絕緣電線范文

時間:2023-04-09 00:56:46

導語:如何才能寫好一篇絕緣電線,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

絕緣電線

篇1

【關鍵詞】電線電纜;絕緣材料;應用

經濟的快速發展,使得能源資源的短缺程度得到不斷加深,無論是電線電纜還是其他的生產材料等都需要進行較為深層次的創新和研究,向其中注入更多先進的元素,同時電線電纜不僅關乎各行各業的生產,而且和人們的生活息息相關,因此新型電線電纜材料的產生和應用已經成為了一種必然趨勢。對于電信電纜材料來說,其最重要的影響特性就是安全性,而安全性也直接表現為它的絕緣性,所以新絕緣材料的應用對于人們的生活和生產將產生最直接的影響。為了更全面的了解和分析若干新絕緣材料在電纜電線生產中的重要性,本文也將從電線電纜絕緣材料的影響出發,對于電線電纜若干新絕緣材料的應用進行了論述研究,希望給讀者一定的啟示。

一、電線電纜絕緣材料對于人類的影響分析

唯物辯證法要求我們應該一分為二的看問題,因此對于新絕緣材料的應用所帶來的便利和問題我們應該引起同等的重視。如果在新絕緣材料的使用過程中,使用不當或是任意丟棄,那么其中很多的化學物質就會發生化學變化,對于周圍的自然環境或是人們的生命健康都會產生一定的影響,以下將作簡單的分析。

從絕緣材料的組成來看,其組成中含有很多的有毒化學物質,在長時間的電線電纜的使用中,由于受到外界環境的影響,很多時候,有些物質在潛移默化中就會發生一定的化學反應,這就直接增強了有毒物質產生的可能性。對于存在這種可能性的化學物質以及絕緣材料,很多的國家都已經停止了使用,而且在很多的國家也出現過中毒致死事件,因此絕緣材料的應用應該避免這些有毒物質使用。

電線電纜的絕緣水平對于新材料的正常使用具有直接的影響,如果電線電纜的絕緣水平不足的話,將直接影響其絕緣性能和正常的使用安全,嚴重時還會引起火災等重大事故。一般來說,電線電纜材料對于阻燃性的要求是非常高的,這主要取決于新絕緣材料的設計指標能否達到和生產流程是否規范以及后期的阻燃性檢驗是否嚴格。

若干新絕緣材料的使用加大了大氣污染和其他污染性的可能性。在絕緣材料中經常使用很多不同成分的有機溶劑,這些溶劑的揮發將直接造成污染,特別是很多不合格的絕緣材料和不符合相關限制性指標的電線電纜的使用,都有可能造成被不同程度的溫室效應或是酸雨等等,室內使用的話也會造成生活環境的惡化,而這些都是應用過程中應該注意的問題。

二、更好實現電線電纜若干新絕緣材料的應用

(一)可降解絕緣材料的應用

可降解材料又叫做綠色生態材料,這種材料具有明顯的綠色環保性,并可以通過微生物分泌酶分解成很多的小分子物質,因此不會產生很多的污染物,保護生態環境。目前可降解材料的重要組成部分就是聚乳酸,由于其具備良好的降解能力而被廣泛應用在各個領域,在絕緣材料的生產中也充當著重要的角色,也成為了電線電纜材料生產的優先選擇。另外聚乳酸中的光學異構體L-聚乳酸具有極強的結晶度,所以降解的時間比較長,因此絕緣效果也較好,而且這種絕緣材料就算是在惡劣的環境下也會分解成無污染性的小分子物質,所以應用價值很高。

(二)無污染絕緣漆的應用

以往的絕緣材料中含有大量的有機溶劑,在使用較長時間之后就會很容易揮發出來,不僅會浪費很多的資源,還會造成材料的絕緣效果下降,造成不必要的污染,嚴重時還會給人體健康造成危害,所以在絕緣漆的使用時應該避免有機溶劑的使用,盡量使用無污染的絕緣漆,當前效果較好的有環氧型無溶劑浸漬漆,這種材料使用正在電線電纜之中具有良好的環保性。另外對于水溶性較強的絲包線漆和浸漬漆也應該加強研究和開發利用,以滿足基本的無污染要求。

(三)無鹵阻燃型絕緣材料的應用

目前很多國家已經明令禁止在電子產品生產中使用含鹵的阻燃劑,從而劃開無鹵阻燃型絕緣材料的應用新局面。無鹵阻燃型絕緣材料應用于電線電纜生產,主要是將氫氧化鎂等添加到磷系的阻燃劑中,然后開發出具有自熄性能或含有有機填料的阻燃劑。譬如現在電線電纜生產中經常使用的環氧封裝塑料、多層板用半固化片等,都是無鹵阻燃緣材料應用的例子,而隨著電線電纜絕緣要求的提高,無鹵阻燃絕緣材料也應該加大研發的力度,以便在滿足阻燃性能的基礎上,實現環境的零污染和人體健康的零危害。

(四)易回收型絕緣材料的應用

電線電纜具有一定的壽命,在應用一段時間之后,需要廢棄處理,而難降解、易污染的絕緣材料,會造成環境的污染,進而危害人類的身體健康。因此在廢棄電線電纜的同時,需要進一步完善電線電纜絕緣材料的回收系統,采用絕緣材料的回收再生技術,控制絕緣材料物質的污染擴散范圍,譬如液體電解質再生技術,這種技術應用于具有熱塑性絕緣材料的回收生產當中,可以有效分離絕緣材料中的有毒物質,將通過化學反應的手段,轉變成無毒物質,而其中某些無毒無害物質,可加以回收利用,重新投入到電線電纜絕緣材料的應用 當中,形成可循環的的應用模式。

篇2

關鍵詞:聚氯乙烯;電線;質量;控制

中圖分類號:TM244 文獻標識碼:A

近年來我國電氣火災時有發生,給人身和財產造成很大經濟損失,而電線電纜質量不合格是引起電氣火災的重要原因。據央視《每周質量報告》得到的數據,2005年電氣火災占總火災比例為21.9%,06年為23%,07年為28%,08年1-11月統計數據已上升到30%,在所有火災起因中遙遙領先,而大部分的電氣火災都與聚氯乙烯電線絕緣老化、導體發熱、發燙、接觸不良引起有關。電線電纜產品不同于一般的商品,一當施工完畢,埋于墻體內,使用壽命都是幾十年以上,而且在使用過程中很難更換和維修,隨著時間的推移,電線絕緣性能會逐步降低,絕緣開裂后導體會加速氧化,從而電阻增加容易引起發熱、發燙。因此,提高電線電纜產品質量是有效減少電氣火災的關鍵因素之一,筆者以下就以建筑工程中最常使用的BV、BVVB線為例,就各工序質量控制要求進行分析探討,為企業生產提供借鑒。

1. 導體(銅絲)質量的控制

影響導體電阻的最主要因素為導體直徑,其次為導體的純度和導體表面質量(如氧化程度等)。1.1拉絲模質量的控制

一般導體的表面應圓滑、光亮、無毛刺、不氧化等。為了控制好導體直徑,必須采用合格的拉絲模。但由于電線導體的生產是一個動態的過程。要做到導體表面圓滑、無毛刺和直徑均勻一致,對拉絲模具的配比及設計非常重要。拉絲模的結構按工作性質可分為:入口區、區、工作區、定徑區、出口區。模芯各區的作用分別是:入口區,方便穿線及防止銅絲從入口方向擦傷拉絲模;區,通過它使銅絲易于帶入劑;工作區,是模孔的主要部分,銅絲的變形過程在這里進行,它對工作區的圓錐半角(模孔半角)設計要求較高;定徑區的作用在于取得拉拔銅絲的準確尺寸;出口區是用于防止銅絲出口不平穩而刮傷銅絲表面。由上可見,在銅絲拉伸過程中,對拉絲模特別是最后一道模的質量要求非常高,因此一般拉絲最后一道模均采用進口聚晶模或鉆石模。

隨著拉絲速度的提高,拉絲模的壽命成為突出的問題。近年來,國內拉絲行業對“直線型拉絲模”和“弧線型拉絲模”進行了廣泛的討論,直線型拉絲模入口區、區合二為一,具有使減少的趨勢,使劑進入工作區前就受到一定的壓力,從而引起更好的效果。如果入口區和工作區加長,可以建立較好的壓力。定徑區必須平直且長度合理,以利于銅絲直徑定型;弧線型拉絲模模芯工作區呈“弧線型”,會使金屬在變形區內的滑動更加曲折,導致附加剪切變形及多余變形功的增加,繼而使拉拔力增加。金屬在內孔中的變形可隨其加工硬化程度的增加而逐漸變小,內孔壁上的壓力分布和磨損都比較均勻,故“弧線型”工作區耐磨性好,特別是當道次壓縮較小時(小于10%),采用“弧線型”工作區。

1.2液質量的控制

在導線拉制過程中,拉絲油是一個很重要的輔助材料,液(由拉絲油和自來水按一定比例配制而成)主要是對銅絲起著、沖洗、冷卻的作用。性能優良的拉絲油不僅能增加金屬銅絲的變形程度,減少斷頭率,減少能量消耗和加工道次,還能增加模具的壽命。

配制拉絲液時應按下列步驟進行:

(1)用自來水(或清水)清洗拉絲機、模架、塔輪、管道等,打開循環泵,讓自來水(或清水)在系統中循環一定時間,用泵抽去池中的水,清理池內“銅粉或銅泥”;然后打開循環泵用自來水(或清水)再循環清洗,直到拉絲機、模架、塔輪、管道清洗干凈為止(必要時,可用專用清洗劑進行輔助清洗),抽去池中的水。

(2)再次往池內注入自來水(軟水),按產品說明書配制要求注入拉絲油,配制成一定濃度的拉絲液。

(3)開動循環泵,讓拉絲油充分地與清水混合開溶解,用手持式折光儀測試其濃度,達到規定要求濃度后就可以使用。

對正常使用中的液,要定期進行維護和凈化管理,維護包括液的濃度控制、PH值控制、防腐控制;凈化管理包括安裝過濾冷卻系統,定期對拉絲設備進行檢修及維護,防止拉絲機漏油,使機械油及液壓油浸入拉絲液中,引起拉絲油腐敗變質產生浮油。

此外,還要定期對液進行過濾清洗,做到液在進入拉絲機前要通過篩網過濾。有效減少銅屑或銅粉進入拉絲機,同時根據使用情況定期(一般3~6個月)更換池內的液,并清洗池。夏天還要對液加大冷卻措施,防止拉絲機內液因溫度過高影響拉絲質量。

