架空导线

架空导线（精选十篇）

架空导线 篇1

1 情况介绍

架空输电线路的导线振动主要是指在架空输电线路运行的过程中, 相关的导线结构受到了一定的振动。它的存在严重影响着整个架空输电线路的运行安全, 甚至还可能导致电力输送被中断。工作人员在深入分析架空输电线路的导线振动问题时发现, 在其运行过程中, 受风力的影响, 线路的导线结构作垂直振动, 继而产生了振动问题。这种周期性的振荡在架空输电线路的导线上是极为常见的。究其原因, 其中主要涉及到了空气动力学原理。

2 影响因素

导线振动会影响整个架空输电线路的运行安全。要想提高对其的控制和管理, 除了要分析导线振动的成因和作用机理外, 还要考虑到相关影响因素, 并详细分析。

2.1 风速

从架空输电线路导线振动的形成机理看, 它主要是由风力作用形成的, 而风速则会使架空输电线路的导线发生振动。与均匀气流相比, 风速对其的影响较为突出。

2.2 电压等级

现阶段, 在设置架空输电线路的过程中, 导线的电压等级不同, 产生的效果也不同。一般来说, 电压等级较高的架空输电线路的悬挂点比较高, 所以, 很容易产生周期性的振荡。

2.3 地理条件

外部环境也会影响架空输电线路的运行, 使导线振动。受地理条件的影响, 因为地形不同, 所以, 导线振动情况也有很大的差异。比如, 平原地区很容易发生导线振动的问题, 树木较多的地方则不容易发生。

2.4 应力

在架空输电线路运行的过程中会产生一定的应力, 而这种应力会使架空输电线路的导线振动。具体来说, 随着导线张力的增加, 与其相对应的振动幅度也会增加, 进而影响架空输电线路的正常运行, 产生更大的导线振动。

3 防振措施

架空输电线路导线振动造成的危害极为突出, 所以, 采取相应的防振措施是很有必要的。根据相关影响因素和作用机理, 在具体工作中, 主要可以采取以下几方面的措施:①全面检修架空输电线路。可靠、稳定的架空输电线路是提高其运行效率的关键, 也是保证输电安全的基本条件, 它在解决导线振动问题方面有较高的应用价值。从这一点来看, 要求相应的电力服务人员要及时、仔细地排查整个架空输电线路, 及时更换或处理存在问题的设备元件, 同时, 还要仔细检查架空输电线路中的各种固定点。②降低导线应力。在分析架空输电线路导线振动的形成机理时发现, 降低其应力是有效控制架空输电线路导线振动的关键。基于这一点, 可以采取适当的方法降低导线应力。在具体工作中, 要合理协调整个架空输电线路的运行, 有效控制导线弧垂, 使其处于合理的范围内, 以满足相应的使用需求, 避免因为导线弧垂不合理而增加张力, 进而影响架空输电线路的导线振动。③使用防振锤和护线条是为了更好地保护整个架空输电线路的运行, 避免其受到导线振动的影响。在具体工作中, 最有效的处理方法就是尽可能地减小振动。鉴于此, 除了要从整个架空输电线路的运行情况入手作必要的调整外, 还应该使用一些专业设备作必要的调控。比如, 使用护线条和防振锤可以在一定程度上减小架空输电线路的导线振动, 所以, 要求相关负责人员必须要合理、准确地安装这些设施, 充分发挥其作用。④提高思想认识。对于架空输电线路的导线振动, 最基本的解决方法是工作人员要足够重视这个问题。因此, 要求相应的管理人员和检修人员要掌握更多这方面的知识, 更好地提升其控制效果和处理效果。

4 结束语

综上所述, 架空输电线路中的导线振动问题是影响其正常运行的关键因素之一。因此, 在实际工作中, 要切实加强对架空输电线路导线振动的控制和处理, 以保证线路的正常运行。

参考文献

[1]王洪, 柳亦兵, 董玉明, 等.架空线路导线疲劳试验振动幅度的研究[J].中国电机工程学报, 2008 (04) :123-129.

[2]周海滨, 董明, 任重, 等.振动频谱法在架空输电线路张力检测中的应用[J].电网与清洁能源, 2012 (04) :12-18.

10KV架空绝缘导线知识 篇2

随着配电网的飞速发展，供电区域被树木覆盖，严重的腐蚀、台风等诸多因素的影。向，使配电网的可靠性面临新的困难。受到自然界对配电网构成的这种或那种威胁，从而产生了分裂架空绝缘导线。架空绝缘导线与普通架空裸导线相比，具有许多优点，可解决常规裸导线在运行过程中遇到的一些难题，价格又比地埋电缆便宜得多，因此，在配电网中得到广泛的应用。1 架空绝缘导线的主要特点

(1)绝缘性能好。架空绝缘导线由于多了一层绝缘层，比裸导线优越的绝缘性能，可减少线路相间距离，降低对线路的支持件的绝缘要求，提高同杆架设线路的回路数。

(2)防腐蚀性能好。架空绝缘导线由于外层有绝缘层，比裸导线受氧化腐蚀的程度小，抗腐蚀能力较强，可延长线路的使用寿命。

(3)防外力破坏。减少受树木，飞飘金属膜和灰尘等外在因素的影响，减少相间短路及接地事故。(4)强度达到要求。绝缘导线虽然少了钢心，但坚韧，使整个导线的机械强度能达到应力设计的要求。架空绝缘导线的规格

(1)线心。架空绝缘导线有铝心和铜心两种。在配电网中，铝心应用比较多，主要是铝材比较轻，而且较便宜，对线路连接件和支持件的要求低，加上原有的配电网也以钢心铝绞线为主，选用铝心线便于原有网络的连接。在实际使用中也多选用铝心线。铜心线主要是作为变压器及开关设备的引下线。

(2)绝缘材料。架空绝缘导线的绝缘保护层有厚绝缘(3．4mm)和薄绝缘(2．5mm)两种。厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触，薄绝缘的只允许与树木短时接触。绝缘保护层又分为交联聚乙烯和轻型聚乙烯，交联聚乙烯的绝缘性能更优良。常用的lOkV架空绝缘导线如表1所示。3 架空绝缘导线的敷设方式

(1)单根常规敷设方式。这种架设方式就是采用目前裸导线的常规水泥电杆、铁附件及陶瓷绝缘子配件，按裸体导线架设方式进行架设，比较适合于老线路进行改造和走廊较充分的区域。(2)单根敷设采用特制的绝缘支架把导线悬挂，这种方式可增加架设的回路数，节省线路走廊，降低线路单位造价。4 架空绝缘导线应用区域

(1)适用于多树木地方。裸导线架设的线路，在树木较多的地段，往往线路的架设和维护与绿化和林业产生很大的矛盾。采用架空绝缘导线可减少树木的砍伐(架设初期及运行维护阶段)，解决于许多难题，与绿化、林业等部门的矛盾也减少，保护好了生态环境，同时美化了市容，而且降低了线路接地故障。

(2)适用于多飞飘金属灰尘及多污染的区域。在老工业区，由于环保达不到标准，金属加工企业，经常有飞飘金属灰尘随风飘扬。在火力发电厂、化工厂的污染区域，造成架空配电线路短路、接地故障。采用架空绝缘导线，是防止lOkV配电线路短路接地的较好途径。

(3)适用于盐雾地区。盐雾对裸导线腐蚀相当严重，使裸导线抗拉强度大大降低，遇到刮风下雨，引发导线断裂，造成线路短路接地事故，缩短线路使用寿命。采用架空绝缘导线，能较好地防盐雾腐蚀。因为有了一层绝缘层保护，可减少盐雾对导体的腐蚀，延缓线路的老化，延长线路的使用寿命。

线径比裸导线大，当采用普通金具时，导线固定金具和连接金具要放大型号。耐张线夹要连导线的保护层一起夹紧，防止架空绝缘导线退皮，影响其机械性能和绝缘性能。6 架空绝缘导线的造价

架空绝缘导线具有地埋电力电缆的一些优点，但造价比地埋电力电缆造价低得多，大约只有地埋电力电缆的1／2。而与架空裸导线相比，造价高出40％左右。以广东省安装工程综合定额《电气设备安装工程》单位进行测算，考虑到载流量的因素，以lkm为单位，采用150mm2的地埋电力电缆，150mm2架空绝缘导线和120mm2的裸导线的投资约为35万元、18万元和12万元。7 结束语

架空导线 篇3

关键词：架空线路；导线截面；线损；电压降校验

中图分类号：TM751 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0040-03

线损是供电量与售电量之差，是供电企业的一项重要技术经济指标，它直接影响着整个电力系统的经济效益。在实际工作中可采取多种方式降低线损，包括提高功率因素、选定负荷中心的最近位置、减少输配电层次以及按经济电流密度选择供电线路截面积。本文将结合实例分析如何按经济电流密度选择供电线路截面，并分析了此方法的安全特性和经济特性。

实例：**省**市**地区有35kV架空线路，线路全长50km，导线型号LGJ-120/20（20km）、LGJ-95（30km）。其导线电阻分别为R1=0.27Ω/km，R2=0.33Ω/km，电抗分别为X1=0.379Ω/km，X2=0.386Ω/km。最大负荷为6400kW，最大负荷利用小时数为4800h。设计一个线路改造方案使其具有良好的经济效益。

