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        淺析一種配網(wǎng)線路防雷裝置

        2018-10-22 11:40:46王衛(wèi)民康國慶崔化強(qiáng)馮亢亢呼松鶴
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2018年14期

        王衛(wèi)民 康國慶 崔化強(qiáng) 馮亢亢 呼松鶴

        摘 要:針對雷雨天氣下,配網(wǎng)線路易發(fā)生雷擊斷線,絕緣子裙邊易破損,傘裙易積塵等現(xiàn)象,本文提出一種新型的防雷絕緣子,除了常規(guī)絕緣子已經(jīng)有的承力主部件、傘裙主部件、橫擔(dān)連接部件以外,增加及改善了防雷部件、清潔部件、壓線部件。其中防雷部件的設(shè)計(jì)提高了配網(wǎng)線路的防雷效果,清潔部件的設(shè)計(jì)解決了傘裙易積塵的問題,壓線部件的設(shè)計(jì)在不影響絕緣導(dǎo)線抗拉強(qiáng)度的前提下降低了工作人員的剝線壓力。

        關(guān)鍵詞:配網(wǎng)線路;雷擊斷線;防雷效果;絕緣子

        中圖分類號:TU856 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        0 引言

        目前,我國10kV配網(wǎng)線路是電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級線路,為避免裸導(dǎo)線存在的安全問題,架空線路多采用絕緣導(dǎo)線,但是雷擊斷線事故頻發(fā),國內(nèi)采用較多的防雷措施是采用穿刺型放電箝位絕緣子,但從使用的效果來看,防雷效果并不明顯,主要表現(xiàn)是傘裙易積塵,絕緣子易燒毀,或者是造成絕緣子裙邊破損、瓷柱產(chǎn)生裂痕,使線路帶缺陷運(yùn)行,嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行和人身安全。針對以上情況,本文提出一種新型的防雷絕緣子,其具有防雷效果好、清洗維護(hù)方便、抗污能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

        1 防雷絕緣子的整體結(jié)構(gòu)

        圖1為防雷絕緣子的結(jié)構(gòu)圖,主要結(jié)構(gòu)有絕緣子護(hù)罩(圖中1),主要作用是遮擋裸露線纜和金具;支撐部件(圖中2、12、18),主要作用是支撐電纜;壓線部件(圖中3、4、5、6),主要作用是固定電纜;傘裙(圖中13),主要作用是增加絕緣子的爬電距離;防雷部件(圖中7、8、9、10、11、17),主要作用是防止雷擊斷線;清潔部件(圖中14、15、16),主要作用是絕緣子的清潔去污。

        絕緣子的主體材料選用硅橡膠復(fù)合材料,絕緣性能和耐污閃性能高,且有很好的憎水性和耐漏電起痕能力,其爬電距離大,提高了絕緣子的防污穢水平,絕緣子兩端采用硅橡膠高溫硫化密封,提高了防水、防滲性能。

        2 防雷絕緣子結(jié)構(gòu)的主要部件及其作用

        (1)防雷部件

        前文中提到,目前國內(nèi)的配網(wǎng)線路防雷效果不佳,主要原因是雷擊閃絡(luò)后,工頻電流不能在較短時(shí)間內(nèi)自行切斷,高溫對絕緣子及線路附件造成局部損壞,而且工頻電流容易把嵌位的絕緣子燒毀。本文提出的新型防雷絕緣子在以往防雷技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),防雷部件主要包括引弧棒、引弧頭、消弧棒、消弧頭、滅弧柵片、距離調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)線路受到雷擊時(shí),引弧棒和消弧棒迅速進(jìn)行閃絡(luò)放電,形成短路電流,避免絕緣子主體結(jié)構(gòu)被擊毀,考慮到雷擊電弧的長時(shí)間燃燒可能會燒壞引弧棒和消弧棒,在引弧棒和消弧棒上分別增加一定數(shù)量的滅弧柵片,滅弧柵片均為鋼制材料并在表面鍍鋅,以增強(qiáng)嚴(yán)弧柵片的耐腐蝕性。防雷部件的作用機(jī)理是引弧棒將雷擊電弧引至防雷部件上,先在引弧棒表面的滅弧柵片上進(jìn)行燃燒,剩余電弧在引弧頭和消弧頭上燃燒,最后消弧棒表面的滅弧柵片將引燃至消弧棒上的電弧消滅。在此基礎(chǔ)上,考慮到現(xiàn)有絕緣子的引弧棒和消弧頭距離無法根據(jù)環(huán)境、海拔或者不同的使用地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),需要定制不同的絕緣子,設(shè)計(jì)中增加了引弧棒和消弧棒的距離調(diào)節(jié)部件(圖中17),引弧棒可以距離調(diào)節(jié)部件為軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動,以調(diào)節(jié)引弧頭和消弧頭之間的距離。

