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1、10kV架空绝缘导线的应用与防雷摘要：架空配电网绝缘化是大幅度降低由于外力原因造成线路短路并引起断线的有效措施，在城市建筑密集地区解决了由于空间走廊狭窄架空配电线路出线的困难。本公司在架空绝缘导线应用方面，遇到了选型、架设方式、防雷等一系列问题，通过积累施工、运行经验，研究分析、开发了适宜于本地区推广应用的JKLGYJ10系列钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空导线，规范了架设方式，完善了防雷措施。 关健词：10kV 架空绝缘导线 应用 防雷1、 引言架空配电网绝缘化是大幅度降低由于外力原因造成线路短路并引起单相接地、断线的有效措施，在城市建筑密集地区解决了变电所出线由于空间走廊狭窄架设架空配电线路
2、的困难。同时城区架空配电网的绝缘化率是创建国际一流供电企业的必备条件之一。本公司从九十年代初，在无条件采用电缆线路供电的下列地区，开始试用及逐步推广使用了10kV架空绝缘导线：a、架空线与建筑物的距离不能满足SDJ206架空配电线路设计技术规程要求的地区；b、高层建筑群地区；c、人口密集、繁华地区；d、绿化地区及林带；e、污秽严重地区。架空绝缘导线与架空裸导线相比，体现了较多的优越性：一是事故率明显减少，减少了触电伤亡事故和相间、单相接地短路故障事故；二是改善了树线矛盾，大量树木不必修剪砍伐；三是架设空间缩小，释放了供电能力，同杆可多回路架设，降低了造价；四是架设方便、灵活性高，并可带电作业；
3、五是减少停电事故，保证了对用户的正常供电，提高了供电可靠率。本公司在10kV架空绝缘导线的应用中，不断积累了有关施工、运行和导线性能等多方面的经验。在试用阶段，采用的10kV架空绝缘导线的型号较多：按制式分为单芯、分裂、不剥绝缘层架设方法；按绝缘分为耐候型辐射、化学交联聚乙烯绝缘材料，绝缘厚度一般3.4mm、轻型2.5mm；按导线线芯规格分为铝芯、铝合金芯、钢芯铝绞线芯；按导线线芯截面分为支线95mm、次干线150 mm、主干线240 mm。其10kV架空绝缘导线的主要技术性能是：交流电压试验，全部产品浸水1h，18kV/1min（轻型12kV/1min）不击穿；冲击电压试验，试样浸水1h，9
4、3.8kV（轻型75kV）正负极性各10次不击穿；大气老化试验，试样经1008 h人工老化后，绝缘机械性能老化前后变化率不超过30%。由于导线线芯材质不同，破坏拉断力、允许载流量等使用特性差异较大，而且普通架设的10kV架空绝缘导线在雷雨季节易遭雷击断线机率较高。因此，架空绝缘导线的架设方式，导线截面的选择应用和提高防雷击断线能力都必须进行综合比较研讨确定。2、 几种型号的10kV架空绝缘导线架设方法的综合比较。2.1、JKLYJ10系列铝芯交联聚乙烯绝缘架空导线。2.1.1、结构及技术参数：导体采用的紧压圆形绞合铝导体。标称截面mm导体外径mm绝缘厚度mm绝缘导线外径mm绝缘导线参考重量kg
5、/km20C时导体电阻/km导体拉断力kN单根空气敷设时参考载流量（环境温度30C，工作温度90C）A9511.63.4（2.5）19.6(16.6)440(365)0.32013.7327615014.63.4（2.5）22.6(19.6)624(534)0.20621.0336624018.23.4（2.5）26.4(23.4)930(727)0.12534.68505 注: ( )内数据为轻型绝缘架空导线的结构及技术参数2.1.2、架设方式。由于承受拉力的交联聚乙烯绝缘导线的线芯为紧压圆形绞合铝导体，综合瞬时破坏应力P:P=Tp/S147(N/ mm)当导线的安全系数取K=2.5时max