1 导线截面选择

1.1 选择导线截面

按经济电流密度选择导线截面。选择导线要同时考虑安全性和经济效益。导线截面面积越大，线损越小，但投资成本会上升；导线截面面积越小，线损越大，很难满足以后发展的需要，同时安全性会降低。在工程应用中，最好的方法是按经济电流密度选择导线截面面积。

结合上述实例计算导线截面积，导线截面面积的计算公式为：

S——导线截面积，mm2

Imax——导线最大工作电流，A

j——经济电流密度，A/mm2

其中Imax可由式（2）计算所得：

Pmax ——最大负荷功率，kW

Ue——线路额定电压，kV

cosφ——功率因素，取0.95

由最大负荷利用小时数和导线型号，查表1国家最新公布的电流密度表，可得经济电流密度j=1.15A/mm2。将各变量值代入得S=6400/×35×0.95=111mm2。应该选择截面面积大于111mm2的导线，取S=120mm2或S=150mm2，即LGJ-120或LGJ-150。

1.2 校验导线截面

1.2.1 按载流量校验导线截面。按载流量校验导线截面应满足导线最大工作电流Imax不大于导线长时允许电流Ial的条件，即Ial≥Imax。由表2查表可知LGJ-120在最高允许温度70℃时，长时允许电流Ial=380A，由式（2）计算可得Imax=105.6A，满足要求。同理，LGJ-150也满足要求。

架空线路各种裸导线发热的极限允许温度不得超过70℃

1.2.2 按电压降校验导线截面。利用电压降进行导线截面积校验的公式：

?u%——电压损耗百分率

R0——导线电阻率，Ω/km

X0——导线电抗率，Ω/km

φ——功率因素角，取tgφ=0.75

P——最大负荷功率，kW

L——线路长度，m

Ue——线路额定电压，kV

代入公式（3）可知LGJ-95线路的电压降?u%=6.8%，LGJ-120线路的电压降?u%=5.8%。根据规定电压降应不超过10%，故LGJ-95和LGJ-120均满足要求，同理可计算出LGJ-150也满足要求。

1.2.3 按机械强度校验导线截面。导线截面的选择必须满足机械强度的要求，因为导线本身的重量以及自然界的风、雨、冰、雪现象，会使导线承受一定的压力，只有导线的机械强度选择足够大，才能保证供电线路的安全运行。按机械强度要求的导线最小截面为25mm2。三种导线均满足要求。

1.2.4 按电晕校验导线截面。在高压输电线中，导线周围产生很强的电场。当电场强度达到一定数值时，导线周围的空气就会发生游离，形成放电。这种放电现象就是电晕。在高海拔地区，110～220kV线路及330kV以上电压线路的导线截面往往电晕现象很明显。对于35kV的线路，电晕现象不明显不予考虑。

1.3 截面选择应注意的问题

1.3.1 确定导线截面面积时，既要考虑用户的经济现状，又要考虑用户群对电能需求量的递增速度，通常按照5～10年的发展情况来考虑。故确定截面面积时应该选择比理论值稍大的截面面积。如当理论计算面积为S=111mm2时，其实际取值应该比S大。

1.3.2 导线截面的选择除了满足输电功能、经济性和安全性外，还应该考虑环境影响。典型的环境干扰因素包括电晕现象、无线电干扰、噪声等。针对不同的地理环境，各种干扰的影响程度不同。例如：在110kV以上的高压环境下电晕现象不可忽视；在无线电信号覆盖密集的地方要考虑其对导线的影响；在一些嘈杂的环境下还应该考虑噪声对导线的影响。

1.4 经济效益分析

由经济电流密度可以确定用于线路改造的导线型号可以为LGJ-120和LGJ-150，改造方案如下：

方案一：用LGJ-120替换原线路中长度为30km的LGJ-95，使整个线路全为LGJ-120。

方案二：用LGJ-150替换原线路中长度为30km的LGJ-95，使线路中30km为LGJ-150，20km为LGJ-120。

方案三：用LGJ-150替换全长50km的所有线路，从而使整个线路全为LGJ-150。

下面针对以上三种方案分析、对比其经济效益。

1.4.1 导线成本计算。LGJ-95导线的重量为401kg/km，LGJ-120导线的重量为495kg/km，LGJ-150导线的重量为598kg/km。价格均为14元/kg。下面分别对三种方案进行成本预算。

方案一：更新导线的成本=495×30×14=207900（元）

方案二：更新导线的成本=598×30×14=251160（元）

方案三：更新导线的成本=598×50×14=418600（元）

1.4.2 节约能耗计算。线路中的能耗损失主要是输电导线截面的电能损失，即线损。其理论计算方法一般采用最大功率损耗时间法，其计算公式为：

?A——理论电能损耗，km·h

Imax——导线最大负荷电流，A

R0——导线电阻率，Ω/km

L——线路长度，m

τ——最大负荷损耗小时数，h

根据已知条件，最大负荷利用小时数Tmax=4800h，且cosφ=0.95，由Tmax-τ曲线可以得出最大负荷损耗小时数τ=2900h。下面分别计算三种方案每年的电能损耗。

方案一：?A=3×（105.6）2×0.27×50×2900=1309727（元）

方案二：

方案三：?A=3×（105.6）2×0.21×50×2900=1018677（元）

原线路电能损耗：

按照国家规定，当地电价为阶梯电价，月用电量50度以内，电价为0.538元/度；51～200度之间的用电量，电价上调为0.568元/度；超过200度的用电量，电价为0.638元/度。按照当地三种用户的比例确定其平均电价为0.55元/度。计算得四种线路的电能损耗如表3所示：

下面针对三种方案分别分析其经济效益。各方案每年节约能耗的经济值计算如下：

每年节约能耗的经济值=0.55×（原线路电路损耗-各方案电路损耗）

如果采用方案一，计算得每年节约96047元。同理方案二、三每年分别节约192093元和256124元。而各方案的成本投入分别为207900元、251160元和418600元。各方案收回成本所需时间计算公式如下：

收回成本所需时间=成本/每年节约能耗的经济值

通过计算，各方案收回成本需要的时间分别为2年2个月、1年3个月和1年8个月。虽然从成本收回时间上看方案二是最优的，但在收回成本后，线路的电能损耗则是针对经济效益需要考虑的主要问题。方案三虽比方案二多花6个月收回成本，但在方案投入使用2年后，方案三比方案二每年节约64031元，如果考虑线路的运行时间为10年，则在2年收回成本后，方案三比方案二在后8年时间内共节约64031×8=512248元。故综上所述，选择方案三。

2 结语

本文从实际例子出发详细介绍了导线截面的选择方法、截面选择应注意的问题及针对实际例子对经济效益进行分析和研究。

选择正确的导线截面和更改方案对于能源节约尤为重要，同时结合“美丽中国”的时代背景，减少能源损耗也是社会价值观的体现。

参考文献

[1]王猛.220kV及以下架空送电线路导线及截面选择[J].大科技，2012，（6）.

[2]黄悌，朱荣坊，李宗庚.按经济输送容量选择输电线路导线截面[J].四川电力技术，2000，（2）.

[3]王文莉.架空线路导线截面选择方法的探讨[J].广东水利水电，2006，（2）.

论述导线或架空地线的连接 篇4

1 导线或者架空线路连接的一般规定

1.1 同金属、不同规格、不同绞制方向的导线或者架空地线在

施工的过程中严谨在一个耐张段内进行连接, 避免在施工中出现连接不合理的缺陷问题。

1.2 当导线或者架空地线采用液压或者爆压进行连接的时候,

操作人员必须经过培训及考试合格、并且持有操作许可证。连接完成之后并且通过自我检验合格之后, 应当在压接官道上打上操作人员的钢印。

1.3 导线或者架空地线在连接的过程中必须使用合格的电力

金属器具和配套的连接管道以及耐张线夹进行连接, 连接后的我这强度, 应当在架线施工之前进行合理的试件试验, 试件在试验的时候不能够少于3组, 而且在试验的时候必须对针对强度和液压或者爆压方式进行分析, 不得小于导线或者架空地线连接应力的95%。

1.4 采用液压连接, 在工期相邻较近的工程中应当采用同制造

厂, 同生产线的导线、架空地线、连接管、耐张线夹和钢模, 在应用的过程中其各个方面完全相同, 并且能够在使用的过程中进行重复的试验, 确保质量和规格能够满足设计要求。

2 线路施工中导、地线的压接方式

在架线工程的导线连接中, 导地线工程的连接是不容忽视的重点环节, 其在施工应用的过程中十分重要, 并且其连接质量直接影响着导地线在工程运行当中的主要衡量标准, 因此在连接施工的过程中施工必须进行严格的控制, 对各个施工环节和施工控制工艺都不容忽视, 都需要进行严格的处理。在当前的线路施工中, 导线和架空地线的连接分为以下几种:

2.1 机械钳压连接

在工程施工的过程中采用钳压法施工是最常见的施工工艺和方式, 在施工的过程中连接管的内外表面应当平整光滑, 清洁, 不能有沙眼、气泡等其他裂缝和裂纹等缺陷。到底线在施工中不能够出现各种缠绕不良、断股缺陷。

2.2 液压连接

该方法适用于钢绞线和截面大于240mm2的钢芯铝绞线, 因为其可产生较大的压力, 连接质量高, 有条件的地方应尽量采用。液压工具常用各种型号的导线压接机, 其可压接各种规格的钢绞线与钢芯铝绞线。