1.3退火質量控制

銅線經過拉制,線材截面縮小,長度增加,金屬晶粒細化,晶格發生畸變、錯位而產生內應力,即加工硬化現象,拉制后提高了強度和硬度,但延伸率和導電率均降低,電阻系數增大。因此,根據使用要求,對電線用的銅線必須要經過退火,使銅絲達到GB/T3953-2009標準要求。

目前電線廠對銅絲退火主要是采用退火爐退火和接觸式電刷傳輸大電流退火,前者優點為:設備簡單,易維護,退火后單絲性能較穩定;缺點為:耗電量大,且周期較長,不利于大批量生產。后者連拉連退韌煉裝置已被大多數廠家采用,這是一種單線式通電連續退火的設備,該退火裝置一般裝在拉絲機的最后拉線輪與收線盤之間,構成拉線―退火―收線的連續生產。該裝置的優點為:在拉線的同時完成了退火,提高了效率,電流大少、收線速度調節方便,從而有利于控制銅線的柔軟性。

接觸式連續退火的基本工藝參數為:退火電壓、退火電流、收線速度。

兩退火輪間退火所需的能量(動態與靜態類似)為:

Q=I2?R?t

=I2?ρ?L2/S?V

=I2?ρ?L2/πr2?V

=(ρ?L2)?(I/r)2/(V?π)

由公式可知:拉同一種規格銅線時,Q只與I、V有關。只要控制好I、V參數即可,拉不同規格銅線時,只要控制好I、r、V參數即可。

式中,ρ――銅導線的電阻率;L――兩退火輪間通過導線的距離;V――銅線的收線速度;――通過導線的電流;――銅導線(退火處)的半徑。

1.4防氧化質量控制

銅桿拉制成各規格的銅絲,要經過拉絲、退火、冷卻、烘干、收線等過程。在連拉連退時,一定要注意蒸汽保護裝置正常運行,要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液。銅絲進收線盤前一定要進行吹干或烘干,表面不得有殘留的拉絲液。拉絲成盤后用塑料膜包裹好,存放于干燥環境中,以減少銅絲表面的氧化變色。同時要求銅絲在最短時間內(最好一周內)用于生產。

銅絲在擠塑前需設一定徑模,尺寸比銅絲直徑小20~30微米,銅絲出模后用棉紗等擦拭銅絲表面的銅粉、銅屑,并用氣體吹掉銅粉、銅屑后再進入擠塑機。

2. 絕緣擠塑質量的控制

2.1塑料質量(絕緣材料)的控制

目前,BV、BVVB用的絕緣、護套料均為聚氯乙烯。聚氯乙烯的電絕緣性能較好,有一定的耐熱耐寒性、柔軟性,介電性能好,有一定的阻燃性。但為了增強絕緣材料的各種性能,必須要添加各種添加劑,如阻燃劑、增塑劑、穩定劑等。同時供應商為了降低成本,添加了一定比例的CaCO3,塑料中CaCO3含量過高,絕緣的柔軟性會大大降低,斷裂伸長率將變小而達不到標準要求。嚴禁在塑料粒子中添加回收料、廢塑料。需要指出的是粒子經加工擠塑后,抗張強度會下降15%~20%,比如供應商粒子通過熔融壓片后測得抗張強度為17MPa,而電線生產企業用同一批粒子經塑化熔融螺桿擠塑制成電線后,測得抗張強度為14MPa,損失17.6%,這說明供應商提供粒子的抗張強度要有一定的富余度。

2.2擠塑工藝質量的控制

擠塑工藝主要由擠壓系統、傳動系統和加熱冷卻系統組成。

(1)擠壓系統包括螺桿、機筒、料斗、機頭、模具等組成。

螺桿是擠塑機的最主要部件,普通的BV、BVVB線生產一般用Ø45、Ø60擠出機生產。長徑比取15~25倍之間。

電線擠出機頭一般采用直角機頭,在機頭前部裝有均壓環,用于均衡壓力。模芯模套可通過螺栓來支撐調節絕緣的同心度,由于絕緣擠出量較小,絕緣與導體間需有一定的粘合,故模芯模套采用擠壓式。

(2)傳動系統的作用是驅動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉速,通常由電機、減速器和軸承組成。

塑料聚氯乙烯的擠出與螺桿長徑比、直徑、壓縮比、螺距、螺槽寬度、深度、螺旋角以及螺桿與機筒之間的間隙、收線速度有關。當擠出機固定時,絕緣擠塑質量則決定于擠塑各區的溫度控制、收線速度及螺桿轉速。一般地當擠塑溫度增加,絕緣抗張強度會增加;螺桿轉速增加,絕緣塑化可能不充分,斷裂伸長率會降低;收線速度增加時,絕緣塑化也可能不充分,相應要提高各區溫度和加大螺桿轉速以保證絕緣厚度值。因此擠塑工藝是一個較復雜的各參數調節過程,要使絕緣性能達到最佳,操作者的長期經驗積累是必不可少的。當擠塑溫度超過某種塑料的最佳塑化溫度時,就容易使塑料焦燒和老化,也容易產生氣孔、汽泡,定型不好等質量問題,嚴重時還會造成擠出過程中壓力波動,塑料在機筒內“打滑”,造成擠出量不穩,導致絕緣厚度不均勻、絕緣表面不平整。溫度過底,則會造成塑料塑化不好,擠出表面有未塑化好的小顆粒或樹脂疙瘩,絕緣伸率底,絕緣與線徑間難以剝離,不但影響質量,還容易造成塑料層脫節、裂紋等。因此要按根據工藝規定控制溫度,同時,工藝也需要根據設備新舊、環境溫度(冬、夏天擠塑溫度有所不同)、料的批次不同而有所調整。

(3)加熱和冷卻是塑料擠出過程進行的必要條件,現在擠塑機通常用的是電加熱,加熱片裝于機身、機脖、機頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內的塑料,使之升溫,以達到工藝操作所需要的溫度。

冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設置的。具體說是為了排除螺桿旋轉的剪切摩擦產生的多余熱量,以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種,一般中小型擠塑機采用風冷比較合適;螺桿冷卻主要采用中心水冷,目的是增加物料固體輸送率,穩定出膠量,同時提高產品質量;但在料斗處的冷卻,一是為了加強對固體物料的輸送作用,防止因升溫使塑料粒發粘堵塞料口,二是保證傳動部分正常工作。

擠塑后的電線在離開機頭后,應立即進行冷卻定型,否則會在重力的作用下發生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻,并根據水溫不同,分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻,急冷對塑料擠包層定型有利,但對結晶高聚物而言,因驟熱冷卻,易在擠包層組織內部殘留內應力,導致使用過程中產生龜裂,一般PVC塑膠層采用急冷。

參考文獻:

[1] JB/T5820-2008.電線電纜擠塑設備技術要求[S].北京,機械工業出版社,2008.

[2] GB/T5023.1-2008.額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜.第1部分:一般要求[S].北京,中國標準出版社2008年.

[3] GB/T3953-2009.電工圓銅線[S].北京,中國標準出版社2008年.

篇3

根據我國的電力需求,市場上的絕緣子共分為三種不同種類,分別是玻璃絕緣子、瓷絕緣子與復合絕緣子。在對其進行五種不同方面的實驗與評價后,筆者得出一個結論:玻璃絕緣子較其他兩種絕緣子來說具備良好的質量保障,使用周期也很長,失效檢測率與事故排查率也較高,這從根本上切實地保障了電力系統的平穩運行,值得采用。

1 輸配電線路絕緣子的種類分析與應用狀況

1.1 輸配電線路絕緣子的種類分析

縱觀市場上的輸配電線路絕緣子的類型,目前來說應用范圍最廣的共有兩種,分別是質量優良的絕緣子與類型適宜的絕緣子。

1.1.1 質量合格,性能優良的絕緣子。一般質量較好的復合絕緣子所符合的標準是其的抗壓性、抗沖性以及抗腐蝕性都是良好的,其次在內部的構造方面,也是要在一般絕緣子構成的基礎上加入具備良好抗張強度的環氧引拔棒。而在其端頭與芯棒的組裝上也要采取新型的壓接式技術,這樣才能確保絕緣子保持良好的強度。另外將內部的環氧引拔棒與硅橡膠材料結合使用,不僅可以將硅橡膠材料良好的抗腐蝕、抗電壓以及耐熱性能充分展示出來,也可以使得絕緣子內部不易受外界潮濕影響,產生故障,同時也便于對其的日常維護與定期清理。

1.1.2 類型適宜,合理調配的絕緣子。一般來說,復合絕緣子的形狀與安裝其的基本方式會對其運行中的積污量產生一定的影響,因此在考慮安裝時,需認真選擇類型適宜的絕緣子。

第一,根據絕緣子外層的傘裙形狀。在市場上最常見的絕緣子外層的傘裙形狀共分為兩種,分別如圖1與圖2所示:

圖1中的無滴水沿式結構為多選擇性的傘裙形狀,其上表面為角度較小的傾斜,下表面則是水平的板塊裝置,實踐證明其能夠很好地利用上表面的傾斜角度減少污垢的沉積量,同時還能夠良好地防止傘裙的結構產生變形。而圖2有滴水沿式結構多暗藏凹槽褶皺,極易積累污垢。另外,圖1中的絕緣子傘裙形狀也較圖2中的傘裙大,這間接地保障了絕緣子外部的絕緣特性。

第二,根據安裝絕緣子串的基本方式。一般來說,市場上安裝絕緣子串的基本方式共有三種,分別為水平串、V形串與懸垂串,最佳選擇的應為水平串絕緣子,其的多方位表層都能夠清理到位,其次選擇的是V形串,最后再考慮選擇的是懸垂串,但是其的積污能力較強,一般不被采納。

1.2 輸配電線路絕緣子的應用狀況

在輸配電線路中所用的絕緣子又稱復合絕緣子,其性能優良、安裝簡便、操作良好等特性促使其在我國的電力系統中應用性較廣。根據近幾年來的電力數據表明,我國大部分地區已廣泛使用這種絕緣子,東部及中部地區的應用數量明顯高于西部地區,具體示意如圖3所示:

2 評價輸配電線路絕緣子可靠性的基本因素

從上述有關復合絕緣子的種類分析與應用狀況來看,只有在輸配電線路中復合絕緣子的安全性能優良、運轉狀態良好,那么其才能在電力系統中發揮出巨大的傳輸電能、調節電力的作用。那么如何評價該輸配電線路中的絕緣子性能是否良好與可靠,下面筆者將從其包含的五個評價基本準則分別介紹:

