配电线路绝缘化合理规划设计探究

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:徐骁黎
[导读] 摘要:配电系统的稳定性是关乎电力工程安全运行的关键,想要保证配电系统的稳定性,就需要对配电线路绝缘化进行合理规划和设计,从而提升整个电力系统的性能。
        (上海创鑫电力工程有限公司)
        摘要:配电系统的稳定性是关乎电力工程安全运行的关键,想要保证配电系统的稳定性,就需要对配电线路绝缘化进行合理规划和设计,从而提升整个电力系统的性能。在实际工作中,实现配电线路绝缘化也是电力工作的重点内容,文本将重点分析配电线路绝缘化合理规划的优化策略,以便为今后的电力建设工作提供参考。
        关键词:配电线路;绝缘化;设计探究
        引言:在电网的结构中,绝缘化的合理规划可以有效保证电网的高效运行,对保证电网结构的稳定性起到至关重要的作用。电网结构一般比较脆弱,对绝缘化进行合理规划,可以提高电力系统抵御突发状况的能力,并且降低安全风险,因此绝缘化设计在整个配电系统中具有十分重要的现实意义。
        一、配电线路的综合概述
        配电线路主要是指电力输送从变压器到用电单位的路线,通常情况下在实际配电工作中,技术人员要严格按照安全操作流程,保证供电的连续性和安全性,降低线路的损耗,通过配电线路的合理规划提高配电的效率,从而保证电网的稳定性。导线作为配电线路的主要组成部分,肩负着电能输送的任务,对配电线路中的导线有很高的要求,既要有机械强度又要同时兼备优良的导电性能,电阻较小,具有抗腐蚀和氧化的能力,主要分为裸导线和绝缘导线两种。本文重点研究绝缘导线在配电线路中的作用,绝缘导线不仅要承担配电系统在运行中产生的电压,同时还要承担雷电过电压和操作过电压的双重压力,再加上导线自重和雨雪、风力等自然因素的影响,所以要求绝缘导线必须具备良好的绝缘性,除此之外,还要具有超强的机械强度。由此可以看出,配电系统中绝缘化合理设计对整个电网的稳定性和安全供电发挥着不可替代的作用。
        二、配电线路绝缘化设计原则
        (一)保证经济效益
        大部分配电工程都必须考虑性价比的问题,需要从整体的经济利益考虑,对配电网绝缘化的合理规划既要考虑到使用性能又要受经济条件的制约,制定科学合理的方案,保证电力建设要与客观实际要求相结合,保证配电系统的可行性和可靠性。
        (二)保护环境
        随着社会的不断进步,节能和环保的理念深入人心,在生态环境日益恶化的今天,电力建设也要充分考虑到环境保护的重要性。在合理规划电路时,要学会利用先进的技术和经验,提高配电系统的运行效率,采用节能环保的材料,减少设备对环境的污染,应用先进的设备,提高电力建设的工作水平,认识到绝缘化设计的重要性,致力于营造一个绝缘化环境。
        三、配电线路绝缘化合理规划设计策略
        (一)正确选择配电装置
        1.导体选择
        配电装置的合理利用是整个配电设计工作的前提和保障,裸导体的选择至关重要,要依照电力建设的具体环境,充分考虑温度和绝缘化的要求选择与之相适应的配电装备。室内的导体选择,要参考通风条件和温度变化,如果温度过低,低于配电设计的基本要求就需要进行保温处理,避免冰雪事故的产生。除此之外值得注意的是,针对开关锁的破冰能力,冰层的厚度要高于覆冰厚度。
        2.绝缘层保护
        项目的配电装置还要考虑到噪音污染的问题,要采取具有针对性的降噪措施,保证配电装置符合相关的规定要求,在提高配电系统稳定性的同时,又起到减少噪音、保护环境的作用。针对配电线路的绝缘化设计是整个规划方案的重点内容,在实际操作中会受到裸线安装的影响,出现局部发热的问题,严重的还会导致导线振动疲劳,所以一定要防止绝缘层出现破损和绝缘线不剥皮的现象。由此可以看出,保护绝缘层是整个绝缘化设计中的重点内容,尽可能减少和地面的摩擦,最后要采用使用性能高的绝缘带进行密封处理,提高配电系统的稳定性和可靠性。
        (二)正确选择导体和电器
        配电系统的绝缘能力直接影响着整个电网的性能和运行状态,具有十分重要的作用,因此配电网的绝缘水平要满足使用的要求和相关的行业标准,并且电压承受力应该小于运行的电压,电阻较小,导体中的电流要大于持续工作的电流。对导体和电器的热稳定验算,要按照标准执行,对标准进行细致的划分,并且要以电力系统的长期运行为前提。值得注意的是,对电压互感器要有效保护,借助熔断器,可以忽略热稳定的工作效率,在配电系统的正常运行中,要保证裸导体的温度不可超过70摄氏度。针对室外的配电设备还要考虑到风力、雨雪等气候条件的影响,配电网的设计要充分考虑经济的因素,制定科学合理并且性价比高的配电方案。设计是一切工作的核心环节,必须要全面细致,在配电网的设计阶段,还要考虑到配电网的维护和抢修,为今后的工作尽可能提供便利条件。