2.3 爆破压接

爆破压接适合各种型号的导线及钢绞线, 爆破压接是利用炸药爆炸瞬间爆发出的巨大能量压向连接管, 使其产生塑性变形, 从而使导地线牢固连接起来的一种工艺, 一般分为导爆索及硝铵炸药药包爆破压接。现一般地区对爆破物品管理相当严格, 爆破压接使用的材料申请领用过程较繁锁, 且施工工艺较为复杂, 不易掌握, 且安全性较差, 除特殊情况外, 一般现阶段施工中使用较少。

3 导、地线的压接方法及其工艺

3.1 机械钳压的连接方法与工艺

在进行导、地线压接之前, 第一个步骤要进行清理净化工作, 需要准备各种工具:机械液压钳、钢丝刷、钢锯、内外卡钳、细铁钎钢尺、断线钳、锉刀、红蓝铅笔、木锤及木板、中性凡士林或导电膏、红油漆、纱布、汽油、砂纸、测量接头的电阻仪表。在进行清洗时, 将连接管用细铁钎裹纱布并用汽油洗净。若在施工前洗净, 则需要用纱布封堵, 到达现场后, 将导线的连接部分用钢丝刷去除上面的污垢, 再用汽油洗净, 洗擦的部分应该为连接部分的1.25倍, 并涂一层中性的凡士林或导电膏, 净化后在塞入净化的连接管内, 两端各露出30mm~50mm。压接前检查连接管是否与导线的规格一致, 并检查连接管是不是有裂纹和毛刺, 其弯曲度不可超过1, 内卡钳检查钢模间距应比规定压接深度略小0.5mm~1.0mm。检查无误后才能放进钢模, 从第一模开始依次按压, 机械钳压器应固定牢靠, 操作时应尽量平稳, 两端侧扶线人员要对准钳压位置, 切割导线时, 线头应扎紧。每次按压应停留30S左右。按压顺序从一端开始, 再按压另一端, 交错依次按压。

3.2 导线的液压连接方法与工艺

首先要进行液压施工之前的准备工作, 先要对压接管的外观进行检查, 确认是否符合相关标准。其次要进行导线的断线的工作, 在确认导线的相别和线别后, 将导、地线掰平直。割线前, 在线的端部绑上铁线;切割时, 用断线钳或钢锯, 端口与轴线相垂直;切割钢芯铝绞线的铝股时, 先割到铝股直径的四分之三处, 再逐根掰断。第3个步骤是清洗液压管及耐张线夹的油垢、锌疤和焊渣。第4个步骤是画定位印记, 做好编号和测量, 定位印记的尺寸要视压管实测长度而定。做好上面4个步骤的准备工作后, 就要进行液压连接的施工工艺。对于直线管的压接, 先将导线端头向内, 以钢管长度多40mm的距离, 用细铁丝进行绑扎, 然后进行断线, 并通过套铝管、穿钢管操作, 穿至两端钢芯在钢管两端各露出5mm。

3.3 爆破压接方法与工艺

爆破压接所使用的硝铵炸药和导爆索及爆压的压接管已逐步改进和定型《在架空线路爆炸压接施工工艺规程 (试行) 》, 使爆破压接技术有章可循, 保证了压接的质量和安全, 为保证爆压质量和爆时的人身安全使用的炸药及导爆索必须符合标准, 在爆破压接前应严格检查硝铵炸药或导爆索的安全性。

首先应明确硝铵炸药包爆破压接方法。首先应确定药包尺寸及装药量, 然后制作药包 (药包可用黄版纸等制作) , 为了使爆压后铝连接管的表面光洁, 铝连接管的表面可均匀的浸润石腊松香溶液, 浸层厚度约为1.5~2.0mm, 然后将药包紧贴压接管外, 药包与压接管接缝处不可有缝隙, 外层再用黑胶布缠绕固定。

导爆索爆压:导爆索结构与导火索极相似, 但外表带红色, 药芯装有猛炸药, 启用前先在连接管上加保护层, 可用电气工程中常用的塑料袋在铝管外紧密的缠绕五层或六层, 厚度约3mm, 目的是为了减轻导爆索引起表面螺纹状爆迹, 对铝管的表面起一定的保护作用, 若保护层缠绕不紧, 将会引起连接管表面烧伤, 影响爆压质量。

结束语

架空导线 篇5

【关键词】送电线路 导线连接管

【中图分类号】TU74 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0486-01

0、引言

城市配网在无条件采用电力电缆供电区域，采用架空绝缘电线有很多优点，随着配电架空线路绝缘化率提高，供电可靠性不断提高，增强了配电线路抵御恶劣自然环境的能力，美化了城市景观；提高了线路通道利用率，具有良好社会经济效益。但近几年安装运行中，发现架空绝缘线因施工工艺等问题，由此引起短路、断导线事故较多，存在安全隐患。对此笔者进行了系统分析和研究。

1、施压准备工作中易出现的问题

1.1 钢心损伤

在进行钢心部分压接之前，要割去钢心铝绞线的铝线股，将钢心穿入钢管部分。用手锯（或切割器、切线模）切线时，操作不当易造成钢心损伤。一旦钢心损伤，将导致导线机械强度下降，留下永久性缺陷，所以当割铝线伤及钢芯时，必须重新画印割线，造成工作量增加和材料浪费。

1.2 穿管时卡管

卡管主要发生在对铝管部分的操作中，表现为铝管不能畅顺地穿入导线，严重时会出现钢心铝绞线线头（接头导线的端头）卡在铝管中，进退不得。卡管不仅会增加工作量，也可能造成压接管损坏。出现卡管的原因主要是：导线断头绑扎不紧，引起线头铝线股松散，穿管时，既容易发生卡管，又会造成抽筋；用手锯切割铝线股时，最外层铝线股切面外缘有毛刺或卷边，在穿管时，这些毛刺或卷边与管壁摩擦，产生划痕并嵌入铝管内壁；未清理管内锌疤及焊渣；穿管时旋转推进方向未顺导线绞制方向，造成松股；未按规定要求涂刷801电力脂，润滑性差。

1.3 钢管端口与铝线股端头之间间隙不适

钢管部分施压完毕后，钢管的端口与铝线股端头之间要有约10mm的空隙。间隙过小会使铝管部分在施压时因铝线端头伸长而顶碰钢管，形成初始应力，影响铝管的强度；间隙过大会使铝管部分不压区变长，铝管应压长度减小，导致握力下降。造成间隙过大或过小原因有：切割铝线股时尺寸不准；压接过程中钢心移位；搭接钢芯穿出过多。

1.4 电网改造旧导线压接电阻过大

线路投产后，由于强磁场的作用，使得导线吸附空气中的漂浮微粒，同时在酸雨及污染环境下，导线运行3～6个月即会在表面形成污秽层，甚至延伸内层线股。电网技术改造中，压接时未完全清理干净，严重影响压接质量。

2、针对问题改善的对策

2.1 最内层铝线股不割断

无论用何种器具，当切割到最内层铝线股时，只割到每股铝线直径的1/2～3/4处，然后将铝线股逐股掰断，可避免钢心损伤。当感到割线要特别用力或听到较响亮的声音时，极有可能已伤及钢芯。

2.2 施压前处理好导线端头

在切断导线时，端头用绑线扎紧以免散股，压接的导线线头部分要处理平直，割去铝线股后，用锉刀将最外层铝股的毛刺和卷边修去，并将铝股略作修锉，使其在导线轴向略成锥形，穿管前必须检查清理管内锌疤及焊渣，铝管要顺着导线绞制方向旋转推进，这样在穿管过程中，铝线股端头不易与压接管内壁相擦卡住。

2.3 保证钢管端头与铝线股间的尺寸

在画定位印记时要考虑合适的预留伸长值。钢管施压后的伸长值与钢管直径、壁厚、钢模对边距尺寸及施压模数有关，伸长值可通过试压而取得。多种型号的钢管和铝管施压操作的统计该伸长约为施压部分的11～12%。在具体操作中应按照线径大小考虑预留伸长值，线径愈大，预留伸长值愈大，反之愈小；对厚壁、压模数重叠多的情况应考虑大一些的预留伸长值。

2.4 施压操作过程

（1）施压操作中易出现的问题

①管子施压后弯曲：钢管或铝管施压后，要求发生弯曲变形的程度不超过管长的2%，压接管发生弯曲变形会增加弯曲应力的作用，易造成压接管断裂。管子施压后发生弯曲变形的原因主要是：钢心铝绞线或钢心线头压接部分在穿管前未理直，使压接管施压前就存在弯曲作用力；压接管与导线连接的一端存在导线自身重力和扭绞力的作用，施压过程中压接管未扶平，使导线轴线与钢模轴线不重叠；压在不压区内管子在压模两侧受力不匀，使压接管在钢模两侧受力不一致，造成施压后弯曲变形。

②施压面不平整：施压过程中相邻各模之间压力不一致，造成施压面深浅不一，表面不平整，使压接管表面工艺粗糙，压后尺寸测量有误差，难判断压接质量，不能保证握力。施压过程中每次改变压接管施压位置时，由于导线的扭绞拧力的作用，易使压接管已压平面与将压平面发生错位，不在同一个平面内，造成压管扭曲。另外，钢模变形或选错不配对钢模也会造成施压面不平整。

