架空絕緣導線的應用及常見問題解決方法

2016-07-09 13:23:05巫尚東

中國新技術新產品 2016年9期

巫尚東

摘要：架空絕緣導線以其明顯的優勢，逐漸取代了傳統架空裸導線在配網中的應用。但是架空線路導線的選擇和施工與普通裸導線有所區別，如果選擇或使用不當，會影響到工程質量和運行管理，嚴重時導致絕緣導線絕緣性能老化以及導線腐蝕加速，留下很多安全隱患。本文對架空絕緣導線常見的問題進行了分析，指出了易遭雷擊斷線、易進水、安裝不當等問題，并給出了對應解決方法。

關鍵詞：絕緣導線；雷擊；進水；安裝不當；避雷器

中圖分類號：TM726.3 文獻標識碼：A

1 引言

目前社會的運轉與電力密不可分，對供電可靠性要求很高，停電事故將造成不良的社會影響以及巨大的經濟損失。而10kV的架空配電線路容易遭受樹木、動物、雨雪等外因的破壞，為了提高供電可靠性，架空絕緣導線得到廣泛應用。

架空絕緣導線相對于裸導線而言，既降低了人員觸電的危險，也便于將高壓線路鋪設到負荷中心，對提高電能質量、降低線路損耗有良好的幫助。由于有絕緣層，導線的金屬部分的腐蝕情況大為改觀，明顯地提高了線路的運行時間，在對線路進行維護時，維護工作量明顯減少，檢修周期得到延長，縮短了檢修停電時間。同時架空絕緣導線鋪設所需的空間較架空裸線而言，其線路走廊所占面積幾乎減少了一半。在設計架空線路支架時，對支持件的絕緣要求也大大降低，因而提高了同桿線路的回數。架空絕緣導線的鋪設成本遠低于地埋電纜，適用于樹木多、周圍環境惡劣的地方。

2 架空絕緣導線常見的問題

2.1 架空絕緣導線易遭雷擊斷線

雷擊造成絕緣導線斷線的機理為，當出現直擊雷或感應雷過電壓時，絕緣導線上的雷電過電壓幅值很大，導線的絕緣層和絕緣子出現擊穿或閃絡的現象。而被擊穿的部位為針孔狀，而電弧受到絕緣層的影響，沒有向其他部分移動，弧根就固定在針孔處燃燒，因此容易在短時間將導線燒斷。尤其是在耐張桿或盡頭桿導線的破口處，容易出現相間金屬性短路，電弧將燒斷導線。

2.2 架空絕緣導線易進水

絕緣導線在安裝時，容易出現進水且揮發難的情況。若絕緣層出現破裂，或者絕緣導線未封頭，由于毛細管的吸泓作用水將進入到絕緣層內部與導線金屬部分接觸。由于環境污染較嚴重，水通常呈酸性，將與導線的金屬部分發生氧化反應，同時生成氧化物。而氧化物在電場的作用下將加快水對導線金屬部分腐蝕的速度，長期如此將大大降低導線的強度，導致鼓肚或斷線故障，對導線的壽命有嚴重影響。

2.3 架空絕緣導線安裝不當

在絕緣導線安裝過程中，其安裝工藝和方法不當容易造成導線進水、導線固定滑落、局部發熱、振動疲勞等情況。在耐張線夾的選用和安裝時，沒有剝去絕緣層就安裝，或剝去絕緣層但未作防水處理；平板線夾規格選擇不當；用金屬裸線固定導線與絕緣子，運行過程中放電燒壞絕緣層。特別是在安裝時出現的剝離絕緣層的方法將帶來很多問題，第一，安裝時力度大，容易傷到導線；第二，剝開絕緣層后形成了潛在的進水點；第三，該處絕緣相對薄弱；第四，絕緣層熱漲冷縮時可能會破壞防水措施；第五，剝去絕緣層降低了導線的機械強度。綜上所述，不正確的架空絕緣導線安裝將縮短了導線的使用壽命，危害線路的安全運行。

3 解決方法

3.1 防止絕緣導線雷擊斷線措施

目前國內外對于10kV架空絕緣導線主要有以下幾種防雷措施。

（1）架空避雷線

通過同桿架設架空避雷線，能夠對避雷線下方的絕緣線路起到屏蔽保護的作用，對降低線路雷電感應過電壓以及避免直擊雷都有有效的作用。采用這種方式容易出現的問題是，由于配電絕緣架空線路的絕緣水平較低，容易出現反擊閃絡的現象；采用這種方式需要架設大量的避雷線，大大提高了線路的建設成本；對于老舊線路，其塔桿不一定適合裝避雷線，因此在安裝時會出現較大的困難；由于避雷線自身的原理，因此需要將桿塔接地；另外，這種防雷方式在實際應用中，仍然存在效果不佳的情況。

（2）氧化鋅避雷器（MOA）

由于氧化鋅避雷器具有特殊的非線性電阻特性，能夠起到限制線路過電壓的作用。它防止配電線路雷電過電壓的原理包括以下兩方面，第一，吸收雷電放電的能量；第二，限制線路的感應過電壓。從具體統計情況來看，通過安裝氧化鋅避雷器后，絕緣導線由于雷擊的斷線率降低了70%，基本上杜絕了雷擊斷線的事故。雖然這種防雷方式具有良好的效果，但是其保護的范圍很小，如果在全線范圍內裝設避雷器，將大大提高投資成本。在進行氧化鋅避雷器安裝時，需要將絕緣層撥開，可能會導致絕緣層導線的線芯內進水，導線的金屬部分腐蝕引起斷線。另外，氧化鋅避雷器運行環境不好，在長期的工頻電壓下容易遭受損壞。

