来源： 时间：2006-03-31 字体：[ 大 中 小 ] 投稿
从我国每年平均雷暴日数的地区分布图中可知，我省属于雷电活动频繁的地区，据不完全统计，由于雷击而引起的10kV配电线路跳闸次数占线路运行中总跳闸次数的60％以上，严重影响了人们的正常生活及社会活动，危害了工农业生产，甚至会造成巨大的经济损失。 1问题提出 如何提高10kV架空线路的耐雷水平，减少线路跳闸次数，提高供电可靠性，对配电线路已变得越来越重要了，而相应采取的措施也越来越多，其中主要有以下几个方面：第一、合理选择绝缘子；第二、架设避雷线或安装避雷器；第三、降低接地电阻；第四、装设自动重合闸装置；第五、在分支线上装设线路分段开关。从运行经验、技术性能、经济角度比较，在诸多措施中，合理选择绝缘子尤其重要。 《线路设计规范》规定：10kV架空电力线路的直线杆塔，宜采用针式绝缘子或瓷横担绝缘子；耐张杆塔宜采用悬式绝缘子串或蝶式绝缘子和悬式绝缘子组成的绝缘子串。就本省而言，一些地区偏向采用针式绝缘子或柱式绝缘子，部分地区偏向采用瓷横担绝缘子，一些地方习惯用3片悬式绝缘子组成绝缘子串。结合我省的气候特点，现就如何合理选择绝缘子的问题进行分析讨论。 2理论分析 现阶段10k V架空线路较常用的瓷绝缘子主要有：悬式绝缘子、针式绝缘子、柱式绝缘子、瓷横担绝缘子。当然还有玻璃绝缘子、合成绝缘子，按使用环境条件不同又有耐污绝缘子等等。 表1各种瓷绝缘子的主要技术数据
绝缘子型号 额定电压(kV) 泄漏距离(mm) 抗弯破坏负荷或1小时机电试验负荷(kN) P-15M 15 280 13.7 P-20M 20 370 13.2 PS-15/5 15 300 5 S-210 10 380 2.45 XP-7 300 50.1
来源:de
(1)针式绝缘子：它的结构为内胶装，其钢脚装在瓷件的内部用水泥胶装。由于瓷件、水泥、钢脚的热膨胀系数不一样，在温度骤变时绝缘子容易爆裂，并且其深槽型结构容易积污，抗污闪能力差。常用的针式绝缘子有P－15M和P－20M。从表1可以看出，单从机械强度考虑，则宜采用针式绝缘子。但问题就是针式绝缘子由于构造上的原因遭直击雷较容易被击穿破坏，形成导电通道，造成10kV线路跳闸或单相接地。若受到间接击穿后，针瓶可能会出现裂纹、小针孔、闪络部位等事故隐患，在巡线过程中不易被发现。当然可以考虑采用加强型柱式绝缘子(如PS－15/5)。由于柱式绝缘子的结构为外胶装，温度骤变等原
因不易使绝缘子内部击穿及爆裂，它可以作为针式绝缘子的替代产品。但其泄漏距离要比瓷横担绝缘子短，也就是说其耐雷水平要比瓷横担绝缘子低。 (2)瓷横担绝缘子：瓷横担绝缘子是一种一端装有金属附件的实心瓷体组成的绝缘子，为外浇装结构。与针式绝缘子比较，瓷横担绝缘子虽然存在有强度较弱的缺点，但由于瓷横担在结构上的独特优点，泄漏距离大，自洁性能好，抗污闪能力强，它的实习结构使其不易击穿和老化，并且对于10kV架空线路，由于设计档距一般不会太大，绝缘子的机械强度完全能满足设计要求。因此，瓷横担在10kV架空配电线路上应用非常广泛。 (3)悬式绝缘子：它是一种由一个盘状或钟状的绝缘件，以及沿着绝缘子轴线布置的钢帽和钢脚所组成的绝缘子。钢帽胶装在绝缘件上，钢脚胶装在绝缘件孔内，因而悬式绝缘子具有较大的机械强度和良好的电气性能。通常的10kV架空配电线路，耐张杆塔采用2片悬式绝缘子组成的绝缘子串完全满足机械强度和绝缘强度。 3计算分析 (1)从表1可知，单从耐雷水平考虑，宜采用瓷横担绝缘子，为此有必要通过计算确定瓷横担绝缘子的机械强度是否满足设计要求。 表2瓷横担绝缘子机械强度计算表
类别 荷载方向 荷载计算 来源:tede
情况 荷载计算 机械强度的安全
系数 备注 LJ-240
铝绞线 垂直 正常无冰 GD=g1SLV+GJ
=2.758×10-3×238.75
×80+10
=62.68(kg)=0.61kN K=Tp/GD
=2.45/0.61
=4.02>3