2.1 使用壽命與年限

這是評價絕緣子可靠性的最基本準則之一,只有確保在正常運轉的條件下,其的性能不低于出廠以及國家所標準的使用年限,那么該絕緣子的安全可靠性就相比于其他種類的來說是符合規定的。同時,工作人員也能有效地從復合絕緣子在電路中的使用壽命與年限參考出該絕緣子的經濟適用價值。我國著名專家曾多次試驗調查玻璃絕緣子與瓷絕緣子的機電性能差異后發現,玻璃絕緣子主要是由其內部的金屬插件所控制的,而瓷絕緣子則主要受絕緣體性能的影響。但是綜合來看,玻璃絕緣子的使用壽命與年限比瓷絕緣子要高,一般為35~40年,而瓷絕緣子最多也只能運轉25年左右。新型的復合絕緣子的使用壽命還較低,這還需日后科技的進步來彌補缺陷。

2.2 性能失效概率

在輸配電線路中,常常會產生絕緣子部分零件甚至是全部結構性能失效的現象,而在工作人員的檢測中,常常把運行中性能失效的絕緣子個數與投入使用總絕緣子的個數作分數比,這就是失效率的計算方式。不同類型的絕緣子失效率都有所不同,玻璃絕緣子在一般使用條件下的失效率為(1~4)×10-4/a,而瓷絕緣子的失效率比玻璃絕緣子高一些,復合絕緣子的失效率目前還不能夠完全檢測出。

2.3 性能失效后的檢測概率

失效檢測率主要是由絕緣子性能失效后的表現狀態與失效原因所決定的,而一般絕緣子的失效現象可以目測看出,這被稱為絕緣子的“自破”現象,而失效檢測率也較其他檢測方式較高,這主要適用于玻璃絕緣子。如果工作人員深入分析絕緣子內部結構后發現其傘裙被腐蝕以及產生隱蔽的“界面擊穿”現象,那么也極有可能表示該絕緣子已經產生實效現象,這種情況主要發生在復合絕緣子身上。而瓷絕緣子的失效方式較為隱蔽,工作人員光靠肉眼目測還是不夠的,這就是老化現象,其也是一種會隨著時間增長不斷惡化的實效表現形式,當然對于老化現象的實效檢測率也較低,不易被發現。

2.4 掉線事故產生概率

掉線事故也是嚴重影響到絕緣子在輸配電線路中運行的主要原因之一,其嚴重時更會導致電網的大面積停電,電力系統的部分區域癱瘓,因此需要工作人員的強加關注。而工作人員也對掉線事故進行了概率的統計與分析,并將之稱為掉線事故產生率,即在一年中絕緣子掉線事故的數量與使用絕緣子件數的分數比。根據所調查的數據顯示:玻璃絕緣子所產生的掉線事故幾乎沒有,其還是具有很好的安全可靠性,而瓷絕緣子的掉線事故就高達2×10-5。

2.5 可靠性的實驗評價

在對不同類型的絕緣子進行可靠性的安全實驗前,先要對玻璃絕緣子、瓷絕緣子以及復合絕緣子的基本性能與優劣勢做全面的了解,再采取加速壽命實驗與強制老化實驗來深入檢測并做好實驗后的數據搜集與評價工作。常見的實驗方式有熱機實驗、陡坡實驗、200萬次的高強度頻率與1500萬次的低強度頻率相互交替振動的抗疲勞實驗以及對絕緣子內部抗水壓性能的檢測實驗等。每次采取不同的實驗方式進行實驗后,都會得出不同的結論,但是綜合各種數據與結論,我們得出玻璃絕緣子的安全可靠性較瓷絕緣子與新型的復合絕緣子來說較高,值得我們去使用。

3 如何提高輸配電線路絕緣子的可靠性

3.1 采用合適的材料制作而成的絕緣子

在絕緣子的構成中,材料是最基礎且最重要的一步。市面上大多數的絕緣子都是由玻璃與硅酸瓷組成。從其的物質屬性上分析,玻璃屬于均質體,包含了液態與玻璃態的雙重性質,而硅酸瓷則屬于不均質體,是三相體的形成。除去對材料表面及力學形態方面的嚴格要求之外,還需對材料的內部缺陷作深入研究,這也是為什么鋼化玻璃優勝于其他材質的絕緣子的主要原因之一。而玻璃絕緣子中的玻璃材料主要是經過了高超的“玻璃熱鋼化”技術,這使得其玻璃表層附上了一層可以承載高達100~250MPa的保護膜,不利于其產生老化現象,絕緣性能良好,具有一定的穩定性。

3.2 采用產品結構良好的絕緣子

玻璃絕緣子的產品結構屬于罕見的圓柱頭結構,因此其各個零部件的承載受力都很均勻。而瓷絕緣子采取的仍是傳統的圓錐頭結構,相比于圓柱頭結構具有尺寸小、操作簡便、高強度的特性。同時玻璃絕緣子的線膨脹系數比瓷絕緣子的要大,但是卻又處于復合絕緣子與瓷絕緣子之間,與金屬或者是水泥的線膨脹系數相當,不具備一定的安全威脅性,受力狀況也是良好的,也不會在惡劣的環境條件下產生緩慢的老化現象。

3.3 采用制作水平精湛的絕緣子

國外例如西歐地區或者是俄羅斯地區的玻璃絕緣子的制作工藝與水平都是中上游的,而在國內的制作廠家中很難達到這種技藝的水準,因此在國外市場,玻璃絕緣子的使用范圍是最廣的。但是國內制作廠家對玻璃絕緣子的性能研究與開發也正逐步取得成功,通過開放引進與自主研發的方式,使得中國的玻璃絕緣子的性能優良,安全可靠性也很高,因此工作人員在選擇使用絕緣子時要注意選取制造水平精良的絕緣子投入電路的使用。

篇4

【關鍵詞】高壓輸電線路 在線監測系統 改進措施

當前我國的電力供不應求,而且用電量也在不斷增加,許多城市都開始采取措施來限制用電如此頻繁的情況,比如通過限制用電、增加電費等等。高壓輸電線路的工作狀況受電網的輸電狀態和利用情況的影響,輸電線路的工作情況無時無刻都會受到高壓輸電線路在線監測系統的監控,使高壓輸電路線能夠正常工作。當前輸電線路在線監測系統面臨很多問題,例如監測輸電線路中的桿塔和鐵塔傾斜、絕緣子、氣象的不足,這些問題需要盡快解決,才能使其更好工作。

1 高壓輸電線路在線監測系統的現狀

1.1 輸電線路桿塔和鐵塔傾抖造成延時監測

固定間隔的桿塔和鐵塔是構成輸電線路的重要組成部分,也是完成輸電工作的重要前提。可是當前由于野外環境的特殊,比如極其惡劣的天氣、地震等自然災害和施工事故等,使輸電線路桿塔出現傾斜,也就使其在輸送電能的時候會耗損相當多的電能,使輸電線路的工作效率嚴重降低,而且會使監測系統在檢測過程中面臨延遲監測的困難,由于監測數據不能在第一時間完整的表現出來,也就使其不能及時檢測出來問題。鐵塔是輸電網里面的一個關鍵裝置,因為鐵塔的自身重量很大,所以當其傾斜時就會對輸電線路造成損害使其某部分發生斷裂,使輸電線路不能正常工作。檢測者在檢查鐵塔的時候,要帶著龐大的監測工具,在鐵塔的周邊監測,但是此方法的效率極低,監測結果也會被很多的因素所限制,從而變得不準確。

1.2 高壓輸電線路視頻在線監控

當前電力系統應用了一種新型電力監測系統,那就是高壓輸電線路視頻在線監控系統,其中含有近程視頻監控和遠途視頻監控等,使得監控系統有了智能化的升級,視頻在線監控應用了很多高科技,比如圖像管理科技、數據壓縮解碼科技、3G無線視頻科技、高速數據傳送科技、節能供電等,這樣一來視頻在線監控系統就能夠無時無刻持續的及時的了解電網輸電線路的工作狀況,能夠在第一時間將出現的問題找出來并解決,使得在線監測的效率得到了巨大的提升,使檢測者的工作力度減輕了,可是天氣情況很容易影響監控的進行,比如在天氣極度不好的時候,艦頻在線監控幾乎不能正常工作。

1.3 輸電線路絕緣子在線監測

電網的輸電線路里有大量的絕緣子,這些絕緣子把各種導電體連接起來,進而達到了絕緣隔離的效果。當絕緣子有質量缺陷時,比如絕緣不良,就會使輸電路線不能正常運行,電網輸電線路的最關鍵與最脆弱的環節就是絕緣子,特別是高壓電網的絕緣子,而且其發生事故的可能性非常大,因為野外的環境極其不好常常使得絕緣子斷裂,還因為長時間的污漬沉積使得其絕緣效果變得不那么靈敏,所以在在線監測時一定要鞏固對絕緣子的監測,這樣才能保證輸電線路工作的正常進行。

1.4 輸電線路振動在線監測

極端惡劣天氣經常阻礙高壓輸電線路的正常工作,當遇到嚴重的雨雪和冰凍時,輸電線路上就會結上厚厚的冰,當其重量嚴重超標時,輸電線路就會大范圍的斷裂,進而輸電線路也就不能正常工作了。接下來是輸電線路振動在線監測系統,它的關鍵特點是運用通信技術網絡,在自主搜集震動信號后及時對其進行數據整理和震動分析,運用本監測系統之后,可以把輸電線路的工作情況盡收耳目,以達到在第一時間保護輸電電路的目的。此監測系統既可以監測信號的振動頻率等物理指標,還可以將其信號產生地方的溫度、濕度、風運行速度檢測出來。可是如此靈敏也是存在不足的,就是容易被影響而使結果變得不準確。

2 高壓輸電線路在線監測系統改進措施與關鍵技術分析

2.1 改進輸電線路桿塔和鐵塔傾抖自動化監測

在高壓輸電線路里,如果桿塔和鐵塔變得傾斜,輸電線路就不能良好的工作,要加強完善桿塔和鐵塔自動化監測,做到對其傾斜的良好監控,只要桿塔和鐵塔一變傾斜,系統就可以及時的獲得信號,在第一時間使信號到達監測的中央部門,檢測者可以通過接收到的信號對其進行整理以及時的解決故障。本監測系統首先要使監測中心的終端設備達到升級狀態,其次在固定間隔的桿塔和鐵塔上安上本檢測系統的終端裝置,并且是無線裝置,最后完善監測中心對信息整理的軟件,使桿塔和鐵塔傾斜時能夠自主的被監測并通過網絡對其進行控制。

2.2 改進高壓輸電線路視頻在線監控系統

由于高壓輸電線路視頻在線監控系統很容易受到不同因素的影響,進而產生錯誤的判斷,所以針對此問題,就要在其監測系統里增加無線終端裝置以及抗干擾裝置,完善視頻在線監控軟件,就可以對桿塔、鐵塔、絕緣子、線路積冰、線路振動等運行情況進行準確及時的監控,使此監測系統的受影響程度明顯降低,確保監測中心能夠及時的獲得精確的數據,使得工作人員在較少的時間內獲得相對準確的信息,進而提高了效率。