6、=P/K58.8(N/ mm)JKLYJ10系列铝芯交联聚乙烯绝缘架空导线的架设时应考虑导线的允许使用应力。2.1.2.1、按架空配电线路常规的架设方式。（架设方式可采用线间距离400 mm；线与电杆、拉线、构架间的净空距离200 mm的紧凑型架设）。由于配网改造一般利用原配电线路通道，因而受到建筑物、地形等因素影响，平均档距一般大于50米，线档中增立电杆又比较困难。因此在架设和运行过程中发生了下列问题：a、弧垂增大，对道路、建筑物的垂直距离不够。由于配电线路档距l一般在50米左右，郊区的线路l=80100米范围内，按简化的抛物线公式计算的弧垂，精确度已足够。 f=lg/80从上式可知，与裸导
7、线相比，导线的比载g增大，导线的应力（与钢芯铝绞线相比）减小，弧垂f增大。因此，由于原线路通道档距不变，导线弧垂增大后，造成了对道路、建筑物等的垂直距离不够。b、架设时，易造成过牵引断线。由于在架设过程中，受到障碍物的阻碍，或弧垂的设计、观察偏差，易造成过牵引断线事故。c、施工工艺问题，绝缘层剥去后处理不当，易造成化学腐蚀断线。在主、次干线与支接线搭接等处，绝缘层剥去后由于处理工艺不过关，导致线芯受到化学腐蚀，导线的应力降低，在运行中发生断线事故。d、受大风、雪灾、覆冰等恶劣气象条件的影响，易造成断线。由于导线的应力比较小，寒冻时弧垂紧缩，又由于雪、覆冰等机械荷载增大，在运行中易发生断线事故。
8、e、在架设一个耐张段过程中导线不够长或发生断线事故后，由于没有承受拉力的接续金具，只能重新调换导线或在导线接头处，将直线杆改为耐张杆，增加了工程量和施工难度，还不能满足设计、运行的要求。2.1.2.2、按承载镀锌钢绞线、三角型绝缘支架架设。镀锌钢绞线承载钢绞线本体、导线、绝缘支架、金具等全部荷重，三相导线在三角型绝缘支架内紧凑型排列，由三角型绝缘支架悬挂在钢绞线上。a、承载镀锌钢绞线选择。按载人的条件，承载镀锌钢绞线的截面不应小于50 mm。b、三角型绝缘支架的选择。表面泄漏距离不小于370 mm，级污秽区可适当加大泄漏距离；交流耐压42 kV/1min；绝缘支架的安全系数不应小于5，绝缘拉棒
9、的破坏拉力不小于导线计算拉断力的90%；绝缘支架及绝缘拉棒的破坏应力均应满足最大短路电动力的要求。c、紧凑型排列各种距离要求。线间距离250 mm；线与钢绞线、电杆、拉线、构架间的净空距离200 mm。三角型绝缘支架架设间隔距离5000 mm。d、线档内的中间接头可采用不承受应力的设备线夹压接接续。优缺点：承载镀锌钢绞线、三角型绝缘支架紧凑型架设具有安全、可靠、结构紧凑节省空间等优点。但是，存在着造价高、架设困难等缺点。2.2、JKLHYJ10系列铝合金芯交联聚乙烯绝缘架空导线。2.2.1、结构及技术参数：导体采用的紧压圆形绞合铝合金导体。标称截面mm导体外径mm绝缘厚度mm绝缘导线外径mm绝
10、缘导线参考重量kg/km20C时导体电阻/km导体拉断力kN单根空气敷设时参考载流量（环境温度30C，工作温度90C）A9511.63.4（2.5）19.6(16.6)436.3(361.5)0.35926.0723115014.63.4（2.5）22.6(19.6)625.6(535.6)0.22641.3630624018.23.4（2.5）26.4(23.4)925.1(722.1)0.14166.05405 注: ( )内数据为轻型绝缘架空导线的结构及技术参数。2.2.2、架设方式。按架空配电线路常规的架设方式。（可采用线间距离400 mm；线与电杆、拉线、构架间的净空距离200 mm