③压后对边距偏大：压接管压后应成正六角形，三个对边距只允许有一个达到最大值，超过《规程》的推荐值时必须查明原因，处理后重新施压，对边距达不到要求往往不能保证握力。《规程》规定对边距最大允许值：S=0.866×0.993D+0.2mm（D为压接管外径）c压后对边距出错主要由两类原因引起：①压力不够，未达到规定施压压力；②由于钢模磨损或钢模不配对，造成尺寸偏差。④压到不压区压到不压区是铝管部分施压时最易出现的问题之一，中间接续管铝线上画印不准确或铝管画印不实测钢管时，会压到不压区。耐张管引流板从管尾引出的压接管大多发生在铝管管尾部分施压处，主要原因有两个：a.画定位标记出错；b.压模过宽，由于管尾引流板与液压机缸相顶碰，压模仍有一部分处于铝管不压区位置，造成不压区被压，此时压接管就得报废重压。

④施压顺序错误：中间接续钢管从一端起向另一端施压，出现施压后钢管向一边伸长，使钢管口与铝线端口距离不足，严重时会顶到铝线端口，这时当压接铝管时就没有伸长空间；耐张线夹铝管为了定位引流板与挂环的预偏角度，先施压钢锚环箍上的一模，这样就固定死压缩伸长区域，引起不压区处弯曲或隆起。

（2）采取的措施

①扶平压管，压力一致，及时校直在施压过程中液压操作人员应扶好压接管及导线，使导线和压接管轴线与钢模轴线重叠，最好保持水平；操作时必须使每一模都达到规定的压力，不能以合模与否作为施压到位的标准。在施压过程中若发现压接管弯曲，可将压接管旋转180°，在反向弯曲点及其前后施压进行校直，特别要注意检查大牌号导线的压接管，若压后出现弯曲，可在压接管两边垫上木板敲打校直，但不得有裂纹或明显的锺印。

②压后对边距检查、处理压接前核对钢模应与待压管相符，压模应是一直配对使用。压接管的钢管部分和铝管部分压好后，应挫去飞边，铝管应挫成圆弧形，再进行对边距检查。若对边距尺寸大于规程推荐值，应锉掉后重新施压。若是因压模变形、偏大引起的，则应更换压模，重新施压。

③按《规程》要求顺序施压中间接续管钢管应从中间压第一模，再分别向两端施压，中间接续管铝管分别从不压区分界点向两端施压。耐张管钢锚应从环箍处开始向管口施压，铝管如上述进行施压。

配网架空绝缘导线防雷技术研究 篇6

10 kV配电网具有分布广、设备多、绝缘水平低的特点,容易因过电压造成绝缘损坏事故[1]。近年来,用户对电能质量、供电可靠性的要求不断提高,而城市配电网络绝缘化工作的深入开展也使得雷击断线问题日益突出,影响越发巨大[2]。因此,如何妥善解决雷击断线问题,以确保架空绝缘配电网的安全运行已经成为配电网系统中一个需要迫切解决的重要问题。

架空绝缘导线与裸导线相比,它能有效地降低“线树矛盾”引起的停电事故;与电缆相比,它可避免道路开挖损伤,且投资较少。笔者所在单位目前共管辖10 kV架空线路87.14 km,其中绝缘导线66.11 km,占10 kV架空线路总长度的75.87%。近三年架空线路雷害情况统计如表1所示。

由表1可见,架空线路馈线跳闸次数较多,2009年达51次,占馈线跳闸总次数的68.92%;雷击跳闸所占比列较高,2008年达39.58%。

1 雷击机理及其危害

1.1 雷击主要形式

配网架空线路雷击主要有直击(或绕击)雷、感应雷和反击过电压三种形式[3]:

(1) 直击(或绕击)雷:直击雷过电压常在没有避雷线的情况下发生,但装设避雷线的线路仍有可能被绕击,但其概率较小。雷电流的幅值、陡度越大,则被击线路的电位越高。

(2) 感应雷:在配网架空线路附近发生雷云对地放电时线路上产生的过电压。在雷电放电的先导阶段,在导线上缓慢积累了异性的束缚电荷,雷击时,由于主放电的速度很快,所以导线中被束缚的电荷迅速疏散。

(3) 反击过电压:雷击杆塔时由于杆塔的电感和接地电阻,使本来是地电位的杆塔具有很高的电位,引起绝缘子逆闪,将高电位加到架空线路上。

1.2 雷电对架空线路的危害

雷电放电过程中,呈现出电磁效应、热效应以及机械效应,对架空绝缘导线产生很大的危害性。

(1) 电磁效应。

雷云对地放电时,位于雷击点附近的导线上,幅值可达几十万伏的感应过电压能使架空线路上设备发生闪络或击穿,甚至引起火灾和爆炸。

(2) 热效应。

幅值为Im的雷电流通过金属导体时使导体发热,将导体烧红、熔化,甚至升华。架空线路避雷线的断线现象,与雷电流的热效应有关。

(3) 机械效应。

雷电流通过导线时,会产生冲击性的电动力。雷电流通过平行导线时,电动力大小与雷电流幅值、导线间距有关。例如I=100 kA,线间距L=50 cm,则电动力F可达400 N。

1.3 雷击断线、跳闸机理

(1) 雷击裸导线时电弧的发展

当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,连续的工频电流电弧因电磁力作用,沿导线向负荷侧快速移动,而温度最高的弧根缓慢在导线上运动。温度较低的弧腹在随弧根向前运动的同时,受到热应力的作用不断向上空漂浮[4,5]。在上述过程中,弧根沿导线运动,而不是固定的燃烧一点,所以不会集中烧伤导线,引起断线的几率也较小。

(2) 雷击绝缘导线时电弧的发展

架空绝缘导线线路遭受雷击后,引起绝缘子闪烙并击穿导线绝缘层,绝缘层呈针孔状,连续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔,弧根受限于针孔处燃烧,急剧产生的高温无法快速传导,从而在极短的时间内烧断导线。运行统计显示,架空绝缘导线雷击断线大部分发生在离绝缘子与导线固定处100～400 mm范围之内,烧断面整齐。

2 主要防雷措施

防雷的主要思路是使电弧在熔断导线前瞬间熄灭或使电弧燃烧熔断导线的时间延长至超过断路器跳闸时间,从而通过断路器跳闸灭弧、提高线路绝缘水平或避免产生雷电过电压等。

2.1 提高线路绝缘水平

加强线路绝缘,采用较高绝缘水平的绝缘子,使雷电引发的工频续流因爬距较大而无法建弧,可以全面提高配电架空线路的绝缘程度及耐雷水平。

2.2 安装氧化锌避雷器

氧化锌避雷器由具有较好的非线性“伏—安”特性的氧化锌电阻片组装而成[6]。其特点是无放电延时,大气过电压后无工频续流,可经多重雷击,残压低,基本免维护,但保护范围较小,若全线安装则成本较高,且避雷器的安装密度与限制雷电感应过电压的水平成正比关系。

2.3 架设避雷线

架设避雷线是输配电线路防雷保护的常用措施。其主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:

(1) 分流作用,以减小流经杆塔的雷电流。从而降低塔顶电位;

(2) 通过对导线的耦合作用减小线路绝缘子的电压;

(3) 对导线的屏蔽作用可以降低导线上的感应过电压。

通常情况下,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。然而,对10kV的架空绝缘导线,通常只有一个针式绝缘子,装设避雷线反而容易造成反击而损坏绝缘导线及设备,且避雷线的安装将使得线路的损耗增加,笔者所在单位仅于空旷处及水塘边等部分架空线路段装设避雷线。

当避雷线于地面高度为h时,其保护范围由下面公式计算。

式(1)中 P为高度影响系数, hx为被保护线路及设备的高度, rx为避雷线每侧保护范围的宽度。

2.4 加装过电压保护器

过电压保护器作用是在雷击架空绝缘导线后,将雷电流引向保护器,并切断工频续流,限制雷电过电压,避免绝缘子闪络或击穿,保护架空绝缘导线,以避免发生断线事故。其特点是不承受工频电压,由非线性电阻限流元件串联放电间隙组成,不需更换绝缘子,安装方便,保护特性良好、结构简单免维护。

3 过电压保护器的应用情况

架空线路过电压保护器是消化吸收日本、澳大利亚采用限流消弧角的工作原理,在国内率先研制开发成功适合国情的防雷技术措施,填补了国内防止架空导线雷击断线和跳闸新技术和新措施的空白[6,7]。它由非线性电阻限流元件串联放电间隙组成,安装在线路绝缘子上。其保护原理是当雷电过电压或其它故障原因引发对地闪络形成金属性电弧放电短路时,不锈钢引流环可将kA级工频续流直接引向氧化锌非线性电阻限流元件,通过与绝缘子串联间隙的引流环、氧化锌非线性电阻限流元件的合理配合,在雷电过电压的作用下通流动作,释放雷电过电压能量,有效限制雷电过电压。

为防止雷击断线和减少线路雷击跳闸事故发生,有效提高配网运行安全和供电可靠性,笔者所在单位于2008年在芳村F10、增窖F1和增窖F6共3条馈线上安装了35组武汉雷泰电力技术有限公司生产的架空线路过电压保护器。产品实物如图1所示,其主要技术指标如表3和表4所示。

为了解运行效果,对部分过电压保护器的放电情况进行统计,如表5所示。

由表5可见,所监测的9组过电压保护器安装运行以来,累计放电290次,若以该值平均计算,则所安装的35组过电压保护器雷击放电次数可达1 128次,保护效果显著。

表6表明,装设过电压保护器后,芳村F10、增窖F1、F6三条馈线的雷击跳闸次数减少,所占各馈线跳闸比例降低,其中增窖F6安装过电压保护器后虽有多次放电记录,却未曾发生雷击跳闸事故。

