绝缘护套在农网线路局部绝缘化防护中的应用

王智卜，王文娜，朱俊栋

（国网河北省电力公司营销部，河北石家庄050000）

绝缘护套在农网线路局部绝缘化防护中的应用

王智卜，王文娜，朱俊栋

（国网河北省电力公司营销部，河北石家庄050000）

树障、鸟窝、异物等引起河北南网农网10 kV配电线路频繁跳闸，严重威胁农网的安全经济运行。在对三类原因详细分析的基础上，提出利用卡扣式硅橡胶绝缘护套有针对性地进行线路的局部绝缘化防护。首先，阐述了卡扣式硅橡胶绝缘护套的特性；然后提出了线路局部绝缘化防树障、杆塔局部绝缘化防鸟害、配变局部绝缘化防异物的具体防护策略；最后对农网10 kV配电线路局部绝缘化防护的适用条件进行了分析。示范应用结果表明了该方法的有效性。

局部绝缘；绝缘护套；农网；配电线路

0 引言

随着城乡用电快速增长和用户对供电可靠性要求的不断提高，河北南网不断加大配电网改造和建设的力度，大大缓解了用电供需矛盾［1～4］。但农网线路大多运行在野外，覆盖面广，随着自然环境的改善和各种不可降解漂浮物的增多，树障、鸟窝、异物等逐渐成为威胁农网安全运行的主要因素［5～10］。

为了解决树障、鸟窝、异物等三类缺陷造成10 kV配电线路故障频发的问题，本文提出利用卡扣式硅橡胶绝缘护套有针对性地进行线路的局部绝缘化防护。本文在详细介绍卡扣式硅橡胶绝缘护套特性的基础上，提出了线路局部绝缘化防树障、杆塔局部绝缘化防鸟害、配变局部绝缘化防异物的具体防护策略，并对农网10kV配电线路局部绝缘化防护的适用条件进行了分析，示范应用结果表明利用卡扣式硅橡胶绝缘护套进行局部绝缘化防护对于降低农网居高不下的故障次数具有重要意义。

1 卡扣式硅橡胶绝缘护套特性

在架空裸导线、绝缘子、并沟线夹、避雷器、耐张线夹、隔离开关、变压器接线端头等部位安装硅橡胶材质的卡扣式绝缘护套可以实现农网线路的局部绝缘化防护［11～15］，如图1所示。

图1 卡扣式硅橡胶绝缘护套

卡扣式绝缘护套采用抗老化性强的高分子材料和进口硅橡胶高温硫化而成，其主要特点如下［16～19］:

（1）具有良好绝缘性能，绝缘强度大于等于20 kV/mm，绝缘电阻大于等于1010Ω。

（2）具有良好的耐污闪、耐电晕、耐漏电起痕性能，抗爬电性好。

（3）密度低，重量轻，卡扣式设计安全可靠，不需要自由端，不动火，现场安装，拆卸简便快捷，可重复使用，大幅缩短维修停电时间。

（4）憎水性、自洁性好，免维护。

（5）耐侯性极佳，耐盐雾、抗紫外线、耐臭氧、耐腐蚀、耐老化性能好，使用寿命长，可达30年以上。

（6）耐高低温性能极其优异，可在-50℃～+150℃条件下连续使用，满足户外长期运行。

（7）绝缘护套采用合成硅橡胶高温硫化而成，机械性能高，永不变型，高柔韧性、耐撕裂。

（8）清晰、简单、明确的识别相序。

（9）阻燃性好，保证电气设备的安全运行，在过载高温的情况下，不会引起火灾。

（10）无卤、无重金属、无污染，对人体无害，符合欧盟ROSH指令，属于环境友好型绿色产品。卡扣式硅橡胶绝缘护套管物理性能参数如表1所示，绝缘护套电压等级与壁厚对应关系如表2所示。

表1 卡扣式硅橡胶绝缘护套管物理性能参数

表2 绝缘护套管电压等级与壁厚对应表

2 配电线路局部绝缘化防护策略

针对河北南网农网10 kV配电线路由于树障、鸟窝、异物等频繁跳闸的现状，本文研究并制定了相应的局部绝缘化防护方案。

2.1 防树障局部绝缘化方案

通过在树线交叉区域的架空裸导线上加装硅橡胶绝缘护套管，提高了线路的绝缘防护水平，从根本上解决了树线交叉容易引发短路、接地等故障的问题，减少了线路跳闸次数，保障了电网的安全运行。防树障局部绝缘化方案及施工现场如图2～3所示。

