎重通過經濟對比才能選擇該方式。

2.3 10kV配電線路熱穩定、動穩定對絕緣的影響

熱穩定、動穩定對配電線路和設備絕緣體也有一定的影響，因此在進行10kV配電線路絕緣規劃設計階段，必須對選擇元件及絕緣體依據設計規范進行熱穩定、動穩定驗算，滿足設計規范要求：一是計算配電線路短路電流，依據電器允許開斷電流對導體和電氣設備的熱穩定、動穩定進行驗算，在驗算導體短路熱效應時采取主保護時間加相應斷路器全分閘時間，熱穩定、動穩定滿足規范要求；二是配電裝置的絕緣水平要符合《電力裝置的過電壓保護設計規范》；三是選用設備運行額電壓、電流滿足設計規范要求；四是在正常運行或者短路時，導線引線的最大作用力應小于電器端子和絕緣子（瓷橫擔）允許的荷載；五是裸導體通常最高運行溫度應低于70℃，日照影響的條件下，鋼芯路線及管形導體溫度不能高于80℃，導體的日照面鍍錫時，最高運行溫度可提高到85℃。

3 結語

10kV配電線路絕緣合理規劃設計，對配電線路在全生命周期中最重要的運行、維護環節有重大的影響。它既影響配電線路在全生命周期的技術、經濟綜合指標，同時對配電線路建成后通過減少運行故障率、縮短故障搶修時間，提高供電可靠性方面有重要意義，因此，在進行配電線路和設備設計時，必須重視10kV配電線路絕緣合理規劃設計。

參考文獻

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