云南電網(wǎng)臨滄云縣供電局 馬仙武 石鳳慶 王云海 周 雷
當(dāng)前農(nóng)村中壓電網(wǎng)大多采用鋼芯鋁絞線作為導(dǎo)線,線路絕緣化率低。當(dāng)雷雨季節(jié),因線路絕緣子絕緣強(qiáng)度降低引發(fā)的隱性故障或絕緣子擊穿引發(fā)的金屬性接地故障頻率高,且該類故障發(fā)生后難以快速、精準(zhǔn)定位故障位置,給配網(wǎng)運(yùn)維、供電服務(wù)帶來諸多不便。此外,以往的導(dǎo)線與絕緣子之間的固定均是以手綁線的方式進(jìn)行固定,安裝效果也因人而異。這種方式容易出現(xiàn)纏繞過松導(dǎo)線固定不牢容易發(fā)生斷裂的情況,使用過程中導(dǎo)線容易掉落,這些問題極大的影響了供電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。
通過2021年配網(wǎng)故障分析,絕緣子問題引起的停電約占69%,樹木引起的故障停電約28%,小動(dòng)物引起的故障停電約占2%,外力破壞引起的故障停電約占1%。因此解決絕緣子問題引起金屬性接地故障意義重大。
目前,預(yù)防和解決配網(wǎng)線路接地故障的措施主要有絕緣子修理和開展導(dǎo)線絕緣化大修,存在的主要問題一是無(wú)法適時(shí)開展蓋絕緣子修理,二是開展導(dǎo)線絕緣化大修項(xiàng)目需要投入大量資金和人力物力,農(nóng)村線路部分線段存在檔距大的情況,不適合更換絕緣導(dǎo)線,為減輕電桿承受的重量,依然需要采用鋼芯裸導(dǎo)線,故而依然有部分裸導(dǎo)線存在接地故障風(fēng)險(xiǎn)。
為解決上述問題,本文擬設(shè)計(jì)一種預(yù)防絕緣子閃絡(luò)故障及導(dǎo)線固定解決方案。該解決方案共由兩部分組成,第一部分為針對(duì)架空裸導(dǎo)線設(shè)計(jì)的高分子彈性絕緣防護(hù)套;第二部分為針對(duì)針式絕緣子、柱式絕緣子綁扎固定導(dǎo)線而研制的固線裝置[1]。整套解決方案通過疊加的方式對(duì)與絕緣子直接接觸部分導(dǎo)線進(jìn)行層層防護(hù),局部增強(qiáng)導(dǎo)線與絕緣子的絕緣防護(hù)等級(jí),從而降低因絕緣子絕緣強(qiáng)度降低或擊穿導(dǎo)致的線路接地故障率[2]。
一種降低中壓線路接地故障的局部絕緣固定方案,實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)導(dǎo)線與絕緣子的絕緣防護(hù)等級(jí),從而降低因絕緣子絕緣強(qiáng)度降低或擊穿導(dǎo)致的線路接地故障率的目的。設(shè)計(jì)方案如下:
高分子彈性絕緣防護(hù)套包裹在裸導(dǎo)線表面,加強(qiáng)線路局部絕緣強(qiáng)度,絕緣固線裝置通過連接機(jī)構(gòu)固定在絕緣子上面,同過收緊防松螺母推動(dòng)壓塊實(shí)現(xiàn)對(duì)高分子彈性絕緣防護(hù)套的壓緊,確保導(dǎo)線與絕緣子緊密接觸,防止左右、前后的滑動(dòng)。
圖1 整體安裝效果
圖2 高分子彈性絕緣防護(hù)套結(jié)構(gòu)圖
采用高分子高彈性絕緣材料,通過模具擠壓形成一個(gè)螺旋形的自卷管,長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行自行裁剪,將其安裝到裸導(dǎo)線上,會(huì)自動(dòng)完成自卷動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)對(duì)裸導(dǎo)線的包裹和防護(hù)。
采用內(nèi)置金屬支架,外部采用注塑方式進(jìn)行絕緣防護(hù),極大提高強(qiáng)度和絕緣性能,采用收緊防松螺母方式固定導(dǎo)線與絕緣子,確保導(dǎo)線牢固可靠、防止松脫。