4 存在问题与改进措施

4.1 降低接地电阻

接地电阻阻值增大,将大大降低过电压保护器泄导雷电流的能力,降低防雷效果,甚至引起反击等相反作用,造成雷电危害事故。装设完成后的引下线及接地体,其阻值主要受地形、气候、湿度和季节的影响,应尽可能选择电阻率低的地方埋设引下线和接地体,加强接地电阻试验和地网整改工作,确保最佳防雷效果。表7为部分需改造地网阻值情况。

4.2 提高线路绝缘水平

可提高绝缘子放电电压从而增强绝缘线路的耐雷水平,将10 kV配电线路中采用的瓷绝缘子更换为瓷横担,或在绝缘导线与绝缘子的固定位置加强局部绝缘,使雷电不闪络或闪络后引发的接续工频短路电流因爬距较大而无法建弧,保护绝缘导线不被烧伤。

4.3 与重合器配合使用

由于架空绝缘导线雷击闪络后大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能,若在配网线路上装设自动重合装置,将可大大提高供电可靠性,运行经验表明,架空线路自动重合闸成功率可达75%～95%[7]。

5 结束语

运行情况和上述分析结果表明:

(1) 安装过电压保护器可有效防止架空绝缘导线发生雷击断线事故和降低雷击导致线路开关跳闸概率,提高配网架空线路供电可靠性,应推广使用。

(2) 若过电压保护器安装密度较小,则雷电流将集中在线路最薄弱的一个基杆上进行释放,可使该基杆保护器损坏,对雷击频繁的区域线路过电压保护器的安装应覆盖至各基杆,合理分配雷电流能量,减少保护器限流元件的损坏概率。

(3) 线路过电压保护器能有效限制雷电过电压、断路器不跳闸,不造成线路中断供电;无需承受工频电压,不破坏绝缘导线绝缘层,免维护;放电绝缘子安装方便,结构简单,但应加强绝缘导线绝缘层破口处的密封防水处理。

(4) 接地电阻大小对过电压保护器防雷效果影响较大,加强接地电阻测量和地网改造有利于增强线路防雷能力。

参考文献

[1]谭湘海.输电线路的防雷设计[D].湖南:湖南大学,2004.

[2]吴维韩,何金良,高玉明.金属氧化物线性电阻特性和应用[M]:北京,清华大学出版社,1998.

[3]邵学俭,章玮,周洁.过电压保护器在10kV架空绝缘导线防雷中的应用[C].浙江:第五届输配电技术国际会议,2005.

[4]陈维江,孙昭英,周小波,等.防止10kV架空绝缘导线雷击断线用穿刺型防弧金具的研制[J].电网技术,2005,29(20):82-84.

[5]陈维江,李庆峰,来小康,等.10kV架空绝缘导线防雷击断线用防弧金具研究[J].电网技术,2002,26(9):25-29.

[6]方瑜.配电网络过电压[M].北京:中国电力出版社,2002.

架空铝合金导线的研究与应用 篇7

关键词：铝合金导线,合金元素,连续铸挤,热处理

铜由于其优异的导电性和良好的抗拉强度和耐蚀性能而被选作为导体材料, 而铝的导电性仅次于铜, 且在地壳中含量丰富, 具有良好的导电导热性、加工成型性[1], 铜资源匮乏及铜价较高使得“以铝代铜”成为热点[2]。目前铜的价格约为3.5万~4.0万/t, 而铝的价格约为1.2万~1.4万/t, 铝的电导率约为铜的62%, 而密度是Cu的33%, 输送同样的电量, 所需Al导线的质量只有Cu导线质量的50%即可[3], 且价格较低, 因此Al导线的应用越来越广泛。

沿海、东部工业城市经济的快速发展, 对于电力能源的需求不断加大, 而我国发电基地主要集中在中西部地区, 需要使用长距离、大规模的架空输电导线才能实现“西电东送”[4]。目前, 架空输电导线仍以传统的钢芯铝绞线 (ACSR) 为主, 但随着电力的发展以及智能电网的建设的全面展开, ACSR已经不能满足要求, 而铝合金导线的优异性能却逐渐凸显出来。国内外相继开发出一系列具有优异性能的铝合金导线, 主要包括钢芯铝合金绞线 (AACSR) 、铝合金芯铝绞线 (ACAR) 、全铝合金绞线 (AAAC) 3种类型[5]。本文就3种铝绞线与钢芯铝绞线进行对比, 重点对全铝合金绞线的特点及未来发展进行了评述。

1 铝绞线的主要分类

1.1 钢芯铝绞线 (ACSR)

目前, 国内使用的架空输电线依然是钢芯铝绞线, 导电率约为55.8%IACS。线芯多为镀锌钢线, 外层绞制电工圆铝线, 其载流量低、耐蚀性能差[6], 钢芯对导电性几乎没有任何改善作用。但由于其具有结构简单、线路造价低等优点, 依然被用于各种电压级别的输电线上[5]。

1.2 钢芯铝合金绞线 (AACSR)

该绞线的线芯为钢线绞合而成的多股实心绞线, 外层绞制铝合金线, 导电率约为48%IACS。这种绞线比钢芯铝绞线具有更大的抗拉强度, 比普通钢芯铝绞线的综合抗拉强度高出1.27~2.45倍, 质量轻, 弧垂小[7], 一般钢芯铝合金绞线的拉重比可以达到12km, 而常用钢芯铝绞线为7~9km[7], 铝合金线的表面硬度上约比普通铝线高1倍, 且钢芯铝合金绞线内外层延伸率相当, 受力均匀, 外层不易断股, 特别适合在大跨越或者重度结冰区使用, 能够减少跨越塔的建设投资。

1.3 铝合金芯铝绞线 (ACAR)

内层采用高强度铝合金芯, 外层绞制硬铝线, 硬铝导电率高, 铝合金强度高而质量轻, 导电率约为58%IACS。硬铝的成分为2.2%~4.9%Cu、0.2%~1.8%Mg、0.3%~0.9%Mn, 少量的Si, 其余是Al[5]。由于其内芯为高强度铝合金, 能够承担起较高的负荷, 适用于中重冰区、跨越线路区等, 并能够减少输电线铁塔的数量, 节省成本。由于绞线内无钢芯, 不存在磁滞损耗和涡流损耗, 提高了电量传输率;同时也不会形成电化学电池, 提高了产品的耐蚀性能。铝合金芯铝绞线的使用增强了电网稳定性, 是比较实用的输电线材料。

1.4 全铝合金绞线 (AAAC)

该绞线的全部线段均由同质的铝合金构成。以230~265MPa抗拉强度的中强度全铝合金绞线为代表, 导电率约为51.4%IACS。与ACSR相比, 其具有以下优点: (1) 由于拉重比较大, 弧垂特性较好, 因此可增大输电杆塔档距, 降低投资; (2) 具有较强的延伸率, 在高温下仍保持一定的强度; (3) 接续简便, 维护保养方便; (4) 当水平载荷相当时, 其垂直载荷减少约10%, 施工上也简单的多; (5) 全铝合金绞线硬度较高, 为普通铝材料的2倍, 且质地轻, 施工时可减小表面摩擦; (6) 全铝合金绞线本身抗腐蚀能力强, 又避免了电化学腐蚀, 增加了导线寿命; (7) 其受力相对值较低, 因此耐震性能更佳。另外, AAAC无钢芯, 因此回收方便。

表1为常见架空铝导线的基本性能指标[4]。综合比较4种类别的绞线, 可以归纳为: (1) 钢芯铝合金绞线的抗拉强度最高, 而其导电率最低; (2) 强度和电导率是协调平衡的一个问题, 强度增加的同时要以电导率的降低为代价; (3) 综合分析, 全铝合金绞线是最适宜的选择。

2 全铝合金绞线性能的影响因素

全铝合金绞线采用的大多为Al-Mg-Si系铝合金, 该系列铝合金是可热处理型合金, 具有比强度高、密度低、导电性能好等优点。铝合金导线的性能主要受合金元素、加工工艺及其热处理工艺等方面的影响。

2.1 合金元素

Al-Mg-Si系列铝合金主要由Al、Mg、Si、Fe、V、Mn和Cr等元素组成, 其中Fe为基本杂质元素, V、Mn、Cr等为过渡族微量杂质元素。通常, 在铝合金中加入其他元素成分来改善铝合金材料在抗拉强度、导电性能等方面的不足。

添加Mg和Si后, Mg和Si在铝中可以形成Mg2Si微粒, 其能够钉扎晶界和位错, 从而起到强化作用。当铝合金中Mg/Si比为1.73时, 将会形成Al-Mg2Si伪二元合金 (也称为平衡合金) 。当Mg+Si质量分数高于一定值时, 将会出现“停放效应”, 人工时效后强度降低;低于某一值时, 不仅不会出现“停放效应”, 人工时效后强度提高。

添加元素Fe后, 在铝中会形成Al-Fe-Si阴极相, 增强了材料的腐蚀倾向, 但Fe的适量添加能够提高其强度, 且不会明显降低导电率[3]。吴克义研究发现, Fe/Si比应为1.3~1.5, 过高将会导致电阻率大幅度升高。