11、的紧凑型结构架设）。 由于承受拉力的交联聚乙烯绝缘导线的线芯为紧压圆形绞合铝合金导体，综合瞬时破坏应力P:P=Tp/S279(N/ mm)当导线的安全系数取K=2.5时max=P/K111.6(N/ mm)可见，JKLHYJ10系列铝合金芯交联聚乙烯绝缘架空导线与JKLYJ10系列铝芯交联聚乙烯绝缘架空导线相比，允许使用应力增大了1.9倍，导线自重略减轻，因此一般情况下，能够满足常规架设的要求。优缺点：JKLHYJ10系列铝合金芯交联聚乙烯绝缘架空导线具有允许使用应力大，导线自重轻，架设施工方便，且安全、可靠等优点。但是，也存在较多的缺点：a、 原材料价格贵，造价成本高；b、 无承受拉力的接续
12、金具。在架设一个耐张段过程中导线不够长或发生断线事故后，没有相应承受拉力的接续金具，只能重新调换导线或在导线接头处，直线杆改为耐张杆，增加了工程量和施工难度，且有可能不能满足设计、运行的要求。c、 允许载流量小，不能满足10kV配电线路500A系统的要求。d、 电压损失及电能损失大。2.3、JKLGYJ10系列钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空导线。2.3.1、结构及技术参数： 标称截面mm绝缘厚度mm绝缘导线外径mm绝缘导线参考重量kg/km20C时导体电阻/km导体拉断力kN单根空气敷设时参考载流量（环境温度30C，工作温度90C）A95/153.421.05970.32034.5027615
13、0/253.42428430.20651.39366240/453.428612850.12592705032.3.2、架设方式按架空配电线路常规的架设方式。（可采用线间距离400 mm；线与电杆、拉线、构架间的净空距离200 mm的紧凑型结构架设）。由于钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空导线主要承受拉力的为钢芯，综合瞬时破坏应力P285(N/ mm)当导线的安全系数取K=2.5时max=P/K118.8(N/ mm)可见，JKLGYJ10系列钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空导线与JKLYJ10系列铝芯交联聚乙烯绝缘架空导线相比，允许使用应力分别增大了2倍，导线自重、外径增加不大，载流量不变。线档内
14、的中间接头可采用10kV绝缘导线的接续金具及绝缘套管附件。因此，一般情况下，JKLGYJ10系列钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空导线能够满足常规架设的要求。3、 10kV架空绝缘导线的防雷10kV架空绝缘导线在运行中最大的危害是遭遇雷击断线，断线点一般在架空绝缘导线与绝缘子接触处。本地区仅2004年8月4日、8月16日两天，10kV全昌、青峰、芦村、王桥、嶂青等五条线路遭雷击断线。架空绝缘导线由于外层为绝缘层，在一般10kV电压下对外呈现绝缘性能，但在高电压（雷电压）下，导体与绝缘层的电位差却相对很小（可忽略不计），在高电压作用下，绝缘层的电荷无法通过有效通道向大地释放，这时会呈现很高的电位，可
15、在绝缘薄弱的地方（如绝缘导线与绝缘子接触处）击穿，即出现上述现象。对于架空绝缘导线目前可采取以下防雷措施：3.1、保护架空绝缘导线不遭受直接雷击。、安装避雷线，此种方法避雷效果最好，但可行性和难度大，成本高。、三角型绝缘支架架设由承载镀锌钢绞线作为避雷线，三角型绝缘支架支持的三相导线在承载镀锌钢绞线防雷保护角内，镀锌钢绞线利用钢杆、铁塔等耐张、终端处多点重复接地。实践证明，无锡地区在大浮山区等多雷地区采取这种形式架设已八年以上，无一例遭雷击断线现象。3.2、在多雷区或者按照一定档距安装线路避雷器，减少雷击断线事故。线路导体与避雷器直接相连，在高电压（雷电压）下，雷电流可通过避雷器迅速泄向大地。实践证明，本地区在10kV风雷等线路采取这
