程志剛

(太原供電公司，山西太原 030006)

電力是一種能源，是一種便于集中、傳輸、可控制并能轉(zhuǎn)換成其他形式的能源。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)、人民生活等方面起著重要的作用，它的利用與發(fā)展將促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，方便并改善人們的生活水平。電力能源由電力系統(tǒng)完成發(fā)電、升壓、降壓、傳輸將電能分配到各個(gè)電力用電單位的用電設(shè)備。電力系統(tǒng)由發(fā)機(jī)、升壓變電站、降壓變站、輸電線路、配電線路及用電設(shè)備連接構(gòu)成整體。

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)中起到輸送并分配電能的作用。架空配電網(wǎng)是城鄉(xiāng)電網(wǎng)的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)迅速的發(fā)展，以及人民生活水平提高，城市硬件設(shè)施的改善，用電負(fù)荷迅速增長(zhǎng)要求電力輸送能力提高，供電的可靠性要求更高，這就需要合理的選擇配電設(shè)備，改善配電線路提高線路可靠性并便于檢修。

配電線路由架空導(dǎo)線、接地掛環(huán)、短路故障指示器、電桿、隔離開關(guān)、柱斷路器及避雷器構(gòu)成。

為了提高配電架空線路的輸送能力和供電可靠性，這就需要合理選擇導(dǎo)線及配電設(shè)備。我們知道導(dǎo)線是用于傳導(dǎo)、輸送電能的，因此要選用的導(dǎo)線不僅要有良好的導(dǎo)電性，還要有絕緣能力，早期架空配電線路為裸導(dǎo)線，由于樹枝、高空跌落物、拋扔雜物、機(jī)械施工、汽車碰撞、建筑施工、風(fēng)刮雜物及鳥類碰觸導(dǎo)線等造成配電線路接地、斷線、短路，造成線路掉閘停電。對(duì)人身及線路安全運(yùn)行構(gòu)成威脅，隨著城市高層建筑增加、城市景觀提高、綠化面積增大，導(dǎo)線對(duì)建筑物的安全距離難以保證，樹與導(dǎo)線矛盾日漸突出。

為提高配電架空線路的輸送能力、供電可靠性及供電安全，配電架空線路應(yīng)采用絕緣架空導(dǎo)線替代裸導(dǎo)線已成為城市配網(wǎng)和郊縣農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的必要趨勢(shì)，架空絕緣導(dǎo)線具備以下優(yōu)點(diǎn):在裸線的單回線路走廊可以架設(shè)雙回絕緣架空導(dǎo)線，提高了線路的供電能力，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)相同導(dǎo)體截面絕緣導(dǎo)線的載流量高于裸線，因?yàn)榻宦?lián)聚乙烯熱阻系數(shù)小，使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量能很快傳遞到絕緣層表面，絕緣導(dǎo)線的熱阻系數(shù)比裸導(dǎo)線熱阻系數(shù)小;絕緣導(dǎo)線表面積比相同的裸導(dǎo)線要大，更有利于散熱;絕緣導(dǎo)線黑色的絕緣層熱輻射，發(fā)熱體顏色越黑，熱輻射系數(shù)越大。故此又加大了配電架空線路的輸送能力。

配電架空絕緣導(dǎo)線有效解決樹枝等外界物體對(duì)配電線路的影響，提高供電可靠性。絕緣導(dǎo)線施工方便，維護(hù)量大幅減小。

由于配電線路分支多，發(fā)生短路故障后，要尋找具體故障所在的分支線和故障點(diǎn)非常困難，往往需要耗費(fèi)大量人力、物力，少則幾小時(shí)多則數(shù)十小時(shí)方能尋找到故障點(diǎn)，采用故障指示器，能快速、準(zhǔn)確和自動(dòng)地指示故障所在支路和故障段，以便迅速找到故障點(diǎn)?？纱蟠蠊?jié)省人力，物力，縮短故障引起的停電時(shí)間。

在配電設(shè)備停電檢修需掛地線處裝設(shè)接地掛環(huán)減少工作量，提高了停電檢修工作的安全性。

為提高配電架空絕緣導(dǎo)線安全可靠性，要求我們要合理選擇配電設(shè)備。配電架空絕緣導(dǎo)線線路分布廣、支線多，配電設(shè)備多，線路絕緣水平相對(duì)較低，難以承受直擊雷和感應(yīng)雷的過電壓，極易造成絕緣事故。雷電流具有強(qiáng)大的破壞性，雷電過電壓比配電電氣設(shè)備的額定電壓高出許多倍，故此配電線路及配電設(shè)備必須進(jìn)行防雷保護(hù)，配電線路、配電設(shè)備等常用的防雷擊設(shè)備是避雷器，將它與電力設(shè)備和大地連接為一體。過電壓來襲時(shí)，避雷器先放電將雷電流引入大地，為了減少雷擊，一般對(duì)配電線路安裝避雷器來防護(hù)雷電過電壓是各地廣為采用的一種方法。

