10kV配电线路绝缘合理规划设计研究

摘要：雷击和自然环境引起绝缘变化是造成配电线路故障的主要原因。在10kV配电线路绝缘规划设计阶段，通过对组成配电线路各元件的绝缘配合进行合理的规划设计，降低故障率，以使企业的供电效益得到保障。文章首先介绍了10kV配电线路绝缘的合理规划设计的重要性，其次对10kV配电线路绝缘设计的流程进行介绍，最后对10kV配电线路绝缘化的规划设计要点进行分析。

关键词：10kV配电线路；绝缘设计；电网系统；配电线路故障

中图分类号：TM853 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）31-0023-02

10kV配电线路绝缘合理规划设计是提高供电可靠性的重要环节。其设计质量的好坏直接影响到社会和电力企业的经济效益和社会综合效益。近年来，在配电线路工程建设和改造的过程中，农村地区10kV配电路线常用两种结构形式：一种是以架空线为主；另一种是采用架空线、电缆混合结构形式，通常为放射性的供电方式。

1 10kV配电线路绝缘设计的流程

10kV配电线路绝缘的规划设计受很多因素影响，在进行10kV配电线路绝缘规划设计时，要认真对待设计流程中的每一步：一是掌握该配电线路的供电负荷类别、现状负荷和规划供电负荷，明确电源点和供电终点；二是掌握线路供电区域负荷分布情况、沿途地形和供电区域历史雷电分布情况，初步在地形图上找出最佳路径，通过实地查勘确定线路路径，绘出合适的路径图；三是结合实地查勘明确路径沿途的地形、作物和环境，掌握配电线路绝缘设计的资料；四是依据上述掌握的资料开展配电线路的绝缘配合方案设计，按绝缘配合方案编制工程预算；五是对每个方案进行比较，综合安全、可靠、经济选择最合理的方案。

2 10kV配电线路绝缘的规划设计要点分析

2.1 配电线路的路径选择与导线的绝缘配合

2.1.1 合理选择配电线路的路径。配电线路的路径选择，除了考虑满足供电负荷需求和经济性指标的要求，还必须考虑降低故障率，提高可靠性指标。恰当选择配电线路的路径，对提高供电可靠性非常重要，减少配电线路遭受雷击、自然作物影响和环境物体引起的绝缘变化非常重要。由于配电线路没有避雷设施，为减少配电线路遭受雷击引起的故障，路径的选择应依据历史雷电分布情况，尽可能避免经过雷电密集区、高山突出区；为减少自然作物影响和环境物体引起的故障，应尽可能避免经过林区（特别是速生桉树），与临建区保持一定的距离；为提高故障恢复速度，应尽可能选择交通方便的路径，同时，交通方便的路径也能解决今后潜在用电的需求。

2.1.2 合理选择配电线路导线的绝缘配合。配电线路导线的绝缘选择和配合，对减少自然环境引起的故障，提高故障抢修恢复的速度非常重要。对重要和供电可靠性要求较高的负荷，应尽可能选择电缆和电缆沟敷设的方式供电；对必须经过林区配电线路，林区的导线应选择绝缘导线架设，同时增强杆塔的抗倾覆强度和导线的抗拉强度；对经过居民区和临建区的农村配电线路，通过居民区和临建区的导线应尽可能采用电缆和电缆沟敷设的方式，其他采用架空敷设的架空线、电缆混合结构形式；对从经济考虑必须跨越山地架设、经过交通困难区域的架空线路，该耐张段的架空线路绝缘应适当比其他耐张段提高（通常采用增加一片瓷瓶），以减少在该耐张段发生雷击故障的几率，按绝缘破坏总发生在绝缘最薄弱点的原理，人为地把故障引到其他耐张段，降低故障抢修难度，缩短抢修恢复时间，提高供电可靠性。

2.2 10kV配电线路自然环境对绝缘的影响

2.2.1 自然环境温度对选择10kV配电线路绝缘的影响。导线的自然环境温度，对10kV配电线路在生命周期的绝缘老化有较大影响。对10kV配电线路的绝缘体及电器进行选择时，首先要掌握配电线路的敷设方式、环境温度、通风散热方式和运行负荷，对10kV配电线路的运行温度进行预测使其尽可能符合实际运行情况。运行环境温度可按当地气象部门的近几年历史最高和最低温度确定；结合敷设方式、环境温度、通风散热方式和运行最高负荷计算配电设备的运行温度，依据配电线路设备的最高运行温度和最低室外气象温度，作为设备绝缘介质选择的参考条件，以降低运行环境温度对设备绝缘的老化破坏，提高设备绝缘的寿命。

2.2.2 自然环境湿度对选择10kV配电线路绝缘的影响。10kV配电线路运行环境湿度，对10kV配电线路绝缘体的绝缘效果也有较大的影响。对10kV配电线路和设备的绝缘体进行选择时，应掌握配电线路及设备的运行环境湿度和通风条件，对运行环境湿度较大的地区，要依据此地运行经验采取相应的防护措施，一般应选用适合湿热带的电器和表面光滑、爬距较大的瓷质绝缘体设备，少用或尽可能不用合成绝缘体和硅橡胶绝缘体；对室内配电设备，可采用强制通风和盘柜内加温去湿方式防止湿气聚集，防范配电设备的绝缘能力下降。

2.2.3 环境污染物对选择10kV配电线路绝缘的影响。在环境污染较大地区和沿海地区，由于空气环境污染物和沿海盐分在绝缘体表面的积累，对配电线路和设备绝缘效果也产生较大影响。对10kV配电线路和设备的绝缘体进行选择时，应掌握配电线路的路径区域及设备的运行环境的污染类别，一般应选用表面光滑、爬距较大的瓷质绝缘体设备，少用或尽可能不用合成绝缘体和硅橡胶绝缘体；另外经过运行分析，提高杆塔的设计高度来提高配电线路绝缘子的运行环境风速，也有一定的实际效果，但必须慎重通过经济对比才能选择该方式。

2.3 10kV配电线路热稳定、动稳定对绝缘的影响

热稳定、动稳定对配电线路和设备绝缘体也有一定的影响，因此在进行10kV配电线路绝缘规划设计阶段，必须对选择元件及绝缘体依据设计规范进行热稳定、动稳定验算，满足设计规范要求：一是计算配电线路短路电流，依据电器允许开断电流对导体和电气设备的热稳定、动稳定进行验算，在验算导体短路热效应时采取主保护时间加相应断路器全分闸时间，热稳定、动稳定满足规范要求；二是配电装置的绝缘水平要符合《电力装置的过电压保护设计规范》；三是选用设备运行额电压、电流满足设计规范要求；四是在正常运行或者短路时，导线引线的最大作用力应小于电器端子和绝缘子（瓷横担）允许的荷载；五是裸导体通常最高运行温度应低于70℃，日照影响的条件下，钢芯路线及管形导体温度不能高于80℃，导体的日照面镀锡时，最高运行温度可提高到85℃。

3 结语

10kV配电线路绝缘合理规划设计，对配电线路在全生命周期中最重要的运行、维护环节有重大的影响。它既影响配电线路在全生命周期的技术、经济综合指标，同时对配电线路建成后通过减少运行故障率、缩短故障抢修时间，提高供电可靠性方面有重要意义，因此，在进行配电线路和设备设计时，必须重视10kV配电线路绝缘合理规划设计。

参考文献

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作者简介：黄金肇（1963-），男，广东台山人，广东电网有限责任公司江门台山供电局工程师，研究方向：输配电线路的设计、施工以及配电营销管理。