2.3 改進輸電線路絕緣子在線監測系統

改進輸電線路絕緣子在線監測系統就要構建輸電線路的數據網絡,而此數據網絡的構建需要用到3G數據網絡科技、GPRS科技、無線通信體系等,根據此數據網絡可以在第一時間檢測到因為濕度溫度等的改變所導致的絕緣效果的不足,及時發現漏電現象,并在第一時間召集人員對其維修。由于新型的抗干擾裝置、高精度裝置和低消耗裝置的增加,使得此監測系統的工作情況變得更加平穩,進而也使跳閘現象減少。

2.4 改進輸電線路振動在線監測系統

雖然極其惡劣的天氣經常使電線發生震顫,可是只要通過人工的方法對其進行保護,就可以使此問題得到避免,進而使輸電線路能夠正常工作,也在一定程度上降低了無用消耗,使百姓享受到穩定供電的服務。通過增加一些新型的裝置和科技,比如無線傳感器、高準確率數據采集和預管理裝置、信息傳導網絡、自主化監控和判斷體系等,使此監測系統能夠獲得精確無誤信息,使得工作人員能夠在第一時間監測出電線出現的問題,比如線路斷裂以及金具破損等問題,而且可以明確導致跳閘的具置。

3 結語

中國的電力系統正朝著高科技的領域不斷壯大,這是與無線傳感器技術、電子信息技術等的高速更新所分不開的,高壓輸電線路在線監測系統能夠及時的掌握輸電線路的工作狀況,在很大程度上可以保護輸電線路正常工作。又由于現實生活中高壓輸電線路在線監測系統確實存在一些不足,所以對其進行了完善與改造,以確保輸電線路能夠平穩正常的工作,使中國的電力系統得到了很大的發展。

參考文獻:

[1]張國鰓.電網輸電線路在線監測系統改進措施分析[J].河南科技,2012(2).

篇5

關鍵詞:配電線路;故障原因;解決措施

1 引言

配電線路故障問題不僅會給供電企業帶來經濟損失,還會給城鄉居民的日常生活帶來不便,因此,做好配電線路的管理至關重要。配電線路故障作為一個難以解決的問題,我們只有深析其產生的原因,才能夠找到解決的辦法。

2 配電線路常見的故障原因分析

2.1 自然原因一起的配電線路跳閘

2.1.1雷電引起的故障,每年的夏季是雷雨多發的季節,配電線路處于露天的環境之下,其線路和配電設備很容易遭受雷擊,如果不能夠做好防雷措施,便會因為雷擊引起斷線。另外由于在春夏季節多風,一些體重較輕的物體很容易被隨風刮落在電線上,導致配電線路故障。

2.1.2 鳥類繁殖、樹木生長造成的線路跳閘

每到春季就有小鳥落在線路上,并將鳥窩搭設在電線上,一般在雨后,搭建鳥窩的樹枝潮濕,極易造成線路短路跳閘。隨著樹木的增多,樹枝繁茂的圣戰擠占了電線的通道,在下雨刮風的天氣的時候,樹木絕緣能力下降,樹枝碰著樹枝便會直接的導致線路短路跳閘。

2.2線路上的設備故障造成線路跳閘

常見的有:(1)瓷瓶炸裂造成的故障。線路瓷瓶炸裂后,不易被發現。下雨后絕緣降低易造成線路接地或跳閘,或霧天閃絡、放電造成跳閘。(2)高壓計量裝置引起的故障。高壓計量裝置的接線柱相間距離過小,沒有采取絕緣防護措施,落鳥或搭掛異物易造成線路跳閘。(3)過引線燒斷引起的故障。過引線連接不牢固,線路負荷較大時容易引起連接點發熱,打火燒斷導線引起跳閘。

2.3 配電室內的設備故障造成線路跳閘

常見的有:鼠、貓等小動物爬到配電盤或低壓母線上造成設備短路,引起線路故障;雷電后避雷器擊穿,引起線路故障;跌落開關、低壓電容器老化燒壞,引起線路故障。

3 提高配網管理手段,減少配電線路故障

3.1 制定相關的考核制度,加強配電線路管理

配電線路故障所要涉及的管理工作很多,我們必須建立一定的管理制度來加強配電線路的管理工作,加強線路故障跳閘的獎罰力度,這樣才能夠充分的調動起運行管理單位的積極性,以減少配電線路的故障次數。我國的一些地方將設置了一些考核配電線路異常的考核制度,凡是線路出現跳閘故障,便將其列入考核的范圍,并找出其發生故障的原因。對各個線路進行分組管理,在一定的時間內對線路運行情況進行綜合排名,獎罰分明,有效的提高各單位的工作效率,降低了配電線路故障的次數。

3.2推廣應用GPS線路巡檢系統

現在浙江省電力公司已經開始在搞配網巡檢項目,以后可以將浙江1:500的地圖載入GPS手持機,現在巡視GPS手持機會記錄巡視軌跡并且可以當場選擇有缺陷設備,因為2011年7月浙江配網PMS生產管理系統已經趨于完善,其中GIS模塊里面各電力設備各種詳細參數包括經緯度等都可以詳細查詢到,這些電力設備都在地圖上有顯示并且可以精確定位。這種地圖就是以后載入GPS手持機的地圖。

3.3建立線路的實時電子圖片檔案

GPS線路巡視系統效果顯著,但在線路通道、交叉跨越、建房、取土、堆沙等方面存在管理盲區。為確保公司配網安全的穩定運行,我們創新工作思路,開展了配電線路及臺區的全程“無縫拍照”,以及建立電子信息檔案工作。即從變電站出線到最后一基桿塔,每基桿塔、每條主線、支線、分支線路全部多角度拍照,留存數碼照片影像資料,所有配電臺區也全部多角度拍照,并建立電子檔案。

實行線路巡視“雙制式”管理后,特別是建立電子檔案后,每條線路對應的全景、桿號牌、桿頂、桿基、拉線、通道,每個配電臺區對應的配電室、進線、變壓器、配電盤、工器具櫥、沙箱都有了數碼影像照片檔案,做到了隨時掌控線路、設備的第一手資料。通過圖片資料治理線路設備缺陷,極大地提高了工作效率。電子檔案的建立,也加強了用戶的設備管理力度,對重大設備缺陷及時下發通知書進行整改,改善了用戶的設備運行水平。

3.4加強業擴工程的規范管理

近年來因用戶設備原因造成的跳閘居高不下,探究其原因,故障大多都是由于用戶的設備老化或使用偽劣假冒電力設備造成。我們從業擴新上用戶入手,加強質量管理,所用進網設備必須使用知名品牌,避免假冒偽劣電力設備進入電網運行,消除了電網穩定運行的一大隱患。對變壓器容量在400kVA及以上的用戶,配置微機保護設備。對變壓器容量400kVA及以下的用戶,跌落開關配置高壓速溶熔絲,將故障范圍縮小到了最小。用戶的電力設備質量逐年提升,電網運行也越來越穩定。

3.5加大線路絕緣化改造力度與清理路障措施

對于新建的配電線路,積極推廣使用絕緣導線,逐步提高線路的絕緣化水平。加強線路防雷工作,絕緣線路合理安裝防雷絕緣子,避免雷雨天氣的雷擊造成斷線。對暫時無法實施絕緣化改造的線路,實行絕緣化防護,將線路開斷、轉角、T接及高壓計量、隔離開關、真空開關進行絕緣化改造。配電室進線更換為絕緣線,并開發了絕緣線專用穿墻套管,收效顯著。

另外,針對近年來道路數目增多,擠占配電線路的空間造成的故障,政府應當組織情路線路障礙的工作,徹底的改善線路的運行環境,以減少由樹木引起的線路故障。

4 結語

配電線路的故障問題嚴重的影響著供電企業的經濟效益,同時也給廣大的民眾帶來了眾多的不便,作為政府應當加強對線路的保護,提高宣傳力,供電企業應當做好配電線路的安全防護措施,向民眾普及線路安全知識,以降低故障,保證配電線路安全、可靠的運行。

參考文獻:

篇6

關鍵詞:配網架空線路;絕緣;拉線

中圖分類號:TM726 文獻標識碼:A

0. 引言

廣東省沿海地區經常受到強臺風的吹襲,導致配電網中低壓架空線路損壞,對正常供電產生極大的影響。安裝防風拉線是提升配電網架空線路防風能力最為簡單經濟的手段。傳統的防風拉線使用鋼絞線制成,由于是金屬材料制成,存在一定的觸電風險,而且在沿海地區受到高鹽海風和潮濕天氣影響容易出現銹蝕破損,影響防風效果。因此有必要針對沿海地區的特殊環境,研制一種具有良好絕緣性能,高強度的防風拉線,拓展拉線的應用范圍,進一步提升線路防風能力。

1. 絕緣材料的選擇

要使絕緣拉線可以代替傳統金屬拉線用作線路防風加固,其機械強度必須等同或高于金屬拉線,在10kV及以下配電架空線路中,常用的金屬拉線由鋼絞線制成,其性能參數見表1。

根據現有拉線的性能,需要研制3種對應型號的絕緣拉線,使其機械強度達到或超過傳統鋼絞線拉線的要求。通過對比,選擇了芳綸紗作為拉線主體結構的材料。芳綸絲是一種合成纖維材料,具有機械強度高,抗拉性能好的特點,且具有耐高溫、耐酸堿、重量輕、絕緣、抗老化、阻燃、生命周期長等優良性能。芳綸紗現已廣泛應用于防彈制品和特種防護服等領域。

由于拉線在室外環境安裝使用,容易受到雨水的影響。由于纖維結構具有毛細效應,容易把水份吸入拉線內部,降低絕緣性能。為避免該問題,在拉線制作中添加了阻水紗,阻水紗纖維主體遇水時,可迅速膨脹形成膠狀物,該膠狀物的保水能力強,有效阻止水樹的增長,從而達到阻止水分滲透及擴散的目的。在使用芳綸紗纖維中加入若干阻水紗后,即可達到防止水份大量入侵到拉線內部的目的。

2. 絕緣拉線結構設計

絕緣拉線結構由加強件、內護套、外護套3部分組成,如圖1所示。加強件是整條拉線的受力部件,是拉線中最重要的部分。加強件使用芳綸紗及阻水紗混合加工而成,每一根加強件外面覆蓋內層護套。內層護套的作用是防止內部纖維散開,并起到保護加強件的作用,內層護套使用PE材料制成,具有柔軟延展性好,防腐、絕緣、阻燃的特點。