        (三)配电线路的设计
        1.线路机电的设计
        线路机电与导线防震、导线架设和绝缘子串都有直接的关系,所以针对配电线路的设计要重点考虑线路机电路线的问题[1]。想要保证配电系统的正常运行,就必须合理规划机电路线,保证其在艰苦的环境下也能持续保持工作的状态,安全和稳定运行。同时导线架设要以实现电力输送,满足电力使用要求为主要目标,提高线路的防震能力。
        2.总线路设计
        对总线路的设计要严格遵循设计的原则,既要考虑经济效益又要考虑生态效益,依照实际需求调整设计方案,以便电路设计可以达到配电网使用的需求,制定标准的可行性方案,包括合同、审批文件等内容。对于设计路径,要依照电力建设的实地环境、水文条件以及交通状况等因素,综合分析得出路径条件,准确选择线路。工程概况大致囊括了所有的线路条件,要充分掌握工程概况的具体内容,进而把握工程的整体进度和运行情况。
        3.塔杆的选择
        在配电网中,搭杆的形式主要分为四类:终端塔杆、耐张塔杆、转角和直线塔杆[2]。对塔杆的选择主要是要考虑高度和形式,并且满足经济适用的要求,所以在对塔杆进行选择时可以优先选择高度较低的塔杆,保障良好受力。
        (四)防雷设计
        1.安装架空地线
        安装架空地线是绝缘化防雷设计中最为常见的一种措施,主要的作用是将雷电过电压在一定程度上转化为电流,经过较低的塔杆连接到地面,最大限度降低雷电过电压,使导线得到有效保护的一种措施,主要适用于绝缘水平在110KV以上的防雷保护方法。由于10KV配电网绝缘能力很低,采用架空地线很容易引起反击闪络,仍然会出现烧毁绝缘线的现象。根据相关的实验表明,配电线直接遭受雷击的概率很小,绝大部分故障都是由于雷电过电压引起的,除此之外采用架空地线技术前期需要增加投资的成本,很难实现配电网的经济效益。
        2.安装氧化锌避雷器
        随着氧化锌在防雷技术中的广泛应用,氧化锌独特的性能优势得到了大家的青睐,氧化锌避雷器同样具有优良的保护性能,可以起到很好的防雷效果。氧化锌避雷器的工作原理是通过限制感应过电压,在雷电出现闪络后快速吸收大量的能量,从而达到避免导线损耗的效果。但同时使用氧化锌避雷器防雷在实际应用中也存在不足之处,主要表现为:一是安装氧化锌避雷器的时候需要剥皮引线,这种方式会破坏绝缘导线的性能,使主绝缘体受损,可能会引发导线线芯进水的问题,水量的集聚会产生电化腐蚀,缩短线路的使用寿命,存在很大的安全隐患;二是氧化锌避雷器在长时间电压的作用下,一旦发生意外破损,将会触发系统的接地故障。
        3.防雷绝缘子
        防雷绝缘子是一种新型的防雷技术,主要原理是在放电间隙实现保护雷击放电的一种防雷手段,当线路遭遇雷电时,会出现定位闪络,保护线路不被雷电烧伤[3]。采用防雷绝缘子技术操作简单,与安装架空地线相比,前期投入少,能有效防止线路断线,安装方便,最大限度减少了电力建设的成本,很好保障了配电网的经济效益。但同时防雷绝缘子也具有自身的局限性,就是由于防雷绝缘子是一种新型的防雷电产品,并没有详细的运行参数,而且设计外观很容易损伤导线,还需要长久的运行经验和参考数据才能更客观地评价防雷绝缘子的防雷效果。
        综上所述,面对绝缘导线容易出现断线的问题,在实际工作中要依照具体的电力建设环境选择科学有效的措施,例如:使用氧化锌避雷器可以有效解决这一问题,而且简单方便。要根据具体情况做到因地制宜,提高防雷水平,从而保证配电网的安全性和可靠性,为配电系统的平稳运行提供有力保障,同时还应该考虑电力建设的经济效益和环境保护的重要性。配电系统的安全和稳定是关乎电网系统正常运行的关键,想要保证配电系统的稳定性,就需要对配电线路绝缘化进行合理规划和设计,从而提高电力系统抵御突发情况的能力。
        结论:总而言之,电网建设属于公共设施建设中的一项基本内容,也是推动国民经济和地区发展的核心产业,在电网建设中,对配电线路的合理规划是保证电网稳定性和安全性的重要环节,必须引起高度重视。想要合理规划配电线路就要正确选择绝缘化配电设备和线路,选择最合适的配电路径,在保证经济效益和社会效益的同时,确保电网的平稳运行。
        参考文献:
        [1]王莹莹,李永双,张华.接地极线路绝缘配合研究[J].电力勘测设计,2020(04):34-37.
        [2]徐炎炎,孙凯飞,侯琳.10 kV配电线路带电作业用绝缘服的研发现状[J].棉纺织技术,2020,48(04):10-13.
        [3].国网江西电力推进线路绝缘化改造[J].农村电气化,2019(11):12.
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