提高县城电网供电可靠性的思路

梁龙

摘 要：在荣县县城电网改造中采用绝缘导线，本次县城电网改造总体的思路是：将10kV电源直接深入负荷中心，缩短低压供电半径，架空线路采用绝缘导线，配电装置紧凑化、小型化，采用节能型电力金具，城网实现“手拉手”环网化功能，电杆取消拉线。在城网改造中积极探索创新，取得了良好的经济效益和社会效益，值得在今后城网改造中推广。

关键词：10kV线路 城网改造 绝缘化

前言

随着工农业生产的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高，县城配电网络负荷增长迅猛，线损高，压降大，故障多等矛盾日益突出，特别在人口相对密集的旧城区，用电高峰时，接头故障大幅度上升，末端电压越来越低。另一方面，由于旧城区线路走廊狭窄，城区配电网装置老化严重，对其进行大规模改造存在一定困难，造成了配网改造落后于经济发展的局面。

我局在城网改造中，积极探索应用新工艺、新材料，取得了良好的经济效益和社会效益。

一、荣县城网线路状况

荣县旧城区共有居民用电户一万多户，配网主要由荣城Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线及荣望线、荣臭线五条10kV线路供电，特别是承担城区主要供电任务的10kV荣城Ⅰ线为上世纪七十年代建的线路，网络陈旧、线径小，水泥杆倾斜、裂纹现象突出，近年内虽进行了局部的改造，但整体效果不明显，特别是居民小区主要由低压电网支撑，导线多为LGJ—16～25导线引入，具统计，城镇居民用电平均电流每户仅有1A左右。随着经济的不断发展，用电负荷越来越高，配电网络日益不堪重负，低压断线事故层出不穷，根据报修中心2005年7月份记录，接到用户报修电话最多的一天多达十多次，电网抢修人员疲于奔命。据测试，在用电高峰时段，有的居民小区供电首端电压为200V，末端仅有160V左右，一些居民不得不使用稳压器来维持电压，这又进一步造成了供电质量不断下降，电压越来越低，故障越来越多的恶性循环。为此，荣县供电局在四川省电力公司和自贡电业局的支持下，对荣县旧城区进行了彻底改造。

二、城网改造总体思路

县城电网具有以下特点：

（1）负荷密度高。旧城区人口稠密，商家集中，构成了高密度的用电负荷。客观上要求配电线路导线选取时考虑较大的线径。

（2）线路走廊紧张。人行道、绿化带一般是线路的主要通道，但因宽度有限，势必要求同杆多回路架线，同时耐张、转角、分支杆拉线装置也是一个不容忽视的问题。

（3）供电可靠性要求高。城区一、二类负荷集中，停电将造成较大的损失，故要求有较高的供电可靠性。

（4）安全性要求高。因城市空间利用率高，电力线路与建筑物、活动场所距离相对较近，误碰误触可能性大，因此设计时要充分考虑安全裕度。因上述特点，使县城电网的规划、设计相对具有一定的特殊性。经过多方考察、论证，最终确定了城网改造总体思路是：

（1）10kV电源深入小区用电负荷中心;（2）架空线路采用绝缘线，选择无拉线杆型取消拉线装置;（3）配电装置小型化;（4）采用节能型电力金具;（5）实现环网功能;（6）城网线路实现“手拉手”环网。

2.1 10kV电源深入负荷中心

重新规划供电区域，使线路的供电范围向区域化、小块化和密布点方向发展，同时改变传统的低压配电模式，采用10kV绝缘导线深入负荷中心，尽可能缩短低压供电半径。

2.2 配网线路绝缘化

使用架空绝缘导线是近年来配电线路绝缘化改造中用得最为广泛的一种方式。架空绝缘导线的优点是不言而喻的，它可减少线路接地、相间短路等故障，从而提高供电可靠性;在通道狭窄的城镇，在安全距离保证的前提下，它通过缩小线间距离使导线排列更紧凑，与建筑物靠得更近，从而使普通裸导线不能穿越的地方，它能畅通无阻。

在本次城网改造中，全部采用绝缘导线作为主干线和分支线，其中主线采用JKLYJ—185～240mm2绝缘线，分支线采用JKLYJ—95～150mm2绝缘线， 导线接续采用异型并沟线夹，外加绝缘罩，绝缘罩两端采用绝缘粘胶带密封。变压器一、二次桩头以及刀闸、跌落式熔断器、避雷器也都采用绝缘罩封闭，整个配电网裸露设备都基本实现了绝缘密封。