符合设计要求 不考虑覆冰的影响
其中，查LJ型铝铰线比载表得自重比载g1=2.758×10-32,LJ-240的截面积S=238.75mm2，若杆塔的垂直档距LV取80米，绝缘子串和金具重GJ=10kg，查表1得S-210瓷横担的抗弯破坏负荷Tp=2.45kN。 从表2可知，通常架设的10kV线路，档距控制在40～80米之间(通常取50米作为标准档距)，导线的截面积控制在240mm2以内(建议185mm
2及以下导线用LGJ型，240mm2导线用LJ型)，直线杆塔采用瓷横担绝缘子(如S-210)完全满足线路的机械强度。 在实际操作使用过程中，导线的截面积为95mm2及以上的线路最好采用双瓷担装置，70mm2及以下的线路采用单瓷担装置。至于小转角的直线杆塔，基于机械强度的考虑，可采用针式绝缘子(如P-20M)或加强型柱式绝缘子(如PS-15/5)。 (2)假设耐张杆塔采用XP-7悬式绝缘子组成绝缘子串，按《线路设计规范》要求：泄漏距离D≧U×d，机械强度安全系数K>2。查架空线路污秽分级标准表可得，若泄漏比距d取20mm/kV(根据污秽程度)，则要求10kV线路绝缘子串的泄漏距离D≧U×d=10×20=200mm，单从绝缘水平考虑，1片1XP-7已满足要求。现校验机械强度，假设采用LGJ-240/30导线，最大使用张力Tmax=31.37kN，选用1片XP-7，则机械强度系数K=T/Tm=50.1/31.37=1.60<2，也就是说，必须选用2片XP-7组成耐张绝缘子串。此时，K=2×悬式绝缘子50.1/31.37=3.91>2。所以，对于导线的截面积为240mm2及以下的10kV架空配电线路，在控制档距范围内，耐张绝缘子串选用2片XP-7已足够。70mm2及以下导线可采用瓷拉棒(如SL-10/20)。 4推广应用 为了从实践中进一步检验瓷横担绝缘子的使用效果，本人在1998年3月设计了一条双回路10kV板芙线、福尾线，全长5km，以及一条单回路10kV四联线，全长4km。所有直线杆装置均选用S-210瓷横担绝缘子，四联线由于采用LGJ-70导
线，装置为单瓷担。这几条线路经过3年多的试运行，最近经本人到板芙供电公司实地了解过，到目前为止，还没有发生过因为雷击而使瓷横担绝缘子被击穿破坏的情况，大大减少了线路事故跳闸次数。另外，在1999年曾遭遇过一次11级台风，亦没有因为狂风等原因而发生过瓷横担绝缘子折断的现象。同年，本人绘制了一套10kV架空配电线路的施工图册，并在中山农电内推广使用瓷横担绝缘子，经过这几年的实践证明，各镇区的使用效果相当满意，获得一致的好评。 经验告知，瓷横担绝缘子由于它的实心结构使其不易击穿和老化，受雷电击穿的几率是极低的，即使被击断或因其它原因折断，在巡线过程中，也很容易被发现。其巡线维护工作大大优于针式绝缘子。另外，从经济角度考虑，因为瓷横担绝缘子同时起到横担和绝缘子的作用，能节约钢材，从而降低线路造价。在这里顺便提及一下瓷横担绝缘子和横担的安装问题，横担的安装要注意平衡度的问题，特别是双横担安装。至于瓷横担绝缘子的安装是通过瓷横担端部构件的安装孔中穿螺栓固定。此外，金属构件端部还有一个剪切孔，其作用是当线路断线时，导线断线张力将其保险螺栓剪断，使瓷横担绕安装螺栓转动，从而保证瓷横担不被扭断，防止事故扩大，所以安装时一定要切记不能漏装。 5结束语 综上所述，根据本省的实际气候状况，笔者认为广东省大部分地区，特别是珠三角地区，10kV架空配电线路的直线杆塔装置更适宜推广采用瓷横担绝缘子。
当然，污秽非常严重的地区或大跨越的10kV架空线路，绝缘子型号及个数的选择需根据实际情况另行设计确定。 参考资料 《10kV及以下配电线路工程图集》(设计.加工.安装)1994年 《电力工程高压送电线路设计手册》(中国电力出版社)1996年 《中国电力百科全书》(输电与配电卷)1995年
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