絕緣固線裝置的主體為鉸合式結(jié)構(gòu),包括一個(gè)壓線板和一個(gè)鉸合板組件。鉸合板組件包括兩個(gè)一端通過鉸軸鉸接的卡板,用于裝置在絕緣子上的固定。壓線板的一端和鉸合板組件通過鉸軸和一個(gè)螺紋套筒鉸接。具體地,螺紋套筒和壓線板鉸接、鉸軸的和螺紋套筒螺紋連接。壓線板的另一端和鉸合板組件通過掛桿和螺紋套筒可拆卸連接。具體地,螺紋套筒和壓線板鉸接、掛桿和螺紋套筒螺紋連接,掛桿的另一端設(shè)有非圓形掛扣,兩個(gè)卡板分別設(shè)有通孔,掛扣穿過通孔后、轉(zhuǎn)動(dòng)掛桿能夠使掛扣與通孔相錯(cuò)開而掛在卡板上;一個(gè)卡板設(shè)有三個(gè)并排的通孔,掛桿可不同的通孔可改變兩個(gè)卡板形成的類圓形空隙,使裝置適用于不同規(guī)格的絕緣子。壓線板上還設(shè)有用于配合絕緣子的頂槽來夾持電纜的壓線部。
圖3 絕緣固線裝置結(jié)構(gòu)圖
將高分子彈性絕緣防護(hù)套包裹在裸導(dǎo)線上,因?yàn)楦叻肿訌椥越^緣防護(hù)套具有自卷恢復(fù)性能,可實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線的緊密接觸、防止滑動(dòng),同時(shí)渦旋結(jié)構(gòu)增大了爬電距離,其絕緣性能好;其次,通過絕緣固線裝置固定在絕緣子上,將包裹好高分子彈性絕緣防護(hù)套的裸導(dǎo)線置于絕緣子槽位內(nèi),然后收緊防松螺母,最后蓋上絕緣蓋即可,過程快速高效,從局部加強(qiáng)線路絕緣性能和固定方式兩個(gè)方面,解決目前絕緣子接地故障頻率高等痛點(diǎn)。
圖4中:1絕緣子,2裸導(dǎo)線,3高分子彈性絕緣防護(hù)套,4卡板1,5卡板2,51金屬加強(qiáng)板1,6鉸軸,7壓線板,71金屬加強(qiáng)板2,8絕緣蓋,9防松螺母,10加強(qiáng)墊片,11掛桿。
圖4 整體方案圖
為了保證高分子彈性絕緣防護(hù)套和絕緣固線裝置能夠滿足實(shí)際使用需求,本文對(duì)高分子彈性絕緣防護(hù)套進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)及耐高溫試驗(yàn),對(duì)絕緣固線裝置進(jìn)行了絕緣料耐壓試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)及耐高溫試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下。
高分子彈性絕緣防護(hù)套:耐壓試驗(yàn)。18kV,1min 不擊穿;耐低溫試驗(yàn)。-40℃,16h 不變形、不開裂;耐高溫試驗(yàn)。80℃,168h 不出現(xiàn)開裂、變形、變色現(xiàn)象。絕緣固線裝置:絕緣料交流耐壓試驗(yàn)。18kV,1min 不擊穿;耐低溫試驗(yàn)。-40℃,16h不變形、不開裂;耐高溫試驗(yàn)。80℃,168h 不出現(xiàn)開裂、變形、變色現(xiàn)象。此外,還對(duì)高分子彈性絕緣防護(hù)套采用防真環(huán)境測(cè)試;安裝一段裸導(dǎo)線,進(jìn)行不同場(chǎng)景下模擬測(cè)試,記錄結(jié)果詳見表1。
表1 高分子彈性絕緣防護(hù)套仿真環(huán)境測(cè)試
目前各縣級(jí)單位配網(wǎng)線路仍有大量架空裸導(dǎo)線在運(yùn)行,部分線段地理位置特殊,造成絕緣子污穢、絕緣值降低或絕緣子隱性擊穿等情況,運(yùn)維人員查找故障十分困難;啟用高分子彈性絕緣防護(hù)套后,可杜絕上述情況引發(fā)的線路接地故障,降低線路故障率、提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。
開發(fā)本裝置前,導(dǎo)線、絕緣子采用鋁線綁扎,單根導(dǎo)線及絕緣子綁扎耗時(shí)約5~7分鐘;啟用絕緣固線裝置后,完成單根導(dǎo)線及絕緣子綁扎耗時(shí)可控制在1分鐘以內(nèi),大大提高了工作效率。若對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)開展全面線路絕緣修理,每公里投資約4萬(wàn)元(僅按更換導(dǎo)線計(jì)算,不含其他桿上材料),使用高分子彈性絕緣防護(hù)套成本為260元/套,若采用本裝置進(jìn)行改造則每公里可節(jié)約投資成本約3.22萬(wàn)元。