2.3 配电装置小型化

绝缘导线与裸导线相比，采用绝缘导线可以很好地解决导线与树枝、导线与建筑物距离不足的矛盾。因此，在绝缘导线施工设计时，可以适当降低杆高。10kV绝缘导线与10kV普通线路之间，绝缘导线与低压线路之间的平行、交叉、跨越距离均可以比原来规定适当缩小。由于导线间距的缩小，使得传统型横担长度显得不尽合理，为此，必需专门设计适用绝缘导线的小型化、紧凑型的典型装置。

2.4 主要器材国产化

配电网络改造要应用新技术、新工艺，使其达到使用寿命长、无故障、免維护，最重要的是要有先进的配套器材。具介绍，国外发达国家在上世纪七十年代相继进行了配电线路绝缘化进程，其使用的配套装置十分先进，但由于进口配电器材价格昂贵，目前在城网改造资金紧张的情况下，大量采用还不现实。近年来，随着国内一些电力器材生产厂家不断研制、开发新产品，通过实践的不断完善和改进，陆续推出了性价比相对较好的系列产品，完全能够取代国外同类产品，在当前电网改造资金紧张的前提下，采用先进的国产电力器材，不失为一种有效的解决办法。

2.5 采用节能型电力金具

长期以来，配电线路金具的使用，仍然沿用送电线路的金具，这些金具大都采用锻铸铁为主体材料，耗材多、粗大笨重，材料强度利用系数低，施工工艺复杂。例如承受导线压力的耐张线夹，目前采用标准型的螺栓型耐张线夹，这种线夹由于需具有一定的强度要求，故采用了磁性材料（如钢和铁），这些磁性材料和螺栓形成闭合回路，产生磁滞涡流损失，损耗电能极大。同时由于电能损失的热量，使线夹内的导线温度升高，导线过热再传导给金具，使金具发热影响金属的机械性能而产生不良的热效应。因此，绝缘配电线路的金具耗能问题是当前配电网绝缘化，提高可靠性的一大障碍。 为此我们采用了铝合金耐张线夹等新型节能金具，既减轻重量又减少电能损失。

2.6 环网化改造

根据荣县电网的现状，像发达国家那样配电线路实现复线供电还不现实，因而线路手拉手环网是提高城区供电可靠率的一种有效手段。在10 kV城网线路中，环网开闭所以其操作灵活，供电可靠性高的特点，在大、中城市中运用日益广泛。但是环网开闭所也有一定的使用局限性，一方面投资大，建一座开闭所动辄需要几十万元，另一方面需占用土地，虽然占地不大，但对寸土寸金的城市来说，如非规划预先留地，是很难在建成区内找到合适位置的。以上两项特点使其在以老城区改造为主的城网改造中较难获得应用。对此，我们采用的做法是：

（1）所有城网线路均实现异电源手拉手环网。 随着电网的不断发展，即使如我们所在的县城，也具备了一座35kV变电站、一座110 kV变电站的双电源供电。这为10kV配电线路实现异电源环网提供了基础保证。根据我们的运行经验，线路实行手拉手环网，以一对一为佳，不宜多条线路混串，一方面不便管理，另一面易错拉错合引发事故。

（2）环网线路上分段安装柱上断路器，利用柱上断路器的速断、过流保护有选择地切除故障线路，减少停电范围。线路分段不宜过多，每条线路分3～4段为宜，否则除增大线路投资外，还可能发生因断路器误动作造成停电事故增多。

