配电架空线路导线及配电设备选择

程志刚

(太原供电公司，山西太原 030006)

电力是一种能源，是一种便于集中、传输、可控制并能转换成其他形式的能源。在工农业生产、城市建设、人民生活等方面起着重要的作用，它的利用与发展将促进国民经济快速发展，方便并改善人们的生活水平。电力能源由电力系统完成发电、升压、降压、传输将电能分配到各个电力用电单位的用电设备。电力系统由发机、升压变电站、降压变站、输电线路、配电线路及用电设备连接构成整体。

配电网是电力系统中的一个重要环节，在电力系统中起到输送并分配电能的作用。架空配电网是城乡电网的重要组成部分，随着经济和工业生产迅速的发展，以及人民生活水平提高，城市硬件设施的改善，用电负荷迅速增长要求电力输送能力提高，供电的可靠性要求更高，这就需要合理的选择配电设备，改善配电线路提高线路可靠性并便于检修。

配电线路由架空导线、接地挂环、短路故障指示器、电杆、隔离开关、柱断路器及避雷器构成。

为了提高配电架空线路的输送能力和供电可靠性，这就需要合理选择导线及配电设备。我们知道导线是用于传导、输送电能的，因此要选用的导线不仅要有良好的导电性，还要有绝缘能力，早期架空配电线路为裸导线，由于树枝、高空跌落物、抛扔杂物、机械施工、汽车碰撞、建筑施工、风刮杂物及鸟类碰触导线等造成配电线路接地、断线、短路，造成线路掉闸停电。对人身及线路安全运行构成威胁，随着城市高层建筑增加、城市景观提高、绿化面积增大，导线对建筑物的安全距离难以保证，树与导线矛盾日渐突出。

为提高配电架空线路的输送能力、供电可靠性及供电安全，配电架空线路应采用绝缘架空导线替代裸导线已成为城市配网和郊县农网建设的必要趋势，架空绝缘导线具备以下优点:在裸线的单回线路走廊可以架设双回绝缘架空导线，提高了线路的供电能力，再根据实验相同导体截面绝缘导线的载流量高于裸线，因为交联聚乙烯热阻系数小，使导体产生热量能很快传递到绝缘层表面，绝缘导线的热阻系数比裸导线热阻系数小;绝缘导线表面积比相同的裸导线要大，更有利于散热;绝缘导线黑色的绝缘层热辐射，发热体颜色越黑，热辐射系数越大。故此又加大了配电架空线路的输送能力。

配电架空绝缘导线有效解决树枝等外界物体对配电线路的影响，提高供电可靠性。绝缘导线施工方便，维护量大幅减小。

由于配电线路分支多，发生短路故障后，要寻找具体故障所在的分支线和故障点非常困难，往往需要耗费大量人力、物力，少则几小时多则数十小时方能寻找到故障点，采用故障指示器，能快速、准确和自动地指示故障所在支路和故障段，以便迅速找到故障点。可大大节省人力，物力，缩短故障引起的停电时间。

在配电设备停电检修需挂地线处装设接地挂环减少工作量，提高了停电检修工作的安全性。

为提高配电架空绝缘导线安全可靠性，要求我们要合理选择配电设备。配电架空绝缘导线线路分布广、支线多，配电设备多，线路绝缘水平相对较低，难以承受直击雷和感应雷的过电压，极易造成绝缘事故。雷电流具有强大的破坏性，雷电过电压比配电电气设备的额定电压高出许多倍，故此配电线路及配电设备必须进行防雷保护，配电线路、配电设备等常用的防雷击设备是避雷器，将它与电力设备和大地连接为一体。过电压来袭时，避雷器先放电将雷电流引入大地，为了减少雷击，一般对配电线路安装避雷器来防护雷电过电压是各地广为采用的一种方法。

