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摘要:随着新农村不断发展,电力基础设施也相应有了更高要求,10kV农村电网的发展水平越来越高,然而农村环境较为复杂,人员安全用电意识不高等,使得做好绝缘防护工作更加重要。因此,文章在分析农网10kV配电设施常见故障及原因基础上,着重阐述了绝缘防护措施。
关键词:农网;配电设施;绝缘防护
配网配电线路常见的故障有3种,即变压器故障、接地故障及短路故障。这些故障会对配网配电线路的正常运行产生严重影响,进而妨碍电力资源的正常输送。但是随着科学技术的不断进步,可以将各种先进技术应用于故障的运检管理中,做好防范措施,同时控制故障的损害,保证电力资源的正常供应,保证社会正常的生产生活。
一、配网配电线路的常见故障类型
(一)变压器故障
电网系统中,变压器的作用至关重要,可以通过改变电压状况、安全隔离来保障整个电网系统的稳定和安全。当变压器出现故障时,系统线路也会发生问题。如果用电量巨大,那么变压器就会产生高压工作的情况,自身的温度不断上升,进而增加变压器故障的风险;如果用电量非常小,设备又会处于空负荷状态,温度也会急剧升高,进而导致变压器出现故障。若温度过高,变压器可能会发生烧毁的状况。
(二)单相接地故障
如果线路在使用过程中出现断裂,并且受到附近金属物质的影响,配网配电线路极有可能发生单相接地的故障。为了保证安全,配网配电线路的外部都配有绝缘层。但在意外损害情况下,绝缘保护可能会遭到磨损,造成线路裸露,增加单相接地故障的风险。施工中,应该高度重视,降低此类危险因素的干扰。此外,固定线路时,提前做好防范措施。
(三)短路故障
相较于前两种故障类型,短路故障是配网配电线路的主要故障。这种故障的不可预测性更强,所以给实际的维修和处理工作造成了很大的困难。造成短路故障的因素有如下两个方面,(1)极端天气,如大风、大雨及雷电等,可能会导致线路折断,进而发生短路故障;(2)一些具有腐蚀性的物质也会对线路产生一定损害,增加短路故障的风险。当线路发生短路时,一方面会妨碍电力系统的稳定运转,另一方面可能会造成更加严重的故障问题,所以一定要提高对短路故障的重视程度。
二、配网配电线路的常见故障原因分析
(一)自然因素
由于配网配电线路是暴露在户外的,所以不可避免地会遭受极端自然气候的影响,如雷电、暴雨等。此外,由于自然因素具有一定不可预测性,一旦对线路造成损害,往往是大区域的,不仅会让线路出现短路的状况,而且会引发接地故障,进而妨碍整个系统的稳定运转。
(二)人为因素
实际上,人为因素对配网配电线路的不良影响较大,主要体现在如下两个方面。(1)由于线路的跨度很长,固定过程中会遭遇一些植物和建筑物,如果相关人员未能对环境进行检查,没有全面考虑到各种因素,就会增加线路损害的风险,造成相应的故障问题。(2)线路维修过程中,如果相关人员不能严格按照规范进行操作,对故障隐患的排除不够全面,就极有可能引发一系列故障问题,造成严重后果,妨碍电力正常输送。
(三)设备因素
配网配电线路正常使用中会涉及到各种不同的设备,这些设备的质量也会对线路产生影响。如果设备的质量不合格,就无法满足整个系统运转的需求,进而造成一定的线路故障。但是相比较于自然因素和人为因素,设备的质量比较容易控制。因此,为了提高系统运行的稳定性,应该注重电力设备的质量,从采购、管理等方面入手,确保设备的性能优良。
三、农网10kV配电设施绝缘防护策略
(一)配电线路绝缘防护策略
1、全绝缘防护