添加元素Zr后, 会在铝中形成Al3Zr第二相, 并作为异质核心显著细化晶粒, 并对导电率影响较小;Sc同时具有稀土元素和过渡族的特征, 能够明显提高再结晶温度;添加Ti后能细化晶粒, 提高强度与韧性。方三明等人将Sc、Zr和Ti微合金化加入铝基体中, 研究发现微量Sc、Zr和Ti微合金化复合添加比单独添加所产生的效果好, 这不仅减少昂贵的Sc的加入量, 还大大提高了材料的强度。

添加稀土元素RE后, 对于铝合金在保证强度提高的同时, 也会提高电导率。稀土元素可与铝基体中固溶的杂质元素形成化合物, 并通过时效析出, 从而降低固溶元素对铝晶格造成的畸变程度, 提高导电率。樊磊等人研究表明稀土La、Ce的加入能使得铝合金中Si由固溶态转变为析出态, 从而改善杂质元素的分布规律, 以此来减轻Si的不利影响。

添加元素B后, 可与的杂质元素反应生成B化物, 该B化物以炉渣的形式沉于炉底, 通过除渣过程被清除, 因此大大降低了杂质元素对材料性能的有害作用。国内目前普遍应用稀土处理来改善导电性, 而国外普遍采用B化处理[2]。由于对B的优化机理不明确, 使得在高性能Al合金中的应用受到阻碍。

Al-Mg-Si系铝合金作为导线具有很多优异的性能, 电力事业的发展需要更高性能的铝合金导线, 合理配置铝合金元素的种类及含量将会对铝合金导线的发展产生重要影响。

2.2 加工工艺

目前, 世界各地大多采用连铸连轧的方式生产铝合金导线。而之前加工铝合金导线采用的是挤压、拉拔成型工艺。但挤压拉拔生产铝合金线材时, 所造成的几何废料损失大, 金属流动不均匀, 工具损失大且成本高。连铸连轧相对于传统加工方式的优势在于:单机产能大, 产品品种规格多;设有废料剪, 能够避免安全事故的发生;加工精度高, 性能可靠;可实现一次绕制密排卷等。

随着时代的发展, 对铝合金导线的要求不断提升。连铸连轧生产的产品性能已不是十分理想, 需要更好的加工工艺对其进行改进。国外对加工工艺进行大量的研究, 又开发出一种新型加工工艺, 已从连铸连轧工艺逐渐向连续铸挤工艺过渡。该法在一台设备上即可完成产品成型, 是一种短流程、近终成型新技术, 其中变形温度易于控制是该法优于其他加工工艺的显著特点之一, 且产品长度不受限制, 非常适宜于生产铝合金导线。周天国等人使用连续铸挤工艺制备出的6201电工铝合金线材, 经测试发现可直接获得典型的细等轴晶。东北大学的温景林课题组对连续铸挤工艺进行了研究, 通过优化试验方案, 能够同时提高导线的抗拉强度和导电性能。Ji等人采用连续铸挤工艺制备出Al-Mg-Si合金导线, 经研究表明该法能够有效细化晶粒, 并经过后续固溶处理和时效处理, 电导率有了明显提升。目前国内主要采用固态作为原料的连续铸挤工艺生产部分产品, 研究利用液态金属作原料的连续铸挤工艺更有发展前景。

2.3 热处理工艺

经拉拔获得的铝合金导线需要进行一定的热处理后, 其在成型过程中所产生的晶体缺陷才能够逐渐被消除, 从而改善结构和性能。很多研究者在不改变成分的情况下, 通过改变热处理工艺方式, 以此来改善经过连铸连轧后所产生的部分缺陷, 并能够提高材料强度和导电性能。

人工时效将使过饱和固溶体析出G.P.区, 进而影响材料的性能。陈敬等人改进传统T6热加工工艺, 提出一种新型的形变时效工艺, 对Al-Mg-Si-Cu合金进行试验, 发现多次人工时效的形变时效工艺能够同时提高抗拉强度和电导率, 其机理在于形变引入的位错不仅起到强化作用, 还通过改变、粗化析出相的形态进而降低对电子的散射, 增强导电性能。退火可以改善经过轧制、拉拔等工艺所产生的晶体缺陷, 以及消除加工硬化, 便于后续加工。余成等人对Al-Mg-Si合金导线在传统和新型轧制拉拔技术进行了微观组织和性能的研究, 结果表明合金经过多次中间退火后的轧制拉拔保持了合金晶粒的纤维趋向性, 大大改善了合金的力学性能和电导率。时效温度对材料性能也有很大影响。李春和等人对6201铝合金进行不同温度的人工时效, 发现随着时效温度从150℃升高到190℃, 抗拉强度及显微硬度降低而电导率升高。

热处理方式对最终材料性能将会产生很大的影响, 研究者不断开发新型工艺, 如多级时效、自然时效加人工时效相结合、改变淬火冷却速度等, 将会成为铝合金线材热处理的主要研究方向。

3 结语

对比各类铝绞线的特点, 铝合金线的整体性能高于钢芯铝绞线, 在科技高速发展的今天, 全铝合金绞线得到国内外的广泛重视, 也必将得到进一步的研究开发。同时, 合金的成分决定性能, 加入Fe、Zr、Sc、RE和B等元素, 可改善全铝合金绞线的性能。因此, 元素成分的复合添加并优化成分配比, 将会成为架空导线未来发展的重要方向。此外, 由于加工工艺和热处理将直接影响铝合金的性能, 因此改进连铸连轧工艺逐渐向连续铸挤工艺过渡和新的热处理工艺也是需要研究的问题。

参考文献

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[4]黄欲成, 陈池, 汪峰, 等.大跨越架空输电导线钢芯铝股应力分布特性研究[J].三峡大学学报 (自然科学版) , 2016 (4) :76-81.

[5]杨恩娜, 吴细毛, 李春和, 等.架空导线铝合金的机电性能及现状与发展[J].材料导报A:综述篇, 2014 (9) :111-116.

[6]张强, 陈保安, 祝志祥, 等.架空导线用芯线材料综述[J].热加工工艺, 2016 (6) :20-27.

浅谈10kV架空绝缘导线的防雷 篇8

随着近年来雷暴日雷击现象的频繁出现, 电网配电线路 (10k V架空绝缘导线) 遭受雷电侵害日益严重, 一定程度上制约了智能化电网的发展, 因此, 解决10k V配电线路的防雷问题成为当前各个供电公司的重要任务。

1 10kV架空绝缘导线现状及遭受雷击后的损害

自上世纪90年代以来, 我国大中城市配网普遍采用架空绝缘导线, 其主要依据为SDJ206-1987《架空绝缘配电线路设计规程》。这一规程规定, 在无条件采用电缆线路供电的高层建筑群、人口密集、繁华街道区、绿化地区及林带、严重污秽地区都应采用架空绝缘导线。基于这点, 我国电网10k V架空绝缘导线的总里程最长, 遭受雷电侵害的损失最大。例如:某县供电公司共有10k V线路158条, 线路总长度大约2800.5km, 半数以上线路处于山区和空旷平原, 线路起始两端约1.5km的线路装设有避雷器, 线路中间基本无避雷器或未采取相关措施, 杆塔主要采用混凝土型式, 每年因雷电造成的跳闸和雷击断线占总事故率的80%, 给该县供电公司带来巨大的经济损失。

10k V配电线路在遭受雷电侵害后, 往往出现断线或跳闸现象, 常常会造成设备和人身的损害, 给电网公司带来巨大损失。例如:浙江绍兴县曾发生一夜之间34条10k V线路遭雷击跳闸, 海滨3条养殖供电专线也相继遭雷击断线;浙江台州黄岩区, 在一个半小时内遭遇雷击1500多次, 造成全区2/3地区停电, 导致该区12个有线电视信号站被损坏, 大量电气设备烧毁;广东每年的雷暴日多达80天, 居全国之首, 某年9月, 广州市内发生雷灾事故170起, 造成死亡11人, 伤20多人, 设备损坏造成几百万元的经济损失;2007年7月17日0时至12时, 重庆遭遇罕见的雷暴天气, 雷击造成电线短路, 导致跳闸发生, 主城区发生电力事故300多起, 48条线路停电。

可见, 10k V绝缘导线的防雷问题, 已经成为我国智能电网急需解决的瓶颈。

2 雷电的危害形式及造成绝缘导线断线的原因

1) 雷电的危害形式

雷电在释放过程中主要有两种形式:

(1) 反击。日本防雷专家横山茂在他的著作中取名为逆流雷, 即:当雷电击在杆塔或架空地线上, 则将发生杆塔或架空地线与导线绝缘层之间的反击, 雷击杆塔之初, 几乎全部电流都流经杆塔及其接地装置, 反击电压最高, 此时, 危害最大, 随着放电时间的增加, 反击电压逐渐减小, 从而使被击杆塔电位降低。

(2) 绕击。当雷电流绕过架空地线直接击在相线上时, 雷击的概率与雷电在架空线路上的定向和上行先导的发展有关, 若上行先导自相线向上发展, 就会发生绕击。

2) 造成雷电危害的原因及绝缘导线断线原理

(1) 造成反击的原因:杆塔的耐雷水平低;接地电阻大, 同一杆塔有多相闪络;杆塔在易受雷击地区, 历年落雷频繁;相邻的杆塔可能同时闪络 (但不同相) 。

(2) 造成绕击的原因:杆塔处于易受雷击地区, 历年落雷频繁;杆塔的耐雷绝缘水平设计很高;接地电阻非常小, 同一杆塔发生多相闪络;一基杆塔或相邻两基杆塔的顶相或同一边相闪络;山区较高的杆塔, 相邻两基中相或边相闪络。

