摘要:随着我国经济飞速地发展,人们生活水平在不断的提高,10kV供配电设计及其发展情况越来越受人们的关注。人们对其中一些设备的性能要求在不断地提高,10kV供配电设计的安全保障更需要引起设计师的注意,这就进一步加大了对电力工程师们的要求。
关键词:10Kv;配电线路;架空线路;设计
引言
在配电线路设计阶段,就要对各个部门进行合理安排和配置,作为当前配电线路的主流,配电架空线路是电力系统重要组成部分,其作用是输送和分配电能,架空配电线路是采用杆塔和导线悬空架设,直接向用户供电的配电线路。
一、影响10kV供配电设计安全性的因素
在实际生活和工作中,很多用电电压,比如工频电压、内部和大气过电压等,都是要通过10kV供配电系统中的电气设备的,所以电气设备会面临很大的挑战。较早建设的供配电设施,在设计建设时考虑的影响因素不是很全面,例如有些电网设备因爬距不够,导致电网运行过程中存在很大安全隐患的现象,而且这些早期建造的供配电设施现在还在使用。另外一个影响电网使用安全的因素就是经过电网的接地电弧的电压,因为电网电容电流都有自己最高限定量,而接地过电压一般都很高,超过这个限定量就极可能出现安全事故。绝缘措施不到位也是10kV供配电网络建设设计中存在的安全隐患,因为在我国很多地方还是使用过去常用的针式瓷瓶来进行绝缘的,但如果遇到暴雨雷电天气,电源会产生过高的过电压,导致很大程度地影响供配电系统的正常运行。同时,长时间处于高电压工作状态的10kV供配电系统,它的绝缘设备表面会产生污垢,这些污垢不仅会导致很大程度地降低10kV供配电系统绝缘设施的绝缘性能,带来线路的安全问题,而且还可能在阴雨潮湿天气中引发闪络现象。
二、架空线路安全运行的设计
水泥电杆完好,无破损与露筋;线路上的器材不能松股、交叉与破损;根据要求选择载面与弛度适合的导线,在一个档距范围内,一根导线上最多只能有一个接头,并且接头与导线固定部位之间的距离要超过0.5米;裸铝绞线的腐蚀程度不能太大;钢绞线与镀锌铁线表层完好,没有被氧化;金具表面要保持光洁,不能有裂缝、气孔等,安全系数应大于2.5;应根据规程要求来选择横担,上下左右的倾斜与扭斜要大于20毫米;相关资料与数据要全面、正确,须与实际情况一致。
三、10Kv及以下架空线路的档距和导线间距的规定设计
10Kv及以下架空线路的档距通常不能超过50米。为了节约线路成本,相比城市或居民区,可适当的加大横跨农村与非居民区线路的档距。但是高压线路的长度最好小于100米,低压线路长度应小于70米。如果高低压线路采取的是同杆架设方式,则应根据低压线路的要求来确定档距的大小。可根据相关经验对架空线路导线之间的距离进行确定,除此之外,低于1Kv线路电杆两侧附近的导线之间的距离应超过0.5米。
四、耐张杆塔上的绝缘子串方面的设计
与直线杆塔相比,耐张杆塔上的绝缘子串上的数量多一两个,直线杆塔的绝缘子串在安装时,与地面是垂直的,这样灰尘与水就不容易进入到瓷裙内;但耐张杆塔的绝缘子串在安装时,与地面基本上是平行的,这样灰尘与水比较容易进入到瓷裙内,所以绝缘子串表面的绝缘性能较差。而且,直线杆塔的绝缘子串上机的电荷载要小于耐张杆塔,其绝缘子受损的几率也要小一些,因此,直线杆塔的绝缘子串上的绝缘子相比耐张杆塔要少一两个,这样能使其载荷与绝缘性能加强。
五、高压架空线路防振锤的设计
所谓的防振锤就是悬挂在高压输电线路杆塔两旁导线上的小锤。一般情况下,高压架空线路的档距与杆塔高度都比较大,若在大风天气,导线会因强风作用而出现强烈振动,导线在振动时,对于其悬挂周边的工作环境十分不利。导线若长期发生振动容易使导线受损而出现断股与断线现象,振动太过强烈还可能导致金具与绝缘子受损。为了使导线振动强度减弱,通常会设置一些防振锤在导线线夹周边,如果导线出现振动,防振锤也会随之振动,由于导线与防振锤振动所产生的作用力是相反的,有助于导线振幅的减弱,还有可能使导线振动现象消除。防振锤通常适用于档距超过120米的高压架空线路。钢芯铝线的防振锤重量计算公式为:W=0.4d-2.2公斤,其中d是绞线的外径,单位为毫米。