多根加強件經過單向螺旋絞合組成絕緣拉線的主體結構(圖2),通過調整絞合的加強件數量,就能制作出不同型號,具有不同機械強度的絕緣拉線,以達到不同的拉力性能要求。根據目前拉線的使用需要,共設計出ADPW-1、ADPW-2、ADPW-3三種型號的絕緣拉線,性能相當于傳統的GJ-25、GJ-35、GJ-50三種金屬拉線。

為保護內部加強件,在絞合的加強件外需要再覆蓋一層外護套。外套護套須具有阻燃、耐老化、耐腐蝕等性質,因此,外層護套材料在一般PE材質基礎上,加入LSZH阻燃助劑,用以提高護套的阻燃性能。

3. 絕緣拉線安裝金具的設計

由于絕緣拉線外層使用的是PE護套,表面較為光滑,傳統拉線的夾式金具無法有效夾緊拉線,當絕緣拉線受力牽引時,金具會導致塑料護套變形破裂,導致金具脫落和拉線損傷。因此,需要研制一套專用的絕緣拉線安裝金具。

傳統金具無法使用的原因為,PE護套的表面光滑,金具與拉線的接觸面積過小導致摩擦力不足。新的安裝金具需要增大接觸面積,增拉線與金具之間都額摩擦力,而且需要將摩擦力均勻分布拉線表面,避免對拉線護套的損害。新的安裝金具以鍍鋅鋁條為原材料,采用內外反向螺旋的雙層預絞式結構,金具可以螺旋纏繞在拉線表面,大大增加了金具與拉線間的基礎面積。鋁條內表面附上金剛砂,用以加強接觸面的摩擦系數,提升二者之間摩擦力。使用該預絞式金具,再配合其他連接金具及螺栓配件,就能完成絕緣拉線的正常安裝使用。

4. 絕緣拉線性能測試

絕緣拉線制成后,對其進行斷裂強度和絕緣性能測試。

(1)斷裂強度測試

參考標準GB/T 13035-2008帶電作業用絕緣繩索,按照指定的試驗儀器及操作方法進行試驗,試驗結果見表2。從測試數據可以看到,絕緣拉線的斷裂強度已達到并超過傳統的金屬拉線。

(2)工頻干閃電壓測試

參考標準GB/T 13035-2008帶電作業用絕緣繩索,試驗前,將試樣放在50℃的干燥箱里進行1小時的烘干,然后自然冷卻5min,在規定的試驗環境中進行試驗,測試結果見表2。

(3)工頻泄漏電流測試

參考標準GB/T 13035-2008帶電作業用絕緣繩索,將試樣置于相對濕度90%、溫度20℃的調溫調濕箱中預處理24小時后,取出試樣,在規定的測試環境中測量泄漏電流值,測試結果見表3。

從以上兩項測試結果中看到,絕緣拉線的絕緣性能良好,可用于10kV配電線路中。

5. 應用效果

絕緣拉線已在廣東江門地區沿海地區進行試點應用,具有以下應用效果:

(1)安全性好。由于拉線的其中一個安裝點位于電桿上,靠近運行中裸導線,另一個安裝點直接在地面上,若導線與拉線發生意外觸碰,或者導線對拉線放電,會引起觸電風險。而絕緣拉線使用絕緣性能良好的高強度材料制成,即使拉線直接接觸導線,也不會引起觸電問題。因此,絕緣拉線可以安裝在人流較多的地區,使拉線的安裝使用范圍擴大,提升拉線對線路的保護效果。

(2)安裝拆除便利,可以實現快速拆裝。絕緣拉線相對傳統金屬拉線,具有柔性好,重量輕的特點,可以實現快速的安裝和拆除。在某些位置有限的地區,如農田內,拉線在非臺風季節,可以解開地面上的固定點,把拉線纏繞在電桿上,一旦臺風來臨,可以立即恢復安裝,既起到防風效果,又節約了空間,使防風拉線的使用更加便利。

(3)耐腐蝕性好。沿海地區由于靠近海岸線,空氣水分和鹽分較大,傳統的金屬拉線容易出現銹蝕損壞,絕緣拉線使用了防腐性能強的纖維材料制成,具有很強的抗腐蝕能力,使絕緣拉線相對于金屬拉線更耐腐蝕更耐用。

結語

通過絕緣拉線的研制和應用,解決了沿海地區傳統金屬拉線容易受到腐蝕,有觸電風險的問題,使拉線的安裝更加便利,拓展了拉線的應用范圍,有助于減少因臺風導致的倒桿斷線,提升沿海地區配電線路防風能力。

參考文獻

篇7

關鍵詞:跨越跨越檔迪尼瑪繩封網 方法

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:

1、引言

500kV黃坪-大理輸電線路工程N45~N58導地線展放區段共跨越110kV電力線3條,除110kV洱北Ⅰ回外,110kV洱西線、110kV洱北西線電力線均為昆明鐵路局西邑牽引變專供電源線。昆明鐵路局多次協商,考慮到西邑牽引變只有110kV洱西線、110kV洱北西線兩條供給電源,兩條線路不能同時停電,一條線路以確保西邑牽引變帶電及鐵路的正常運營。根據現場的地形條件及跨越情況,最終確定110kV洱北Ⅰ回線、110kV洱北西線兩條線路停電,在N55-N56檔利用N55、N56兩基鐵塔采用封絕緣網方式帶電牽跨110kV洱西線。施工時利用絕緣繩索架設跨越網,保護被跨越的帶電線路,在整個施工架線期間被跨越電力線路帶電運行。

2、架設跨越絕網的技術分析及準備

2.1根據停電時間,架設跨越絕緣網、拆除絕緣網的時間分別為2012年3月9日8:00至晚20:00、2012年3月20日8:00至20:00。

2.2技術分析

2.2.1封網裝置各種繩索規格的確定

牽網繩牽引封網裝置到位后,將封網裝置錨固與地面承載地錨處,導線拖動直接導致的是錨固繩及網間連接繩截面張力的變化

Tz=1(μKdKhnwLc)/2,T≥3.0Tz

式中Tz—導線水平拖動引起的錨固繩截面張力變化值,N;

Kd—沖擊系數,新建單回線路取Kd=1.67;

Kh—不均衡系數,取Kh=1.2

n—落網導線數量; Lc—封網裝置承載導線長度,m;w—導線單位重量,N/m;

μ—滑動摩擦系數,按《1000kV架空送電線路張力架線施工工藝導則》μ=0.7~1.0;

T—錨固繩及網間連接繩破斷力要求,N。

2.2.2封網繩受力分析

以下圖為例進行事故狀態絕緣繩、封網繩受力分析。當導線落在封網繩一側時,假設可以不發生滑移直接達到靜止狀態,則受力分析如圖1所示:

根據力的三角形法則和正弦定理有T1/sin(π/2-β)=T2/sin(π/2-α)T1/T2=cosβ/cosα當導線落點在封網繩中心偏左側時,有α>βcosαT2。所以當導線落點在封網繩中心偏左側時,落點左側封網繩承受的拉力要大于右側封網繩,顯然此時導線除了受到兩側封網繩的支持力外,還受到沿著封網繩方向的摩擦力作用,這樣才能使導線保持在平衡靜止狀態。如果導線受到封網繩的摩擦力很小,導線就難以保持平衡,容易滑動。現對導線收到的摩擦力忽略不計,則其受力分析如圖2所示:

導線受到順時針方向的轉動力矩為:

M=T1L1-T2L2

GE/OC=PE/OP,EF/OD=EH/OHL1/R=PE/(PE+R),L2/R=EH/(EH+R)L1/(R-L1)=PE/R,L2/(R-L2)=EH/R,因PE>HE,則L1R/(R-L1)>L2R/(R-L2),又因T1>T2故M=T1L1-T2L2>0

也就是說導線落點在封網繩左側時,會受到向右的轉動力矩,從而向右滾滑移動。當導線滑移至網繩中間時,L1=L2,T1=T2,導線處于平衡受力狀態,不會滑移。同理,到導線落點在封網繩右側時,也會受到向左的轉動力矩,從而向左滑移,直至滑移至封網繩中間,達到平衡狀態。

2.3機械設備配置

已此次跨越為例,工器具配置如下表(本次跨越檔距為194米、兩道排架封網、封網遮護長度30米)

3、 跨越網架設方法

3.1作業內容及流程

3.2跨越檔示意圖

3.2.1500kV黃大Ⅰ回線: N55號塔,塔型為ZVB2346-69m;N56號塔,塔型為ZVB2346-46m;N55~N56跨越檔檔距為194m。

3.2.2110kV洱西線:跨越位于110kV洱西線#24~#25檔內,跨越點距500kV黃大線N55塔位中心樁90米,交叉跨越角約為75º,地線對地高度為31米,施工完畢后,500kV黃大線下導線距離110kV洱西線地線高度為27.5米。

3.3跨越封網施工布置示意圖

3.4架設跨越網

3.4.1抱桿及滑車安裝

在跨越檔前后兩基塔上安裝抱桿,抱桿選用兩套400×400×30米鋼抱桿或者700×700×30米鋁合金抱桿,抱桿在地面組裝完成后,用懸掛在橫擔上的兩個3T滑車配合吊繩將抱桿起吊到指定位置,起吊到指定位置后用4根Φ16的鋼套及U型環將抱桿固定牢靠。

抱桿固定好后,安裝滑車,滑車又軌道繩滑車組和牽引繩滑車組。軌道繩滑車用于軌道繩的安裝及調整,牽引繩滑車用于牽引網架及固定。懸掛滑車的鋼套采用φ13×1.5m鋼繩套。

兩邊索道繩滑車的位置應超過最邊相地線2米,兩組網架中間共用1組軌道繩滑車,保證軌道繩架設完成后對導、地線的承托保護。

3.4.2 飛艇放線

使用飛艇將1根韓國絲放過跨越檔,然后采用人工或機動絞磨牽引將韓國絲更換成1根Ф4mm迪尼瑪絕緣繩,逐級更換牽引完成繩索的架設。此過程的操作人員必須穿絕緣鞋、戴絕緣手套。

3.4.3跨越網軌道繩和牽引繩的展放,韓國絲展放完成后進行逐級換繩:

3.4.4跨越網軌道繩和牽引繩的錨固

軌道繩和牽引繩展放完成后,先把兩根13牽引繩繩頭栓牢在鐵塔上,代跨越網組裝完成后拉動循環。軌道繩通過兩端抱桿上的軌道繩滑車通至地面,將繩頭用葫蘆和U型環連接在埋設好的地錨上,地錨距塔的距離以對地夾角不大于45°為宜。因迪尼瑪繩每盤的長度在(300~500m),如跨越檔較大,迪尼瑪繩不夠長可以在尾端連接鋼繩使用。