2.2 防鸟窝局部绝缘化方案

目前10 kV线路跳闸问题频频发生，一部分是由于鸟害造成的，严重影响了线路运行。

鸟害造成线路接地、跳闸的直接原因就是所筑的巢穴处在金具、引线及导线上，在鸟儿筑巢过程中，所衔着的金属线搭在导线与金具上，或是本身干燥巢穴的树枝、草棍被雨水侵蚀后变成导体，就会造成带电导线对杆塔构件放电。如图4所示，鸟儿借助驱鸟器建了个美好家园。

图2 防树障局部绝缘化防护（一）

图3 防树障局部绝缘化防护（二）

图4 借助驱鸟器在T接杆上搭建的鸟窝

其次，鸟类起飞瞬间两个翅膀搭接带电导线或端子，造成相间短路或者接地短路故障，影响系统正常运行。

另外，10 kV线路经常发生鸟害故障，在线路故障巡查中经常发现有鸟在线路击穿瞬间同时被电击死，坠落在地面的情况，有时还会造成杆塔下方大片的枯草燃烧引起火灾。

本文通过对直线杆、直线加强杆、耐张杆、转角杆、T接杆、终端杆、断路器杆等安装相应的硅橡胶绝缘护套实现防鸟窝局部绝缘化，以耐张杆、T接杆为例，其局部绝缘化防护如图5、6所示。

图5 耐张杆局部绝缘化防护

图6 T接杆局部绝缘化防护

2.3 防异物局部绝缘化方案

配电变压器裸露在外的引线、电力设备端头由于小动物或漂浮物等导致短路所造成的停电事故，也给供电企业带来巨大安全隐患和经济损失。

本文通过对配电变压器台区的引线、连接线、变压器接线柱、隔离开关、跌落开关（跌落式熔断器）、避雷器等加装硅橡胶绝缘护套，提高绝缘防护水平，解决配变台区防异物问题。配电变压器台区绝缘防护施工效果如图7所示。

图7 配电变压器台区绝缘防护

3 配电线路局部绝缘化防护的适用条件

目前，农网10 kV配电线路绝缘化防护的方法主要分为两种:利用架空绝缘导线进行全绝缘防护和利用卡扣式硅橡胶绝缘护套进行具有局部绝缘化防护。在农网10 kV配电线路的绝缘化改造过程中，宜根据配电线路的具体情况确定其绝缘化防护方法。对于新建线路、旧线改造中线路绝缘化防护方法的选择，本文给出了相应的标准。

3.1 新建线路绝缘化防护方法选择

新建线路绝缘化防护的方案有两种:

方案1:先架设裸导线架空线路，然后在需要进行局部防护的部位装设卡扣式硅橡胶绝缘护套。此方案的费用包括裸导线架空线路成本及加装绝缘护套成本。

方案2:直接在全线路架设架空绝缘导线。此方案的费用即绝缘导线架空线路成本。

当新建线路绝缘化防护率较低时，宜采用方案1；当其绝缘化防护率较高时，宜采用方案2。选择方案1或方案2的边界条件是:

由此可以算出采用不同防护方案的绝缘化防护率的分界值，称该值为“绝缘化防护率边界值”。因此，具体的选择方法如下:

当线路绝缘化防护率小于绝缘化防护率边界值时，宜采用方案1；当线路绝缘化防护率大于绝缘化防护率边界值时，宜采用方案2。

以某地区70 mm2、150 mm2、240 mm2三种型号导线为例，进行新建线路绝缘化防护方案的选择。该地区新建架空线路成本及绝缘护套成本如表3所示。

表3 新建架空线路成本及绝缘护套成本

由公式（2）计算可得新建架空线路绝缘化防护方案的选择条件，如表4所示。

表4 三种型号新建线路绝缘化防护方案选择条件

3.2 已有裸导线架空线路绝缘化防护方法选择

（1）线路寿命及线径满足供电要求

若10 kV架空裸导线线路寿命及线径满足供电要求，原裸导线及杆塔等均可以继续使用，此时线路绝缘化防护的方案有两种:

方案1:在原10 kV架空裸导线需要进行局部防护的部位装设卡扣式硅橡胶绝缘护套。此方案的费用包括卡扣式硅橡胶绝缘护套材料成本和施工费用。

方案2:拆除全部原10 kV架空裸导线，杆塔保留使用，全线路重新架设架空绝缘导线。此方案的费用包括架空绝缘导线材料成本、金具成本和施工费用，绝缘导线及绝缘护套成本如表5所示。

表5 绝缘导线材料成本、金具成本、施工费用及绝缘护套成本（三相）

因此，具体的选择方法如下:

由公式（4）计算可得旧线路寿命及线径满足供电要求时，旧线路绝缘化防护方案的选择条件，如表6所示。

表6 线路寿命及线径满足供电要求时旧线路绝缘化防护方案的选择条件

（2）线径不能满足要求

10 kV架空裸导线线路线径不能满足要求时，需要更换导线，杆塔继续使用，此时线路绝缘化防护的方案有两种:

方案1:拆除原10 kV架空裸导线，杆塔保留使用，重新架设符合线径要求的架空裸导线，并在其上局部装设卡扣式硅橡胶绝缘护套。此方案的费用包括架空裸导线材料成本、金具成本及施工费用、卡扣式硅橡胶绝缘护套材料成本及施工费用，导线成本和绝缘护套成本如表7所示。

方案2:拆除原10 kV架空裸导线，杆塔保留使用，全线重新架设架空绝缘导线。此方案的费用包括架空绝缘导线材料成本、金具成本和施工费用。

因此，具体的选择方法如下:

表7 导线成本和绝缘护套成本

由公式（6）计算可得旧线路线径不能满足要求时，旧线路绝缘化防护方案的选择条件，如表8所示。

表8 线径不能满足要求时旧线路绝缘化防护方案的选择条件

（3）线路整体寿命到期

10 kV架空裸导线线路整体寿命到期时，原裸导线、配套金具及杆塔等均需要全部拆除，其绝缘化防护方法和方式的选择同新建线路。

无论是新建线路还是旧线路的绝缘化防护方案的选择，绝缘化防护率边界值均是基于需要绝缘化改造部分在整条线路中均匀分布计算确定的。若需要绝缘化改造的许多部位都集中分散在整条线路中的某一段时，则可以将该段线路认定是“一条线路”，利用上述计算方法进行线路绝缘化防护方案的选择。

4 结论

针对河北南网农网10 kV线路由于树障、鸟窝、异物等原因频繁跳闸的问题，本文提出利用耐高温、耐酸碱、抗老化、使用寿命长、抗紫外线、绝缘性能强、适用于户外的卡扣式硅橡胶绝缘护套有针对性地进行线路局部绝缘化防护，给出了线路局部绝缘化防树障、杆塔局部绝缘化防鸟害、配变局部绝缘化防异物的具体防护策略，并对农网10 kV配电线路局部绝缘化防护的适用条件进行了分析。

农网线路局部绝缘化改造工作已经在河北南网启动，并在3条农网10 kV配电线路上进行了示范应用，线路跳闸次数明显减少。农网线路局部绝缘化防护有效地增强了农网防止外力破坏事故和抵御自然灾害的能力，极大地提高了供电可靠性、稳定性和安全性，具有较高的推广应用价值。

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Application of Insulating Sheath in Partial Insulation of Rural Grid Line

Wang Zhibo，Wang Wenna，Zhu Jundong
（Marketing Department of State Grid Hebei Electric Power Company，Shijiazhuang 050000，China）

Tree barriers，nests，floaters lead to the trips of the 10kV rural grid line frequently in Hebei Electric Power Corporation，which severely threatens the safe and economic operation of the 10 kV rural grid.Based on the detailed analysis of three reasons，this paper proposes to use Silicon rubber insulating sheath to carry out line partial insulation.At first，the characteristics of Silicon rubber insulating sheath are introduced.Secondly，the specific protection strategies of tree barriers，nests，floaters are given.Finally，the application conditions of the partial insulation of the 10 kV rural grid line are analyzed.Demonstration and application results show the effectiveness of the proposed method.

partial insulation；insulating sheath；rural grid；distribution line

TM75

A DOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2015.05.011

2015-03-30。

王智卜（1979-），男，高级工程师，主要从事农网工程建设、运行检修管理工作，E-mail:497552215@qq.com。