        有一種情況是看著絕緣子表面完好,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)被雷電擊穿,絕緣性大大降低。以往的防雷型絕緣子沒有雷擊標(biāo)志,為了確認(rèn)絕緣子是否被雷擊過,需要工作人員登桿檢察,而本文提出的新型防雷絕緣子在消弧頭上增加雷擊標(biāo)志牌,當(dāng)絕緣子遭遇雷擊時(shí),雷擊標(biāo)志牌將會被燒毀輟落,這樣,巡視人員無需登桿,只需要確認(rèn)雷擊標(biāo)志牌是否完好就能判斷絕緣子是否遭遇雷擊,此處設(shè)計(jì)可以減輕工作人員的巡視壓力,提高工作效率。

        (2)清潔部件

        新型絕緣子雖然主材料為硅橡膠復(fù)合材料,防污水平較強(qiáng),但不可避免地仍會有少量污塵粘附在傘裙上,為進(jìn)一步提高絕緣子的防污性能,為絕緣子設(shè)計(jì)了清潔部件,主要包括螺旋葉片、套環(huán)、清潔件,其中套環(huán)作為軸承固定于絕緣子的圓柱形主體結(jié)構(gòu)上,套環(huán)外圍連接螺旋葉片,螺旋葉片邊緣安裝清潔件,在較小的風(fēng)力或者人為外力下,螺旋葉片會以套環(huán)為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動,對傘裙表面進(jìn)行清潔,同時(shí),所有清潔部件的材料均為環(huán)氧樹脂材料,不會影響絕緣子的絕緣性。清潔部件的設(shè)計(jì),大大降低了工作人員清洗絕緣子的勞動強(qiáng)度。

        (3)壓線部件

        新型防雷絕緣子的壓線部件主要由夾線座、壓線塊、螺栓、壓緊螺母構(gòu)成。其中壓線塊由兩個(gè)半圓組成,下面的半圓內(nèi)表面分布著米格型穿刺齒,上半圓內(nèi)表面為光滑曲面。在固定絕緣導(dǎo)線時(shí),不用剝?nèi)ソ^緣導(dǎo)線的絕緣層,可以直接放入壓線塊內(nèi),通過緊固螺栓、螺母以壓緊絕緣導(dǎo)線,完成導(dǎo)線的固定,在壓緊導(dǎo)線的同時(shí),下半圓內(nèi)表面的穿刺齒扎入絕緣導(dǎo)線內(nèi),使金具和絕緣導(dǎo)線內(nèi)的導(dǎo)電體相連。我們知道,絕緣導(dǎo)線在受力時(shí),上半部分相對下半部分而言承力較大,而絕緣子壓線塊的上半圓內(nèi)表面為光滑曲面,在壓緊導(dǎo)線的時(shí)候不會破壞絕緣導(dǎo)線的上半部分表面結(jié)構(gòu),因此不會降低絕緣導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度。穿刺型壓線部件的設(shè)計(jì),省去了絕緣子固定導(dǎo)線時(shí)的剝線步驟,提高絕緣導(dǎo)線固定的效率。

        結(jié)語

        以上主要講述了一種新型防雷絕緣子的整體結(jié)構(gòu)、防雷部件、清潔部件和壓線部件而對于其他部分如絕緣子護(hù)罩、傘裙部件、支撐部件等沒有進(jìn)行詳細(xì)說明,但這些部件也在一定程度上運(yùn)用了絕緣子相關(guān)的前沿技術(shù)。綜合來說,文中提出的新型防雷絕緣子可以很好地解決雷擊斷線、引弧棒易燒毀、裙邊易破損、傘裙易積塵等問題。減少了雷雨天氣下電網(wǎng)遭遇雷擊發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn),保障了電網(wǎng)的運(yùn)行安全,具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        參考文獻(xiàn)

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