(3) 绝缘导线断线原理:导线和绝缘体中电荷的移动能力各有不同。绝缘体表面产生静电荷后, 不能显著地向其他部分传递, 当雷电出现在导线上空时, 感应电荷集中在架空绝缘导线的表面, 即绝缘层表面。由于绝缘层电阻大, 电荷不易流动, 当绝缘层上的电荷积聚到一定电量时, 在雷电的作用下, 正负电荷间产生放电, 导致绝缘层击穿。击穿点通常在金属横担附近, 主要由于在此位置感应电荷多, 例如:混凝土电杆、横担都会产生感应电荷, 正负电荷中和产生热量把架空绝缘线绝缘层击穿, 当架空导线绝缘层击穿点与金属横担之间产生雷电弧后, 就形成10k V电源的短路通道, 使得架空绝缘导线的交流电源成为续流源, 持续拉弧, 架空绝缘导线断裂。

根据上述分析原理, 我们知道:架空绝缘导线遭雷击后发生断线或者跳闸, 往往不是雷电击断的, 而是被工频续流烧断的。

3 防止10k V绝缘导线雷击断线和跳闸的方法

根据国内外防止10k V绝缘导线雷击断线和跳闸的研究成果, 我们大致可以归纳为如下几点: (1) 利用架空避雷线来保护输电线路。这是一种传统有效的方法, 可以防直击雷, 但不能防感应雷, 不能防止雷击跳闸;而且对10k V绝缘导线来说, 其投资成本高, 防绕击的效果差, 易使架空绝缘导线遭受反击雷, 所以, 一般不推荐; (2) 安装氧化锌避雷器。采用氧化锌避雷器, 可以有效防止雷击断线和跳闸, 能截断工频续流, 限制雷电过电压和配电线路的感应过电压;但氧化锌避雷器必须接地, 全线安装投资成本高, 同时, 还必须剥开绝缘层, 这会导致线芯浸水, 造成导线内部线芯受腐蚀;避雷器长期承受工频电压, 容易老化, 维护成本高, 且一旦发生短路接地, 故障点查找困难。 (3) 安装线路过电压保护器。线路过电压保护器相当于带有外间隙的氧化锌避雷器, 在正常运行时, 不承受运行电压, 所以, 使用寿命较长, 可以免维护, 但成本高, 并需要有效接地。 (4) 使用钳位绝缘子。在绝缘导线固定处剥开绝缘层, 加装具有引弧放电间隙的金属线夹, 该方法能有效防止雷击断线和跳闸, 且成本较低;但当雷击闪络时, 工频电弧容易将电瓷瓶伞群烧坏, 必须及时更换绝缘子, 由于需要剥开绝缘层, 导线容易浸水、受腐蚀。 (5) 增加局部绝缘层厚度。从绝缘导线遭雷击断线的事故来看, 发现一个十分明显的规律, 即断线部位几乎全部都处于离绝缘子100~300mm范围内, 如果在这个部位增加绝缘厚度, 对防止雷电击穿有一定作用, 但效果不明显, 所以, 不建议采纳。 (6) 玻璃钢绝缘横担。雷击闪络取决于过电压值和线路绝缘水平, 有研究表明, 雷击引起的电弧严重程度是随着沿闪络路径的电场梯度的降低而降低的, 因此, 提高10k V线路的绝缘水平就可以使雷击闪络率大幅降低, 但要大幅提高支柱绝缘子的经济技术水平, 目前还存在较大的困难。 (7) 采用长闪络避雷器 (LFA) 。俄罗斯学者的研究表明, 减少工频续流就能降低雷击断线。对于中性点非直接接地的配电系统, 当线路的工作电压与闪络路径长度的比值 (即电场强度E, E=Uph/L) 减小时, 由于雷电闪络发展为工频续流的可能性将大大减小, 根据这一观点, 采用长闪络避雷器, 可以解决配电线路中绝缘导线的雷击断线问题。 (8) 采用保护型绝缘间隙横担。玻璃钢绝缘横担的应用可以减少雷击断线和跳闸问题, 但其过强的绝缘可能将雷电流引向其他设备, 造成其他设备的损坏。

基于上述分析, 我们认为, 将雷电形成的工频续流, 通过引弧的方式, 将工频续流电弧从架空绝缘导线上, 通过一根引弧棒, 将其引至引弧棒与横担之间, 利用二者之间的间隙释放, 并要求引弧棒的长度跨过绝缘子伞群, 避免绝缘子伞群遭到工频续流的侵害。同时, 为更好地保护绝缘子及架空绝缘导线, 安装时, 要求放电间隙小于绝缘子长度, 这样, 才能使工频续流顺利释放, 减少工频续流在绝缘导线上产生的能量, 从而有效防止雷害。

4 结束语

架空导线 篇9

1 架空配电线路的架设过程

1.1 施工提前要做的准备。

首先是对材料的准备, 如导线、悬式和蝶式绝缘子、绑线、耐张的线夹、钳压管、并沟线夹及铝带、螺栓。这是对材料的要求, 同时还需主要机具, 如紧线器、活扳手、倒链、放线架、开口滑轮、手锤、油压线钳、钢锯、细钢丝刷、刀锯、斧子、尼龙绳、铁线、挑杆、温度计、竹梯、望远镜、安全带、手推车、脚扣等。

1.2 方案设计。

这过程必不可少, 只有提前对其规划, 才能择优而行。这需明确明确线路导线的截面和起点、终点。然后查看地形图, 并根据我们已掌握的资料在模拟图上展开路径方案的初选, 确定2到3个大概路径方案;在到现场进行踏勘、测量, 并绘制出路径图;并根据气象气候条件、线路的导线面、转角、档距和现场的地形、地质一系列实际的情况, 决定选用那种型式;根据以上调查资料理出设备和材料的清册;然后根据以上设计的资料, 在套用现行的定额和计费程序, 来编制工程的预算书;对方案进行整体技术和经济对比来分析, 从而选出最佳方案。

1.3 配电网的架空绝缘导线的施工和应用。

这需要对架空绝缘导线核心特性的充分了解分析, 做好万足准备, 毕竟这是最重要的一环, 它的特性关系到选址。首先了解其特点绝缘的性能好、防腐蚀的性能好、强度也达到了要求。再就是规格:线心和绝缘蹭后度。另外一点就是其敷设方式。以上这些让其拥有良好的性能, 被广泛用在树木多地方、多污染和多飘飞金属尘埃的区域、盐雾地区、雷电多的地域、旧城区的改造地。

1.4 对线路的架设安装操作过程。

首先要搞定拉线, 并处理完毕线路上的障碍物。这之后涉及到一个操作工艺, 第一步放线, 是指将导线运送到线路的首端即紧线处, 在用放线架来架设好线轴, 随即放线。一般的放线包含有两种可行的方法:第一种方法就是让导线沿着电杆的根部放开了后, 再把导线吊上已准备好的电杆;第二种方法是在横担上面装好事先准备的开口滑轮, 安装好后一边慢慢放线一边利用逐档在把导线吊放进滑轮内前行。第二步则是紧线, 是指在线路的末端把导线卡定在耐张的线夹上或者绑在回头的挂在蝶式这种绝缘子上。当裸铝导线被固定在线夹上或者蝶式的绝缘子上时, 应该缠包好铝带, 并且缠绕的方向应该和导线外层的绞股方向是一致的, 缠绕的长度应该超出所接触部分的30mm。绑扎时用的绑线, 要选择和导线一样金属的这种单股线, 而且要求直径不能小于2mm。最后, 在首端杆的上面, 必须挂好已准备的紧线器或者拴好倒链在地锚上。然后将两边的线用人力来初步的拉紧, 在用倒链或紧线器紧线。如果导线弛度已经达到要求, 在将导线卡定在蝶式的绝缘子上面或者在耐张的线夹上面套绑回头即裸铝的导线应该缠包钢带, 最后, 平衡的绷起剩下的导线, 要注意调整合适各导线弛度, 而且找平。第三步是绝缘子的绑扎环节, 在直线杆上的导线在针式的绝缘子上固定绑扎时, 应该先从直线的角度杆或者中间杆起步, 在按顺序向两端慢慢绑扎。第四步则是搭接引下线、过引线, 在耐张杆、分支杆、转角杆、终端杆上面搭接引下线或者过引线。此外, 还需注意净空距离。这整个架设过程基本上就完成了。

2 架设中遇到的障碍以及出现的原因分析

2.1 架空的配电线路在单相接地时的故障。

这种故障发生率非常高, 特别是在空气很潮湿或雨水较多地更容易发生。一旦该配电线路发生了这种单相接地问题, 它一方面将会出现对供电的造响, 在另一方面它可能会使得相关的设备受到电压烧毁或者是产生相间短路问题等

2.2 架空配电线路的短路故障。

这又分为:金属性的短路, 一旦该故障出现, 短路点电阻就会消失, 此时短路电流将会大幅的增强;非金属性的短路, 发生该短路故障时, 电阻是不会安全消失的, 该短路的电流和金属性的短路电流比较会小很多, 然而该故障的持续时间将比金属性的短路故障持续时间长一些, 其造成危害有可能会更大;相间短路, 交流电路的过程中, 会有火线与零线的区分, 而架空的输电线路则为3相和4线制也就是3条火线以及1条零线, 而相间短路是指3根火线之间的短路。相间短路其危害特被严重, 轻可能烧毁设备, 如果重可能会造成严重的人身伤害, 如刺眼、触电、电弧烧伤, 还有就是死亡。