承力軌道繩地錨布置方式如圖5所示:

地錨位置確定,將經緯儀架在N55鐵塔中心(即線路中心)上,然后對準N56側線路方向,在N55的小號側40m處釘一樁A,再打倒鏡至N56塔的小號側50m處位置釘一樁B,以A、B樁為中心,分別將經緯儀架在A、B點上,照準線路中心轉90°和270°布置地錨。

3.4.5承力軌道繩調整

軌道繩錨固完成后,使用絞磨或者葫蘆將索道繩徐徐收緊,并由測量人員觀測索道繩的收緊弛度,當軌道繩與被跨越線路地線的垂直距離大于5米左右,停止牽引并錨固兩端。

3.4.6跨越網的組裝與拉封

在3根軌道繩上分別安裝8個專用滑車,滑車安裝好后,將封網繩采用的Φ10×10m迪尼瑪繩拉吊至抱桿處,每根迪尼瑪繩連接相鄰的兩根軌道繩上對應的專用滑車。在連接前為加強對封網迪尼瑪繩的保護,我們將每根Φ10×10m的迪尼瑪繩穿入3節3米長的PVC管。

為加強跨越網的保護能力,連接首、尾兩組滑車的繩索采用GJX-50的鋼絞線,中間部分的連接全部采用迪尼瑪繩加PVC管。滑車和封網繩安裝完成后,用Φ8×3m的迪尼瑪繩連接同一根軌道繩上相鄰的滑車,按同樣的方法將另外2根軌道繩上的滑車連接好。最后用8根Φ8×6m的迪尼瑪繩做成4組“V”型繩套,分別安裝在每組網架的前端和尾端,前端“V”型繩套固定在牽引繩上,尾端“V”型繩套等整個網架拉開后固定在牽引繩上,然后在牽引端采用兩臺絞磨同時牽引兩根牽引繩,牽引繩尾端帶上一定的張力,將跨越網拉至被跨越電力線路上方,完成跨越網的拉封工作。拉封好的跨越網如圖6所示。

網架桿懸掛數量根據張力放線要求的對被跨越線路的遮護范圍決定,一般原則是:前后網架桿對帶電線路邊導線的最小延伸保護范圍為排架桿對帶電導線垂直距離的1.5倍。網架安裝掛設完后,需再次調整承力索道繩弛度,保證整個網架與帶電線路地線的最小垂直距離不小于5米。

4、架設跨越網的安全事項

4.1在跨越網封網、拆網操作過程,應申請將所跨電力線停電,停復電必須按規定要求辦理工作票,嚴格按工作票管理的相關手續執行接到停電通知后,進行驗電、搭設接電線。

4.2所有施工人員必須接受施工質量、技術、安全交底,施工前,嚴格做好工器具的檢查工作,杜絕以小代大使用。絕緣工器具必須使用經試驗、檢驗合格的工器具。

4.3在開挖地錨坑時,位置、方向均應經過復核,應特別注意坑的方向,保證深度。

4.4施工人員必須聽從工作負責人統一指揮,安排專人監護,施工中應保持通訊可靠,工作負責人應站在有利地形隨時觀察了解各點、各工作部位情況,特別在過繩、封網等上下配合的工序,工作負責人必須全面掌握各點情況。

4.5搭設跨越網、過線、封網及導、地線展放期間,實行全過程安全監護,并安排專人24小時在跨越網架處看守,如發現異常情況及時與施工負責人聯系,應立即停止導地線展放工作。

4.6跨越網搭設過程中,用于調緊索道繩弛度的絞磨及過導引繩時所使用的絞磨前均應采取良好的接地保護措施。在N55、N56兩基塔上加掛接地短路線,對鋼繩和導線接地。

5、結束語

架空輸電線路跨越運行電力線不停電或不連續停電時,為確保運行電路線的安全,應積極推廣跨越檔封網或局部封網的施工技術。本文經研究探討認為,實施跨越封網布置方案時具備的條件是跨越檔檔距適當小,跨越檔塔位適當增高,減少了由于停電的經濟損失,其施工方法值得總結,為今后帶點跨越施工提供參考和借鑒。

參考文獻

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關鍵詞:絕緣操作桿;多功能;全角度;便捷式

作者簡介:王廣鑫(1965-),男,山東棗莊人,山東電力集團公司棗莊供電公司,工程師;劉良春(1974-),男,山東棗莊人,山東電力集團公司棗莊供電公司,高級技師。(山東 棗莊 277100)

中圖分類號:TM726 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)26-0228-03

電力系統承載著國家能源優化配置的功能,輸電線路則是能源傳輸的動脈。[1]由于其本身特性:地域跨度大,常年暴露在野外環境中,所處環境因素復雜。[2]輸電線路在實際運行中經常受到外界環境干擾,其中導線纏繞異物是導致輸電線路導線相間間短路或導線與桿塔之間對地短路的重要原因。因此當線路纏繞異物時要及時進行清除。

在線路停電檢修作業中,驗電器與接地線是必不可少的工具,驗電后掛接導線接地線的連續步驟是保證線路作業人員的重要措施。[3,6]線路作業中絕緣工器具是檢修維護的必備工具,種類繁多的絕緣工器具給輸電線路日常檢修提供了多種作業工具,同時也增加了工具攜帶、保管、維護的工作量。[4,5]線路檢修時作業人員塔上高空作業,攜帶多種絕緣工器具增加了高空作業人員的作業強度。[7]本文基于長期輸電線路運行檢修的經驗,針對輸電線路的實際工作研制多功能絕緣操作桿,通過接頭更換實現帶電清除導線異物工具、掛接導線接地線工具、驗電器集成。

研制帶電清除導線異物工具,清除輸電導線纏繞異物,提高導線纏繞物清除效率;對傳統接地線掛接方式進行改進,實現接地線全角度便捷式導線接地線掛接,有效解決轉角較大的耐張桿塔內角側導線接地線掛接困難的難題,提高導線接地線掛接效率;通過絕緣操作桿將上述兩項工具與驗電器有機組合,研制多功能絕緣操作桿,有效減少絕緣工器具種類,增強絕緣操作桿功能,提高線路檢修作業效率。

一、多功能絕緣操作桿總體框圖

本文研制的多功能絕緣操作桿結構框圖如圖1所示,主要是由四部分組成:絕緣操作桿、帶電清除導線異物工具、導線接地線掛接工具和導線驗電器。絕緣操作桿設計成可伸縮型絕緣桿,方便攜帶;帶電清除導線異物工具接口與絕緣操作桿匹配,實現線路纏繞的塑料布、風箏線等異物的快速清除;導線接地線掛接工具,由于底線接頭由絕緣操作桿控制,實現導線接地線全角度掛接;驗電器頭接口與絕緣操作桿標配;多功能絕緣操作桿將上述三種絕緣工器具集成,有利于線路檢修作業絕緣工器具集約化。

二、絕緣操作桿

線路檢修人員通過絕緣操桿是控制絕緣工器具進行線路檢修作業。普通可伸縮式絕緣操作桿一般設計為圓形,可伸縮性能較好,并有較高的強度,但一般并不具有承受扭矩功能。

本絕緣操作桿在設計時,如圖2所示,在兩級絕緣桿連接部位設計有方形卡槽。在實現伸縮功能的同時,兩級絕緣桿在絕緣桿垂直斷面方向固定,作業人員操作絕緣桿轉動時絕緣桿在軸心方向垂平面轉動時承受一定扭矩,增加這一功能主要用于實現操作人員導線異物清除角度,實現全角度導線接地線掛接。在實際工作環境中,為適應線路不同電壓等級,絕緣桿制作時根據國家電網絕緣工器具制作要求制作不同電壓等級操作桿以適應不同電壓等級線路檢修作業。

三、帶電清除導線異物專用工具

及時處理導線纏繞異物是保障電力系統輸電線路日常維護的重要工作。在大風天氣,經常會有風箏線、熱氣球線、塑料大棚塑料布等纏繞至導線上,如不及時清理,當大霧或是雨雪天氣時導線纏繞物絕緣強度降低,極易導致線路短路,引發線路跳閘。傳統導線纏繞物清除辦法一般使用絕緣繩將導線纏繞物磨斷,或使用絕緣操作桿將纏繞物挑下來,效率低,工作量較大。本文研制帶電清除導線異物專用工具結構圖如圖2所示,由雙鉤和刀刃組成,通過螺栓頭與絕緣伸縮桿連接,絕緣伸縮桿內壁帶有螺紋,用于固定異物清除工具。

具體操作步驟:檢查絕緣操作桿外表完整性后,將帶電清除異物工具與絕緣操作桿可靠連接;通過絕緣操作桿操作帶電清除異物工具進行導線異物清除,雙鉤可有效撕裂塑料布,刀刃可以快速將纏繞在導線的線類異物(如風箏線、熱氣球線等)割斷,完成導線異物清除工作;將絕緣操作桿收回,拆下異物清除工具,妥善保管。

帶電導線異物專用工具活動范圍是絕緣桿的長度,操作人員在桿塔上操作絕緣桿,控制工具對導線異物進行清除。由于絕緣操作桿增加軸心方向垂平面轉動時承受扭矩功能,操作人員可以通過絕緣操作桿軸面方向轉動,軸心方向拉動,充分利用雙鉤與刀刃的功能,快速清除導線異物。本工具設計簡單、實用、操作便捷。

四、線路導線驗電器及全角度接地線掛接工具

輸電線線路進行停電檢修時,為保證作業人員人身安全,必須先在工作地點兩端驗電,懸掛可靠接地線后,方可開始工作。目前懸掛接地線的操作工具主要使用絕緣繩或絕緣柄。絕緣柄多用于配電線路,目前輸電線路只有利用絕緣繩這一操作方法。

對于輸電線路耐張桿塔,兩端導線通過跳線連接。當線路轉角度數較大時,線路跳線與線路橫擔不在一個垂面內,一般水平方向相差50~100cm。懸掛接地線時,作業人員需將接地線夾與導線可靠連接。使用輸電線路絕緣繩懸掛法時,作業人員只能靠經驗對導接地線夾進行投擲,使之與跳線連接,高空作業人員熟練程度不一樣,從而造成懸掛接地線時間較長,影響了線路停電檢修整體工作效率;絕緣繩較長約4米,容易造成與接地線纏繞,增加作業人員的作業難度;懸掛時接地線導線夾與導線接觸時只能靠投擲沖擊力進行懸掛,很容易對導線造成損傷。