氧化鋅避雷器閥片具備優(yōu)異的非線性電壓―電流特性，導(dǎo)通高電壓，不導(dǎo)通低電壓。不需要串聯(lián)間隙，可避免傳統(tǒng)避雷器火花間隙放電特性變化而帶來的缺點(diǎn)，氧化鋅避雷器具有保護(hù)性好，吸收過電壓能量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。氧化鋅避雷器在沖擊過電壓動(dòng)作后，它沒有工頻電流通過，所以不存在滅弧問題，避雷器保護(hù)水平由氧化鋅閥片作決定，避免了間隙放電特性變化的影響;另一方面其沒有串聯(lián)間隙絕緣隔離，避雷器中的氧化鋅閥片不僅要承受雷電過電壓，操作過電壓，還要承受工頻過電壓和正常持續(xù)相電壓(含線路單相發(fā)生接地故障時(shí)，好的相電壓異常升高)在以上電壓作用下，避雷器中的氧化鋅閥片會(huì)劣化。此外在小電流區(qū)域內(nèi)，氧化鋅閥片的電阻的溫度系數(shù)為負(fù)數(shù)，運(yùn)行中吸收電壓能量后，所引起的溫度升高可能會(huì)導(dǎo)致避雷器熱穩(wěn)定的破壞。氧化鋅避雷器上述特點(diǎn)，使得它與傳統(tǒng)的閥型有間隙的碳化硅避雷器相比性能優(yōu)越，與碳化硅避雷器相比，氧化鋅避雷器最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而易做預(yù)防性試驗(yàn)，便于維護(hù)。

從碳化硅到氧化鋅都是避雷器內(nèi)部元件的更新或變化?？萍嫉陌l(fā)展使傳統(tǒng)的瓷外套也受到了沖擊，出現(xiàn)了有機(jī)外套氧化鋅避雷器，這在技術(shù)上又是一次大的飛躍。有機(jī)外套的材料多種多樣，使用最多最能經(jīng)受時(shí)間檢驗(yàn)的是硅橡膠。與瓷外套相比，耐污性能優(yōu)良。因硅橡膠外護(hù)套有良好的憎水性，表面的污穢層積累速度慢，故此表面的絕緣能保持比較長(zhǎng)時(shí)間的污閃電壓和耐受電壓比瓷護(hù)套避雷器絕緣高2倍～3倍，有機(jī)外套防爆性好，內(nèi)部故障時(shí)不會(huì)形成粉碎性爆炸。有機(jī)外套散熱性好，內(nèi)部沒有間隙，閥片的熱量直接透過固體向外傳遞發(fā)散;重量輕，與外護(hù)套是瓷的避雷器相比可減輕重量60%以上;抗拉強(qiáng)度大，較外護(hù)套為瓷式避雷器有較大的抗拉強(qiáng)度，能制造成懸吊式避雷器便于安裝。

所以有機(jī)外套氧化鋅避雷器不但體積小，重量輕，不易破損，而且更重要的是具有天然的防爆特性和較強(qiáng)的耐污能力，現(xiàn)廣泛在配電線路中采用。現(xiàn)對(duì)城市套氧化鋅避雷器選用做以下規(guī)定:

1)10 kV(20 kV)架空線路設(shè)備防雷保護(hù)應(yīng)選用復(fù)合外套交流無間隙金屬氧化物避雷器。

2)防雷擊架空絕緣線路斷線時(shí)，可采用外間隙復(fù)合外套交流金屬氧化物避雷器，將各相避雷器的接地端連接，利用電桿自然接地。

3)10 kV應(yīng)選擇HY5WS-17/45 kV避雷器(額定電壓有效值17 kV、雷電沖擊殘壓不大于45 kV)、20 kV應(yīng)選擇HY5WS-26/72 kV避雷器(額定電壓有效值26 kV、雷電沖擊殘壓不大于72 kV)。

配電線路中柱上斷路器在配電網(wǎng)中起著關(guān)鍵性作用，它控制和保護(hù)電器;在電網(wǎng)中發(fā)揮著兩個(gè)方面作用:一起開關(guān)控制作用，根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行需要將一部分電力設(shè)備與線路投入或退出運(yùn)行;二是保護(hù)作用，當(dāng)電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過斷路器將故障部分從電網(wǎng)迅速切除，減少停電面積，保證電網(wǎng)的無故障部分正常運(yùn)行。

斷路器按所采用的滅弧介質(zhì)分五種:1)油斷路器;2)壓縮空氣斷路器;3)六氟化硫斷路器;4)真空斷路器;5)自動(dòng)產(chǎn)氣斷路器和磁吹斷路器。根據(jù)多年運(yùn)行總結(jié)斷路器采用真空斷路器或六氟化硫斷路器。要求柱上斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)上應(yīng)有明顯的、易觀察的分、合閘位置指示器和彈簧儲(chǔ)能指示器，并易于地面觀察。斷路器實(shí)現(xiàn)遙信功能時(shí)要具備輔助觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信功能時(shí)至少應(yīng)具備電流互感器或故障指示器、電壓互感器和輔助接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控功能時(shí)至少應(yīng)具備電流互感器或故障指示器、電壓互感器和輔助接點(diǎn)以及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、后備電源。

通過以上措施可實(shí)現(xiàn)提高配電架空線路的輸送能力和供電可靠性。

［1］夏國(guó)明．供配電技術(shù)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2012．

［2］李光輝，黃俊杰．配電線路設(shè)計(jì)施工、運(yùn)行維護(hù)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2007．

［3］孫成寶，苑微微，黑小紅．配電網(wǎng)實(shí)用新技術(shù)［M］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2011．