2.3 原因分析:

架空的配电线路单相接地出现故障的原因分析, 在空气潮湿、雨水较多的时节很容易出现该故障, 这主要是因为单相的断线、导线的接头处负荷过了烧断或者氧化腐蚀而脱落、线路上的绝缘子被单相击穿和树障等一些因素造成的;架空配电线路的短路故障出现的原因解析, 外力的破坏、鸟害、因架空配电线路的自身而导致的短路、雷击。

3 针对架设出现的障碍提出建议和就解决措施

3.1 对架空的配电线路的单相接地可能出现的故障的防范措施:时常对线路附近树枝进行修剪, 以避免线路和树木之间会出现冲突;利用红外线的测温仪来对线路监测。

3.2 对架空的配电线路的短路情况来制定防范的措施, 比如首先防止因外力因素而对线路产生的故障, 其次增强宣传和知识的教育, 增强和公安部门配合, 防范、严打破坏及盗窃等违法行为, 还要时常对线路进行检查以及设备的检修。

3.3 架空配电线路防雷措施。降低杆塔线路的接地电阻, 影响防雷水平主要的因素就是这种杆塔的接地的电阻, 所以对架空的配电线路有效的防雷方法之一, 就是降低杆塔线路的冲击的接地电阻, 来达到对架空的配电线路防雷目的;架设这种耦合地线来增强此配电线路的防雷性能, 一方面它能够有效提高线路和避雷针之间地耦合系数, 使得绝缘子串它两端电压, 在另一方面还可以使雷击的电流从耦合地线来分流;安装可控的避雷针来增强架空的配电线路的防雷性;采用氧化锌这种特殊的避雷器来增强架空的配电线路的防雷性。

4 架设施工中的安全问题分析

4.1 注意阴雨大风天气, 在这种天气是施工时要注意雷电, 这对工人的安全很重要, 最好延迟施工。

4.2 在解决出现的故障时, 要做好安全防护, 对绝缘物品要确认。

4.3 在高空架设施工中, 必须做好安全防护, 保证施工人员的安全, 比如在身上系安全带。

5 总结

随着时代的发展, 我们社会的生产、生活所有的一切现在都少不了电力, 所以人们对于整个电力的要求越来越高, 依赖性也越来越强, 所以笔者针对当今大势, 以及通过对整个社会的考察研究, 就架设空中配电线路进行了简单的探讨。希望能对该线路的架设和其操作过程中的遇到障碍解决有所帮助。

参考文献

[1]陈宏.架空配电线路设备的诊断研究[J].广西水利水电.2011 (01)

架空导线 篇10

关键词：春城供电所,绝缘导线,雷电感应过电压,解决对策

与电缆线路对比, 绝缘线路具有投资省、建设快的优点。当前, 阳春供电局管辖范围与电缆线路对比, 绝缘线路建设速度快、投资额度小。目前在阳春供电局所进行管辖的范围之内, 架空绝缘导线运行的比例在总的10k V线路中逐年增加, 因而雷击断线问题也十分突出, 引起了阳春供电局运行管理人员和领导的高度重视。

1 雷击断线统计分析

2006年6月始, 阳春供电局春城供电所架空配电线路开始大范围地使用的架空绝缘导线, 雷击断线问题一直存在, 2008年5月、6月份强雷暴天气异常强烈, 更使得雷击断线问题凸显出来。2008年5月1日至6月30日, 春城供电所10k V线路累计故障停电80次, 受强雷暴天气影响, 故障次数、停电时户数大幅上升, 因雷击引起的故障合计38次, 占故障总次数的47.5%, 占故障停电时户数的65.26%。

2 空绝缘导线雷击断线的原因。

2.1 直击雷

直击雷指的是地面上突出物与雷云之间所形成的电场强度, 足以形成空气击穿强度时的放电现象。据多年实际经验可知, 所有经直击雷所侵袭的设施或相关设备, 均会存在不同程度的损害情况。

2.2 雷电感应

雷电感因出现的机理不同, 可分为两类, 分别是电磁感应类与静电感应类, 通常情况下均可称为感应雷。静电感应与电磁感应均可对电气设备造成影响或出现绝缘击穿的情况, 其中静电感应指的是当雷云与地面距离缩短后, 地面上存在的突出建筑物存在的异性电荷量较多, 若雷云或其他异性雷云发生放电现象后, 便可导致建筑物顶部所聚集的电荷束缚失效的情况, 雷电波高速传播, 形成雷电感应[1];电磁感应指的是雷击发生时雷电流周围的磁场发生了较快速的变化, 其周围金属导体存在较为明显的高电压。另外当雷击在架空导线上电流随着线路迅速移动, 两侧线路雷电流出现冲击电压, 便会形成雷电入侵波。

3 防止架空绝缘导线雷击断线的措施

3.1 安装避雷线

于空旷的地区, 采用避雷线对配电线路行屏蔽保护, 导线感应过电压下降1-k倍[2]。对于高11m、间距为0.7m的导线配电绝缘线路, 如果雷击点与架空线路之间的距离为50m, 雷电流幅值在100KA左右, 对于没有避雷线, 其感应过电压则最高为550k V左右;若安装的避雷线为12m高, 且仅有一根, 那么感应过电压则仅为330k V, 有所降低。这便说明通过避雷线对感应过电压进行限制, 是具有一定局限性的, 虽有作用, 但却不明显。经分析发现中压配电线路其绝缘水平相对较低, 避雷线遭受雷击后较容易出现反击闪络的情况, 工频续流烧断绝缘导线的情况依然会出现。所以, 直击雷频繁区域可采用架设地线的方式避免直击雷, 同时还可利用该方式辅助限制感应雷电过电压雷击断线。

3.2 安装避雷器

世界各国均采用过安装避雷器在配电线路上的方式, 该方法可对配电线路雷电过电压进行限制, 通过分析该作用的行程主要包括以下因素:一是其可感应过电压幅值并进行限制, 二是当雷击闪络后, 其可对放电能量进行吸收, 并对工频续流进行限制, 从而对导线进行保护。

从前面雷击断线分析可以看出, 当工频续流不断作用在击穿点, 便会使绝缘导线出现烧断的情况, 所以对工频续流进行限制, 便在可一定程度上降低雷击断线故障的发生率。

在选择避雷器时需要结合多方面因素进行考虑。若要延迟避雷器使用寿命, 降低其发生故障的几率, 减少因加装避雷器而出现的线路故障, 便可考虑选用存在间隙的氧化锌避雷器, 工频电压对于Zn O阀片正常时的影响较小, 且具有不易老化的优点, 当雷电过电压或工频续流时才会动作。因为一般情况下约有95%左右感应雷其放电电流是低于95%、1000A的, 所以选择避雷器时, 可将其技术经济性作为考虑通流能力的主要因素, 其中5k A的限流元件便是首选。但需要注意的是若直击雷雷电流较大, 多超过20k A, 避雷器便有可能会因通流能力不足发生爆炸[3]。

内置间隙的氧化锌避雷器安装时需剥除一段导线的绝缘层, 因为雷击闪络点一般在瓷瓶绑扎处30cm附近, 因此绝缘剥离长度宜长于60cm, 安装后再用绝缘罩密封, 施工较复杂、投入高。

3.3 安装穿刺型防雷线夹

防止10k V架空绝缘导线雷击断线, 用“穿刺型防雷线夹”可对雷电冲击放电路径进行定位, 对工频电弧弧根进行疏导, 保护绝缘导线。

3.4 延长闪络路径

在防止雷击断线的方法中, 对闪络路径进行延长、对工频续弧进行降低, 属于思路之一。加强局部绝缘, 于针式瓷瓶上绑扎导线部位给予加强绝缘处理, 设置1.5m长绝缘层, 提高绝缘度, 放电时只能于加强绝缘边沿处击穿导线, 沿面闪络, 雷电流击穿点距横担等接地点之间, 闪络路径加长, 难以建弧形成工频续流, 对绝缘导线形成保护。

3.5 提高线路绝缘耐压水平

针式瓷瓶更换为合成绝缘子, 使线路冲击耐压水平增加, 保障只有高雷电感应过电压时闪络, 工频续流时因放电爬距大无法建弧而熄灭[4]。但合成绝缘子高度较大, 50%放电电压为300k V的合成绝缘子高度约为400mm, 并且合成绝缘子经多次闪络后将会损伤。

4 结语

感应雷过电压的防护是配网电防雷首先要解决的问题, 绝缘导线几乎雷击必断线, 对绝缘导线雷击断线保护效果良好, 有效减少雷害事故, 提高电网安全运行水平。

参考文献

[1]张鑫, 邓鹏, 徐鹏, 等.10k V架空绝缘导线雷击断线原因机理分析及防护措施[J].电瓷避雷器, 2012, (1) :65-69.

[2]杨瑞.10k V架空绝缘导线雷击断线原因机理分析及防护措施[J].大科技, 2014, (3) :117-117, 118.

[3]胡茜, 林余杰, 胡朋杰, 等.新型10k V架空绝缘导线防雷击断线用防雷金具探讨[J].电气技术, 2015, (12) :172-175.