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六、架空线路的电杆埋设深度和杆坑的标准
目前的10Kv及以下架空线路的电杆通常会选择预应力钢筋混凝土杆,并不得有环向裂纹和扭曲等缺陷,应根据有关要求及土质来确定电杆的埋设深度。
电杆埋设应符合下列要求:
⑴不得有倾斜、下沉及杆基积水等现象,不能满足要求时应加底盘或卡盘;
⑵回填土时应将土块打碎,每回填0.5m夯实一次。杆坑应设防沉土台,其高度应超出地面0.3m;
⑶电杆埋设深度应符合设计要求,当设计无要求时,可根据组立电杆地形、土质等情况选择电杆埋深。如果是一般的土质,可以考虑电杆埋设的深度约为杆长的1/6。
七、敷设电缆时对其弯曲半径的的设计
如果在施工时,电力电缆弯曲程度过大,会使绝缘、线芯以及表层等受损。所以,对电缆的弯曲半径要求是要超过其直径的6~25倍。而要确定弯曲半径需参考说明书和当地的标准。当没有说明书或者相关标准时,可以根据以下情况来确定:
(1)对于多芯、铅包以及铠装电力电缆,其弯曲半径即是电缆外径的十五倍;对于油浸纸绝缘单芯、铅铝包、铠装、无铠装、油浸纸绝缘不滴流以及干浸纸绝缘、多芯、电力电缆,其弯曲半径是电缆外径的二十至二十五倍。
(2)对于橡胶与塑料绝缘的电力电缆,铅包或塑料铠装的电力电缆,其弯曲半径是电缆外径的十倍。
八、电缆的铅包皮与钢甲的的设计
一般会涂一层薄薄的黄麻在电缆的铅包皮与钢甲间,这样可以避免铅包皮受到腐蚀。如果有较大故障电流经过电缆的铅包皮与钢甲流入大地,那么铅包皮与钢甲之间会产生一个电位差,击穿黄麻层最脆弱的部位,同时在此部位产生电弧,使铅包皮产生小孔,这样电缆的密封性就会失效。为了避免此现象的发生,一般会将铅包皮、钢甲焊接后再接地,这个就需要十毫米以上的多股铜线。除此之外,埋设在地下的钢甲可将雷击电流进行分流,使部分接地电阻降低,有助于相关设备的防雷。
九、内线敷设方式的设计
在大部分的时候,内线一般会选择500v以上电压的绝缘导线。绝缘导线的敷设有两种:明敷与暗敷。明敷指的是在一些物体表面敷设导线,如:墙面、天花板等,暗敷指的是在一些物体内部敷设导线,如:墙内、地下、楼板内等。根据环境的不同,导线布线方式可分为以下五种:
(1)若环境较干燥、没有灰尘与腐蚀气体,则可选择塑料护套线进行直敷,塑夹板、塑料槽板等明敷设线;当负荷很大时,可沿建筑面对瓷珠、瓷瓶进行明敷设线,或采用金属或塑料管进行明敷或暗敷。
(2)若环境比较潮湿且灰尘多,则应沿着建筑面积对瓷珠、瓷瓶进行明敷,或采用金属或塑料管进行明敷或暗敷。
(3)若环境较潮湿且灰尘多以及有腐蚀气体,则应选择硬塑料管进行明敷或暗敷,或选择针式绝缘子明敷,或使用渡有锌并涂有一层防腐漆的钢管进行布线。
(4)若环境易燃、易爆,则应选择钢管或铠装电缆进行明敷或暗敷,连接部位须满足防爆要求。
(5)若环境为高屋架、大跨度的厂房,则可选择钢索明敷作为照明线路以及灯具等的敷设;可使用瓷夹板、金属管等固定绝缘导线。
结束语
在对10kV供配电系统进行设计和管理时,需要各个相关部门的协调配合,同时设计人员和管理人员也要不断地从实际的工作中总结经验,从而真正保证供配电使用的安全性和稳定性。
参考文献:
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[2]任晓宋. 10kV配电设计中的节能措施 2012.7
[3]闵梅娟. 10kV配电线路设计技术关键点分析 2014.5
[4]詹敏.电气设计中常见问题及纠正措施,2011.9.
论文作者:俞振东
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签:导线论文; 线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 电杆论文; 电缆论文; 包皮论文; 《河南电力》2018年13期论文;