（3）负荷互倒是环网线路提高供电可靠性的有效手段，为此环网线路建设时应考虑线路单侧停电时，导线有一拖二的带负荷能力。

2.7選择无拉线杆型

从城市发展来看，取消拉线势在必行。对此，采用不打拉线的钢管杆或窄基铁塔，是城市电网中较常见的做法。但因钢管杆价格昂贵，一基耐张钢管杆连同基础的造价几乎是一基普通拉线砼杆的8～15倍，为此在如何降低无拉线耐张杆工程造价上作了探索，经验如下： （1）对于线路转角在5°以下时，根据导线张力，采用允许使用弯矩为75 kN/m或100 kN/m的大配筋、高强度砼杆作耐张杆或转角杆（梢径为φ230，采用φ16螺纹钢）。由于城区线路多处于人行道上，表层为砼层，具有较好的抗倾覆能力，具体应根据土质进行抗倾覆验算，在保证允许使用弯矩的前提下，选择是否安装卡盘，这样处理后的电杆可不打拉线。 （2）对于转角超过5°时（以JKLYJ-10-185导线，安全系数K = 6计算），根据转角大小可采用不同使用弯矩的水泥方杆。该种电杆分为□190×190梢径和□250×250梢径两种，拔梢率一般1/40，最大允许使用弯矩可设计150 kN/m、200 kN/m、250 kN/m等多种，以供不同受力杆型需要。但因受梢径限制，最大允许使用弯矩不宜超过250 kN/m。（3）基础是方杆不可缺少的部分，基础采用钢筋混凝土预制而成，特点是立杆灵活，容易控制横担与线路夹角。

2.8杆上变压器装置的改进

以前自贡地区杆上变台低压侧大多未安装隔离刀闸，突出的矛盾是低压侧负荷电流大，直接带负荷拉、合令克难度大，容易因拉弧引起短路事故，且低压侧导线截面过大，连接工艺困难，对此我们进行了一些改进：

1）配电变压器台由原来的2.5m升高到3m，在配电变压器低压侧安装低压配电装置。

2）在配电装置屏内装总路空气开关，根据低压出线回路数每回安装分路刀闸一组，低压出线可采用低压铜芯绝缘线或低压电缆直供用户，屏内配智能型无功补偿电容器一组，并安装电压、电流、电能计量等检测仪表或自动记录仪等。

3）高压侧进线一律采用绝缘线，在跌落式熔断器后靠近变压器桩头安装氧化锌避雷器一组，低压侧统一采用铜排与低压配电装置内总路空气开关相连。

这样改进后，提高了变台装置的使用功能，具有外观整洁、装置简化、运行方便、安全可靠和减少损耗等优点。

三、施工实践

旧城区改造不同于新建线路，旧城街道狭窄，建筑物密集，地下管线复杂，施工中又不能影响正常生产和居民生活，有其特殊性和复杂性。为了确保工程施工安全、顺利实施，必须制订周密详尽的施工方案，精心组织，合理施工。

3.1施工准备

施工准备是保证工程顺利进行的基础，因此必须对原有线路状况做深入细致的调查分析，查看了解施工环境，收集原始资料，包括建筑物的分布、地下管线的走向以及周边环境对施工可能造成的影响等。

3.2导线架设

绝缘导线的架设施工和架空裸线不同，它不允许导线在施工过程中造成对绝缘层的损伤，因此，在施工中要特别注意对绝缘层的保护，尽量避免导线绝缘层和地面及杆塔附件的接触磨擦。

这次改造施工中，我们采用每基电杆挂塑料滑车，在线盘出口处使用转向滑车，沿途铺垫硬纸板的方法施放绝缘线，有效的避免了绝缘导线的磨损。10kV导线杆上采用三角型排列，线间平均距离400mm左右，直线杆采用P—15针式绝缘子固定，扎线使用耐候型绝缘扎线绑扎导线，耐张线夹采用NXJ楔型耐张线夹。

3.3试验与验收

城网改造完成后，必须经过三级验收合格后方可正式投入系统运行，本次改造施工完成后，首先由施工班组组织进行了自检，在自检合格的基础上由荣县供电局组织了专检，在自检和专检合格的基础上由自贡电业局组织进行验收，工程验收包括两个电气试验和工程检查两部分，电气试验主要进行预防性试验，包括直流耐压、泄漏电流试验和绝缘电阻测试，试验结果全部合格。工程验收主要对施工材质、线路本体施工工艺、规范性等方面严格按验收规范逐项检查评价，通过验收，验收组一致认为工程施工质量达到优良标准。

四、结束语

架空绝缘导线区别于普通架空裸导线的优点，使其应用价值越来越明显，采用架空绝缘导线 取代普通架空裸导线将越来越普遍。但是，由于架空绝缘导线的选择使用和施工工艺区别于普通架空裸导线，若选择和使用不当，不仅会影响工程质量及运行管理，还会加快绝缘导线绝缘层老化速度及铝导线的氧化反应，留下很多事故隐患。由于环网过多，虽然保住了供电可靠率，可对调度人员和操作人员也增加了难度，很容易造成误操作。