氧化锌避雷器阀片具备优异的非线性电压―电流特性，导通高电压，不导通低电压。不需要串联间隙，可避免传统避雷器火花间隙放电特性变化而带来的缺点，氧化锌避雷器具有保护性好，吸收过电压能量大，结构简单的特点。氧化锌避雷器在冲击过电压动作后，它没有工频电流通过，所以不存在灭弧问题，避雷器保护水平由氧化锌阀片作决定，避免了间隙放电特性变化的影响;另一方面其没有串联间隙绝缘隔离，避雷器中的氧化锌阀片不仅要承受雷电过电压，操作过电压，还要承受工频过电压和正常持续相电压(含线路单相发生接地故障时，好的相电压异常升高)在以上电压作用下，避雷器中的氧化锌阀片会劣化。此外在小电流区域内，氧化锌阀片的电阻的温度系数为负数，运行中吸收电压能量后，所引起的温度升高可能会导致避雷器热稳定的破坏。氧化锌避雷器上述特点，使得它与传统的阀型有间隙的碳化硅避雷器相比性能优越，与碳化硅避雷器相比，氧化锌避雷器最大的优点是结构简单，从而易做预防性试验，便于维护。

从碳化硅到氧化锌都是避雷器内部元件的更新或变化。科技的发展使传统的瓷外套也受到了冲击，出现了有机外套氧化锌避雷器，这在技术上又是一次大的飞跃。有机外套的材料多种多样，使用最多最能经受时间检验的是硅橡胶。与瓷外套相比，耐污性能优良。因硅橡胶外护套有良好的憎水性，表面的污秽层积累速度慢，故此表面的绝缘能保持比较长时间的污闪电压和耐受电压比瓷护套避雷器绝缘高2倍～3倍，有机外套防爆性好，内部故障时不会形成粉碎性爆炸。有机外套散热性好，内部没有间隙，阀片的热量直接透过固体向外传递发散;重量轻，与外护套是瓷的避雷器相比可减轻重量60%以上;抗拉强度大，较外护套为瓷式避雷器有较大的抗拉强度，能制造成悬吊式避雷器便于安装。

所以有机外套氧化锌避雷器不但体积小，重量轻，不易破损，而且更重要的是具有天然的防爆特性和较强的耐污能力，现广泛在配电线路中采用。现对城市套氧化锌避雷器选用做以下规定:

1)10 kV(20 kV)架空线路设备防雷保护应选用复合外套交流无间隙金属氧化物避雷器。

2)防雷击架空绝缘线路断线时，可采用外间隙复合外套交流金属氧化物避雷器，将各相避雷器的接地端连接，利用电杆自然接地。

3)10 kV应选择HY5WS-17/45 kV避雷器(额定电压有效值17 kV、雷电冲击残压不大于45 kV)、20 kV应选择HY5WS-26/72 kV避雷器(额定电压有效值26 kV、雷电冲击残压不大于72 kV)。

配电线路中柱上断路器在配电网中起着关键性作用，它控制和保护电器;在电网中发挥着两个方面作用:一起开关控制作用，根据配电网运行需要将一部分电力设备与线路投入或退出运行;二是保护作用，当电力设备或线路发生故障时，通过断路器将故障部分从电网迅速切除，减少停电面积，保证电网的无故障部分正常运行。

断路器按所采用的灭弧介质分五种:1)油断路器;2)压缩空气断路器;3)六氟化硫断路器;4)真空断路器;5)自动产气断路器和磁吹断路器。根据多年运行总结断路器采用真空断路器或六氟化硫断路器。要求柱上断路器的操动机构上应有明显的、易观察的分、合闸位置指示器和弹簧储能指示器，并易于地面观察。断路器实现遥信功能时要具备辅助触点，实现遥测、遥信功能时至少应具备电流互感器或故障指示器、电压互感器和辅助接点，实现遥信、遥测、遥控功能时至少应具备电流互感器或故障指示器、电压互感器和辅助接点以及电动操作机构、后备电源。

通过以上措施可实现提高配电架空线路的输送能力和供电可靠性。

［1］夏国明．供配电技术［M］．北京:中国电力出版社，2012．

［2］李光辉，黄俊杰．配电线路设计施工、运行维护［M］．北京:中国电力出版社，2007．

［3］孙成宝，苑微微，黑小红．配电网实用新技术［M］．北京:中国水利水电出版社，2011．