（3）提高線路絕緣水平

這種方式是提高絕緣子的放電電壓，從而達到提高絕緣線路耐雷水平的目的。通常采用的做法是在10kV配電線路中，將原先使用的瓷絕緣子替換為瓷橫擔，或者是在絕緣導線與絕緣子接觸的位置采取措施使得局部絕緣增強，這樣就可以讓雷電不閃絡，或者是在閃絡后由于爬距大，電弧無法建立，從而保護絕緣導線不會被損壞。這種方式同樣存在增加投資成本的問題，同時，由于出現雷電閃絡后，并不能完全阻止短路電流建弧，所以不能杜絕絕緣導線斷線的事故。

（4）箝位絕緣子

放電箝位絕緣子的構成是，在絕緣導線固定處將絕緣層剝開，使用特制的金屬線夾，同時具有引弧放電間隙，其構造如圖1所示。它的工作原理是，當雷電閃絡引發出工頻續流的時候，工頻續流將會在金屬線夾上燃弧，當線路跳閘后，工頻續流將熄滅，在這個過程中，電弧一直在線夾上燃燒而不是在絕緣子和導線上，因此起到了保護絕緣子和絕緣導線的作用。采用箝位絕緣子能夠起到良好的截斷工頻續流的作用，能夠達到保護導線的效果。但是其投資大，要剝開絕緣層，抗震效果差，在出現大風時容易發生故障。

（5）限流削弧角

限流削弧角工作原理與串聯間隙避雷器相近，它是由放電線夾、避雷器、槽口角桿等構成。當放電線夾與槽口角桿之間的空氣間隙被雷電過電壓擊穿時，避雷器將雷電流引入地，工頻短路電流被截斷后不會連續燃弧。這種方式維護工作量較少，但是成本高，安裝時也要破壞絕緣導線的絕緣層。

（6）線路過電壓保護器

這種方法是對氧化鋅避雷器方案的改進，它將引流環與避雷器串聯，在絕緣導線之間形成放電間隙，其結構圖如圖2所示。雷電過電壓會先將導線和引流環之間的間隙擊穿，避雷器起到截斷接續工頻短路電流的作用。不過這種方案同樣存在保護范圍不大的缺點，而且只能對絕緣導線的雷電過電壓進行保護，而對線路的其他過電壓沒有保護作用。

（7）防雷支柱絕緣子

防雷支柱絕緣子的結構示意圖如圖3所示，其工作原理為，增加了絕緣子的放電距離，從而降低了線路雷擊閃絡率；同時由于存在保護型金具，對導線形成了保護部件，在發生閃絡時，電弧在保護部件燃燒，對短路電弧根部的燃燒起到了保護導線的作用。目前這種方案取得了廣泛應用，防雷效果良好。

（8）防弧金具

防弧金具的典型應用為防弧線夾，導線的絕緣層向負荷側剝離300mm～ 500mm，在剝離段安裝防弧線夾，在發生閃絡時，電弧將沿著被剝離的導線段朝防弧線夾方向移動，弧根則一直在防弧線夾上燃燒，通過這樣的方式避免斷線。

3.2 防進水氧化措施

在實踐中發現，造成進水的主要原因是在安裝時造成了絕緣導線的破皮，但是沒有及時封堵，或者是沒有封頭處理，驗收和維護都沒有到位。采取的措施可以有以下幾點。

第一，使用阻水型架空絕緣導線，該架空絕緣導線的截面結構包括有加強芯、導體層、導體屏蔽層以及絕緣層，在所述導體層的每層之間縱向包裹有包帶層。這種電纜具備加大絕緣架空線的阻水性能，擴大電纜的使用范圍等優點。

第二，嚴格按照相關規程施工、驗收和維護，做好防水封堵措施，對發現的缺陷立即處理，杜絕長期進水。如果是一般略微潮濕的環境，就在電纜兩端分別纏繞上防水填充膠帶，收縮護套管即可，護套管兩端必須帶膠。如果環境比較惡劣，就必須使用自粘性防水膠帶進行加強防水。方法是：填充完防水填充膠以后，在填充膠外層用自粘防水膠帶纏繞一層或者拉長自粘防水膠帶纏繞多層，但厚度不要太厚，以免太大了導致絕緣管套不進去。將熱縮管套在膠處收縮好。在熱縮管兩端纏繞防水膠帶，然后再纏繞一層自粘防水膠帶，在電纜絕緣護套的兩端纏繞防水膠帶和自粘膠帶，然后將護套管加熱收縮完畢即可。

第三，加強運行維護工作，做好抽查工作，發現鼓肚情況時要立即組織處理，防止出現更大的危害。

3.3 依據規程安裝導線

嚴格按照DL/T 601-1996以及DL/T 602-1996規程內容進行設計、施工和驗收。使用絕緣線專用金具，比如JNX絕緣線耐張線夾、NL-JY預絞絲耐張線夾、穿刺線夾等。使用直徑不小于2.5mm的單股塑料銅線作扎線。嚴格按照工藝標準，制定技術規范，明確操作方法，正確壓接導線和收緊導線。

結語

架空絕緣導線具有載流量比裸線大、更加安全等優勢，采用架空絕緣導線代替傳統的架空裸導線越來越普遍。但是在架空絕緣導線的應用中，由于其施工工藝和普通導線有所區別，需要正確地進行選擇、安裝和使用，嚴格按照規范進行設計和安裝，使得技術的進步能夠帶來更好的社會效益和經濟效益。

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