全绝缘防护是指整条线路采用绝缘化防护措施。绝缘导线从20世纪60年代开始被发达国家采用并逐步取代原有的架空裸线。20世纪80年代后期,我国在城市电网系统逐渐开始架空绝缘线路的绝缘化改造,随着技术的不断进步,20世纪90年代起我国城市配网绝缘化改造进一步加强,绝缘导线开始大规模在配电网系统中使用。新建或改造农网配电线路全程架设绝缘导线进行全绝缘防护,并配套防雷金具可有效降低故障次数,缺点是县域10kV农网线路全部完成绝缘化改造投资巨大。
2、局部绝缘防护
局部绝缘防护是指在线路需要的某些部分或某些部位采用绝缘化防护措施,可采用绝缘护套针对性进行局部防护或部分采用架空绝缘导线。导线局部绝缘化防护。对不易砍伐的树线交叉区域,可在架空裸导线上加装缘护套管,连续的树线交叉区域宜更换区段绝缘导线,进村线路兼顾与建筑物距离要求架设区段绝缘导线。绝缘导线均要配套防雷金具,绝缘护套不需配套防雷金具。杆塔局部绝缘化防护。对直线杆、耐张杆、终端杆、T接杆等典型杆塔的针式绝缘子、并沟线夹、耐张线夹、隔离开关及导线等关键部位安装绝缘护套进行针对性防护,在异物、鸟窝存在的情况下可提高风雨天气下配电线路设施的绝缘水平。
(二)配电变压器绝缘防护策略
配变台区的导线采用绝缘导线,其他部位采用绝缘护套(跌落式熔断器加装绝缘护套1组、避雷器加装绝缘护套1组、变压器接线柱加装绝缘护套1组、若变台有隔离开关也需加装硅胶绝缘护套1组)。
(三)接地环绝缘护罩
10kV架空导线接地环作为线路上广泛使用的设备,其作用是在绝缘导线检修时提供与接地棒连接的部分。目前使用的大部分接地环都无法做到全绝缘,在与接地棒连接的部分通常直接裸露在外面,仍然存在受树枝等触碰的风险。本文介绍的一种安装在10kV架空导线接地环上的绝缘护罩,能够实现接地环的全封闭绝缘,同时不影响线路检修时的接地操作。接地环绝缘护罩外形上与接地环相似,将接地环包裹在其中,为了保证绝缘护罩整体的密闭性能,护罩上半部分采用孔扣的形式密闭,下半部分通过在护罩正面和背面内嵌磁铁1和磁铁2的方法,通过磁铁的磁力密闭,这样在线路正常运行时,整个护罩形成一个绝缘封闭的整体。同时,为了实现接地环在线路检修时能提供与接地棒连接的部分,绝缘护罩的上、下半部分采用可翻盖的设计,通过在侧面内嵌磁铁3,通过磁铁1和磁铁3的吸附力,保证护罩在翻开后能贴附在上面,从而将内部的接地环露出来,方便接地操作。
(四)新型绝缘胶泥
在一些面积较小的裸露带电设备、长度较短的裸导线上,若对设备和导线进行改造和调换,除了设备成本较高外,施工也比较复杂。如果进户线直接穿墙进入的高压配电房,由于老旧等原因,其进户线不少仍采用裸导线。若直接调换进户线,需要涉及到穿墙套管部分,额外增加了施工难度。为此可以使用新型绝缘胶泥,与传统PVC绝缘胶带相比,它具有面积大、可塑性好,对不规则表面具有良好的从形性,同时绝缘性能高和阻水性强等优点,对于外界环境条件具有卓越的耐受性,能够应用在10kV带电设备上。根据设备、导线外形直接将其包覆在带电部分,在短时间内实现绝缘密封和定型。
针对农网10kV配电设施故障率较高的问题,利用绝缘护套进行局部绝缘化防护,对保障线路正常运行,提高农网供电可靠性具有重要意义,并具有广泛的应用前景。农网10kV线路局部绝缘化改造投资可以按照局部绝缘防护率约7%测算。局部绝缘防护比全绝缘防护具有较大的成本优势。此外,采用绝缘护套进行局部绝缘防护在施工人员数量、施工灵活性等方面也具有一定优势。
参考文献:
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