根據國家電網輸電線路安全規程規定,輸電線路檢修時驗電、掛接導線接地線兩個步驟是連續工作,懸掛接地線過程中作業人員不允許觸碰接地線。本文研制全角度便捷式導線接地線懸掛工具,不增加高空作業人員所攜帶的工具數量,懸掛接地線時能夠掌控導線夾的方向,工具操作輕便、靈活。

1.全角度便捷式導線接地線基本結構

如圖3所示,基本結構主要是由4部分構成:絕緣操作桿、接地線線夾、接地線線夾母頭、接地線線夾。

絕緣操作桿為可伸縮式絕緣桿,其斷面圖如圖2所示,兩級絕緣桿在軸心方向垂平面轉動時可承受一定程度扭矩,實現導線接地線夾的支撐、控制方向、與導線掛接、脫離功能。

導線接地線夾實現導線線夾與絕緣操作桿的連接功能。掛地線時,作業人員通過標配接口,將與絕緣操作桿可靠連接。與導線接地線夾母頭連接,前段有卡栓設計,實現與母頭卡槽的可靠連接。防脫扣掛鉤由掛鉤和彈簧防脫扣組成,與母頭掛環配合實現導線接地線與導線分離。

接地線夾母頭由舌桿、舌桿固定板、半圓形卡槽組成。舌桿與舌桿固定板之間有彈簧裝置。當連接母頭時,舌桿在外力的作用下被推入舌桿固定板,絕緣桿轉動,卡栓與卡槽卡死,實現與母頭的可靠連接;當絕緣操桿作反向轉動時,卡栓與卡槽脫扣,舌桿在彈簧的作用下將推出母頭,實現與母頭的分離。母頭與導線接地線夾通過連接板連接,控制接地線夾與導線的連接、分離。

接地線夾主要是由導線夾、觸動槽、觸動桿、連接接地線組成,連接接地線實現導線與接地線的連接功能。導線夾在彈簧的作用下加緊導線,與導線連接。在進行導線掛接時,通過觸動桿的支撐,導線夾的上夾板和下夾板分離。這時觸動桿自由端卡住與觸動槽,支撐住導線夾的上夾板與下夾板。當觸動桿碰到導線時,觸動桿滑出觸動槽,導線夾上下夾板失去觸動桿支撐,在彈簧的作用下實現閉合,與導線可靠連接。

2.驗電器及導線接地線掛接工具使用步驟

作業前,線路檢修作業人員根據檢修線路電壓等級,選擇電壓等級相匹配的絕緣操作桿、驗電器、導線接地線;線路檢修作業人員在檢查工具外觀完整、試驗周期合格,登桿塔進行作業;檢修作業人員將驗電器與絕緣操作桿通過標配接口連接可靠,進行驗電,驗明無電后收回絕緣操作桿,將驗電器與絕緣操作桿分離;檢修作業人員取出接地線,接地線一端與桿塔接地極連接,將接地線夾通過標配接口與絕緣操作桿連接,接地線夾通過卡栓與母頭連接,拉伸絕緣操作桿,用絕緣操作桿控制接地線夾觸動桿與導線接觸,實現導線夾與導線連接;使用操作桿將繼續推入母頭一段距離,同時轉動絕緣操作桿,在母頭彈簧的作用下母頭舌桿將彈出母頭,母頭與分離,收回絕緣操作桿,完成導線接地線掛接工作。

收回導線接地時,檢修作業人員將此時獨立的與絕緣操作桿連接可靠后,拉伸絕緣操作桿,通過掛鉤掛住導線接地線夾母頭掛環,彈簧防脫扣的防止母頭掛環脫落,拉回絕緣操作桿,實現接地線夾與導線的分離,回收絕緣操作桿,將與絕緣操作桿分離,將導線接地線與鐵塔接地極分離,回收接地線,完成導線接地線收回任務。

五、總結

本文針對電力系統輸電線路日常檢修維護工作實際需要,研制多功能絕緣操作桿,絕緣桿構造簡單,成本低,易實現,實現帶電清除異物和驗電、掛接接地線絕緣工器具有效集成、減少絕緣工器具總類、增強單體絕緣工器具功能。

研制帶電清除導線專用工具已推廣使用,實際使用效果表明本工器具大大縮短了導線異物處理時間,提高輸電線路導線異物清除工作效率;研制全角度便捷式導線接地線掛接工具可有效解決轉角度數較大耐張塔導地線掛接困難問題,已經推廣使用,提高了導線接地線掛接效率,減少輸電桿塔高空作業人員工作強度,具有很強的實際工程使用價值。

參考文獻:

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[5]吳偉.淺談帶電作業[J].高新技術與產業化,2008,(8).

篇9

【關鍵詞】電氣絕緣材料;現狀;發展方向

電氣絕緣材料標準作為電氣設備的重要的技術準則,對提高產業技術進步、規范材料生產和管理,提高產品的質量和技術水平,減少貿易風險和保障市場的秩序,增加產品的國際競爭力起到重要的作用。本文介紹了我國現行的電氣絕緣材料標準體系和亟待解決的問題,并提出了建立現代化電氣絕緣材料標準新體系的發展方向。

1 我國電氣絕緣材料標準化的基本狀況

1.1 電氣絕緣材料標準體系的建設

在桂林電器科學研究所的大力支持下, 我國電氣絕緣材料標準的制定和修訂工作, 由全國絕緣材料標準化技術委員會負責組織實施,充分地調動了各相關行業的資源和力量,經過25年的努力,截止到2009年8 月,已先后制定完成國家標準(GB/T)119項、國家軍用標準(GJB)4項、機械行業標準(JB/T)69 項,合計192項。基本上涵蓋了現有的電氣絕緣材料產品,包括:

1)電氣絕緣用漆、電氣絕緣用可聚合樹脂和膠;2)電氣絕緣用樹脂浸漬纖維制品(包括漆布、漆綢、軟管、機織帶、無緯綁扎帶、網絡和預浸料等);3)電氣絕緣用層壓制品、卷繞制品、真空壓力浸膠制品和引拔制品;4)電氣絕緣用塑膠制品;5)電氣絕緣用云母制品;6)電氣絕緣用膠粘帶、薄膜、柔軟復合材料;7)電氣絕緣用纖維制品;8)絕緣液體(變壓器油、合成芳烴和硅油等)。

以上是我國電氣絕緣材料標準體系的基本框架,其對我國電氣絕緣材料行業進步和發展起到了積極作用。

1.2 電氣絕緣材料標準體系現狀的不足

由于受到行業技術發展水平等因素的制約,盡管我國已建立較完整的電氣絕緣材料標準體系,但仍然存在一些不足:

(1)部分標準技術水平偏低。由于所采用的IEC 標準僅僅是體現了最基本的要求,但其技術水平不高。另外,有個別版本十分陳舊,如仍沿用20世紀80年代初期的電氣用纖維素紙系列標準,至今尚未對其重新修訂。

(2)現有標準體系標準不完整。主要體現在:對于電氣絕緣用漆和膠類產品,由于其對應的標準體系中只有通用型的產品標準,因此在制訂我國相應的標準時影響到產品的完整覆蓋性,目前我國在中、高壓電機絕緣用的真空壓力浸漬樹脂、絕緣浸漬漆以及防暈漆,三防(防潮、防霉、防鹽霧)漆等方面沒有統一的標準。對于塑膠類絕緣材料,由于IEC 在該領域標準尚屬空白,因此,我國目前基本上沒有制訂相應的國家標準或行業標準,其在電線電纜、低壓電器等諸多行業的廣泛應用,主要采用各自企標和供貨技術條件(協議)來進行產品的生產和貿易。

(3)標準研制速度滿足不了新技術快速發展的需要。隨著新裝備新技術的快速推廣應用,我國在新設備引進和不斷擴大自主研發化進程中,所采用的標準大多為國外知名公司的技術標準,如杜邦、西門子、東芝和三菱等公司的標準,主要原因是我國電氣絕緣材料的產品水平較低,不能滿足現代裝備的技術要求,關鍵材料需要進口。因此,電氣絕緣材料要采取擴大采標范圍的措施,加快采標轉化的速度,盡快地逐步完善現行電氣絕緣材料標準體系。

2 進一步完善電氣絕緣材料標準體系

配合國家電氣裝備制造業規劃的進行,盡快制訂與之相適應的配套性基礎標準。

(1)研究建立電氣絕緣材料的市場準入制度,制訂與之配套的市場準入技術標準。我國現行電氣絕緣材料標準僅僅是推薦性標準,在規范市場秩序方面的作用受限。

(2)制訂有利于環境保護的電氣絕緣材料標準。優先制訂節能型、環保型、無溶劑或水溶性的絕緣材料產品標準,推進節能減排,促進各企業的技術創新和產品的升級換代。

(3)為重大裝備的技術引進、自主研發和出口提供技術支撐。

(4)加速制訂核電站用1E級低壓熱收縮套管技術標準,電氣絕緣用玻璃氈制品、聚芳酰胺纖維紙及耐電暈聚酰亞胺薄膜等產品標準。加速我國對此類產品自主研發的進度,盡快打破國外的技術壟斷。

3 電氣絕緣材料標準研制的重點和發展方向

隨著我國重大工程建設步伐的加快,要求建立能支撐我國電氣裝備制造業發展需求的電氣絕緣材料標準新體系;國家新能源發展戰略的實施,要求制訂能滿足核電、風電電氣設備國產化及自主研發所需的絕緣材料的技術標準;配合國家標準委員會正在實施的資源節約與綜合利用標準化發展規劃,需要完善包括能促進節能減排在內的新型電氣絕緣材料的產品標準。

(1)大型發電設備用絕緣材料標準。(2)高壓、特高壓輸變電設備用絕緣材料標準。(3)新能源領域用絕緣材料標準。(4)干式變壓器用絕緣材料標準。(5)動車組牽引技術國產化用絕緣材料標準。(6)電器電子用絕緣材料標準。(7)節能環保型絕緣材料標準。(8)電氣絕緣材料關鍵檢測技術及安全規范標準(9)研究轉化國際知名跨國公司先進標準制訂絕緣材料標準。

4 結束語

總之,我國應根據相關產業的發展和技術的更新,隨時提出新的標準來制訂計劃項目,從而不斷地對現行的標準體系進行細化和補充。由于電氣絕緣材料涉及與電子、電力、機械、石化、化工、輕工和建材等眾多行業,各行業之間存在著技術交叉,而且產品技術更新快,因此需要充分調動相關的資源和技術力量,結合我國國情,在深入分析和研究國際先進標準的基礎上,不斷提高采標工作的科學性和有效性,使發展模式向制訂具有自主核心的技術標準轉變。

參考文獻:

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[2]龐宏力,劉立柱.水溶性無機硅鋼片漆的研制[C].北京: 第十屆全國絕緣材料與絕緣技術學術會議論文集,2008

篇10

關鍵詞:配電線路;雷電理論;斷線機理;預防措施

中圖分類號:Tm662 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-12-0245-2

0 引言

目前,不論是在國內還是國外,配電網高低壓線路基本上都是采用了絕緣導線。但是,在絕緣導線的實際運用中,也相應的出現了一些新的問題。其中最為突出的就是雷擊問題,容易導致配電線路設備遭受雷擊故障。

1 雷電基本理論及危害原理分析

1.1 雷電基本形成理論

中部有強烈的上升氣流是雷電的基本結構,在該氣流的影響下面,正電荷的冰晶與負電荷的水分漸漸發生分離,形成了部分帶正電荷與部分帶負電荷的雷云層。在異性電荷不斷積累的作用下,正、負極云塊的電場強度逐漸增加,當云層的電場強度增加到空氣擊穿強度時,就形成了放電的現象。正、負電荷通過相應電離通道進行互相中和,從而產生強光和強熱。該放電通道發出的強光就是人們指的閃電。而該通道發出的強熱,引起空氣的急速膨脹,發出轟鳴聲,這就是雷聲。一般情況下,雷云的上部分帶正電荷,下部分帶負電荷。由于雷云與雷之間存在著強大的電場,所以,當積聚的電荷密度在某一區域內非常大,并且電場強度超出雷云和地面之間的空氣游離臨界值時,就很容易導致雷云對地進行放電,當雷云對地放點擊中建筑物或者其他物體時,就形成了雷擊事故。

1.2 雷電放電特性

雷電的破壞主要是由于雷電中的雷電流引起的。雷電流由零增加到最大值時,這稱為“波頭”,通常只需要幾微秒的時間;而電流下降那部分則稱為“波尾”,時間約是數十微秒。由此可見雷電的幅值非常大而且其變化的時間非常短。一般的防雷設備值是根據雷電流的大小來確定的,因此,能夠得知雷電流的大致范圍對防雷來說是非常重要的。雷電流的幅值變化范圍非常大,這在一定意義上增加了預測雷電流大小的難度。

防雷的另一項重要參數就是雷電流的上升速度,也是通常所說的“雷電流徙度”與雷電感應有著直接的聯系,可通過kA/μs這一公式進行計算。雷電流陡度開始的增加速度非常的快,一段時間后將會逐漸的縮小,當雷電流達到最大的幅值時,雷電流的陡度值則變為零。

1.3 雷電危害基本原理分析

由于雷電電擊所產生的雷電波,可能沿配電線路引到室內,將嚴重危害到人員以及設備的安全。根據有關的資料顯示,雷電侵入波造成的危害每個地方都有較大的差異,但是,仍占據比較大的比例。從配電網架空線路產生雷電波的主要原因有兩點:

1.3.1 直擊雷 一般的配電網架空線路分布比較廣泛,因此受到雷擊的幾率也就上升,當某處受到雷擊后,所產生的雷電波就會沿電路進行傳播,傳播的范圍可能會非常的廣泛。一旦傳入室內,所產生的電壓也是非常高的。

1.3.2 擊中線路附近物體時產生的感應雷電波 感應雷電壓雖然比直擊雷的電壓要低很多,但是,一旦發生對低壓電路以及通訊線路的安全,仍然具有等同的危險性,而且較雷直擊的幾率更加的大。

2 架空絕緣導線雷擊事故原因分析

2.1 絕緣導線存在弊端

由于最近幾年的城網改造工程的實施,城鎮中10kV配電線路基本上都改換成了架空絕緣導線,但是大部分的防雷措施與原來的裸導線并沒有明顯變化。主要原因是,裸導線加裝避雷器非常方便,基本上容易雷擊的地方都進行了加裝;而采用了絕緣線之后,只能在配電變壓器以及聯絡斷路器兩側隔離開關處安裝避雷器,無其他部分,不剝離絕緣層也不能安裝避雷器,因此,降低了避雷能力。絕緣線的雷擊事故基本上都發生在比較空曠的地區。主要原因是:城區建筑物等有屏蔽作用,降低了線路遭雷擊的幾率,約占總量的10%,而在線路附近發生雷云對地放電,產生感應過電壓占到了90%以上,斷線部分大多數為絕緣線固定處。主要原因是,架空線路遭雷擊產生閃絡現象。在很短的時間內產生很大的電弧電流,引起絕緣層的擊穿但不會燒斷導線。燒斷導線的真正原因是雷擊后造成相問短路所產生的數千安培工頻續流。但是對于架空裸導線來說,工頻續流電弧會沿導線向負荷側傳遞,而不是集中在某點,所以很少發生導線燒斷;采用絕緣導線的線路,會引起工頻續流電弧集中并擊穿,無法進行傳遞,導致導線燒斷。

2.2 10kV配電線路防雷措施不到位

一般在配變上都會安裝氧化鋅避雷器,但是,在一些線路比較長的10kV架空線路上,并沒有安裝線路型氧化鋅避雷器。以前10kV線路的連接器一般都是采用并溝線夾進行連接的,有些甚至連并溝線夾都不使用,而直接進行纏繞接線。以上兩種并不是連接鏈路的最佳方式。嚴重的將經受

2.3 線路絕緣子的質量不高

這里要提出P-l5針式絕緣子,其爬距約為28cm,并常年受到工業及自然環境的污染,在大霧及雨天等濕度環境下,絕緣子表面的污染物被水分濕潤,導致其導電性大大增加,其泄漏電流也快速上增,會導致絕緣子在工頻與操作沖擊電壓下的閃絡電壓明顯降低,甚至會在工作電壓下發生閃絡。

3 10kV配電網線路設備的防雷措施

3.1 線路中配電變壓器的防雷

在配變的3-10kV側要裝設金屬氧化物避雷器或者是閥型逼雷器進行防雷保護。如遇特別情況,可采用兩相閥型避雷器與一相間隙保護或者是兩相間隙保護進行結合防護,當中的閥型避雷器可以用管型避雷器進行代替。保護設備的安裝要盡量靠近變壓器,這是為了防止殘壓損壞變壓器絕緣。

當雷電流流過接地電阻時很容易產生壓降IR,并且當其與避雷器的殘壓共同作用與變壓器的絕緣上,為了避免這一情況的發生,避雷器的接地線與變壓器鐵殼連在一起進行接地操作,只有閥型避雷器的殘壓作用于變壓器高壓側主絕緣上。但是,這種情況下的接地體以及接地引下線上的壓降,會極大的提高變壓器鐵殼電位,很容易引起鐵殼向220/380V低壓側逆向放電。因此,必須將低壓側的中性點與變壓器的鐵殼進行連接。這樣會使低壓側電位同時也被抬高,鐵殼和低壓側之間就不容易發生閃絡現象。但是,這種方法有個缺點,在高壓側雷擊可能傳遞到低壓側的用戶中去,對用戶安全產生影響,所以,可采用加強用戶的防雷措施來進行預防。

(1)當10kV側雷擊,閥型逼雷器發生動作,并在接地電阻上產生壓降IR,采用5kA與7Ω進行計算,就得到IR=35kV。此IR絕大部分都加在低壓繞組上。經電磁感應原理,將在高壓繞組上產生高電壓。由于避雷器固定了高壓繞組出線端的電位,因此,高電位將沿高壓繞組分布,并集中在中性點處,產生最大電位值,當此電位值過大,就會引起中性附近發生絕緣擊穿;同時大大增加匝間電壓,也很容易引起高壓繞組的層間或者是匝間發生絕緣擊穿。

(2)當低壓側線路雷擊,在低壓側的沖擊波會按照一定變壓比傳遞到高壓一側。因為低壓側的絕緣裕度比高壓側要大,因此,很容易在高壓側引起絕緣擊穿事故。對于35/0.4kV系列配電變壓器來說,在其高、低壓處都裝設有避雷保護器。對于低壓側中性點沒有進行接地處理的變壓器來說,應在其與變壓器鐵殼間加裝擊穿保險器。一般為了降低避雷器殘壓對變壓器絕緣的損壞,無論高壓或者是低壓避雷器的接地點到鐵殼間的連線,其距離越短越好。

3.2 線路中柱上負荷開關的防雷

對于10kV戶外柱上開關,都要進行基本的避雷保護,也可以采用間隙保護的方法。線路中的戶外柱上開關等具有常斷路運行及帶電的特點,所以,要特別注意其帶電側的避雷保護,要對開關的金屬外殼進行接地處理,并且接地電阻應控制在10Ω以內。這是由于,柱上油開關或者是隔離開關等經常開路運行并且帶有電壓,當其任一線路發生雷擊時,受到雷電波的反向作用導致電壓急劇上升,從而引起絕緣閃絡擊穿。

3.3 加強線路絕緣方案

加強配電線路的絕緣性能,對于10kV線路防雷過電壓意義并不是特別大,這是因為線路的絕緣強度是有限的,在遭遇雷擊時,基本無效。對感應雷只在雷電流較小并且雷擊點較遠時才能減少閃絡的發生,但是,在進行多回同桿架設時,加強重要線路的絕緣性能,也可以適當的減少重要線路中的雷擊事故,舉個例子:進行同桿架設的兩條線路,一條是絕緣導線,而另一條則是裸導線,在相同的支持絕緣子時,在裸導線上發生雷擊閃絡事故偏多,這是由于裸導線的絕緣性能遠遠低于絕緣導線,當裸導線受雷擊穿接地,由于耦合地線的作用,減少了過電壓的陡度,從而保護了絕緣導線的安全。這里應特別注意的是:如果該絕緣導線是單回架設的,一旦雷擊發生,其結果大多數都是發生斷路,因為在絕緣導線遭雷擊時往往是一處進行放電,非常容易發生斷路,所以,對絕緣導線的避雷不但不能松懈,反而要更加注意,不建議在空曠的地區采用,也可將絕緣導線架設在有多回線路的下方。為防止發生三相短路故障,應該對其中的兩相導線的絕緣性能進行加強,另一相則進行常規絕緣,就是采用不平衡絕緣法,在雷電流較小的情況下,引導其發生一相閃絡,減少整條線路的斷路發生。加強絕緣的方法主要有:使用絕緣導線以及采用P20絕緣子。

4 結束語

在線路工程的設計階段,就應考慮到10kV配電系統的防雷保護,并根據地形等實際情況,選用質量相對可靠的電氣及防雷設備,認真執行等電位原則,建設好可靠的公用接地網,要對防雷措施進行綜合性的考慮,只有這樣,才能盡可能的減少雷擊對線路及設備造成的損害。

參考文獻

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