配电网架空线路绝缘防风拉线的研制

2016-07-27冯志坚广东电网有限责任公司江门新会供电局广东江门529100

中国新技术新产品 2016年13期

冯志坚（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东江门 529100）

配电网架空线路绝缘防风拉线的研制

冯志坚
（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东江门 529100）

摘要：安装防风拉线是提升配电网架空线路防风能力最为经济的方法。通过使用芳纶纱和阻水纱两种高强度绝缘材料制成加强件，使用PE材料制成内层护套和外层护套，制成绝缘拉线，解决沿海地区传统金属拉线容易锈蚀，存在触电安全风险的问题。绝缘拉线具有随时拆装的优点，其现场应用可以有效拓展防风拉线的使用范围，提升配电网的防风能力。

关键词：配网架空线路；绝缘；拉线

0. 引言

广东省沿海地区经常受到强台风的吹袭，导致配电网中低压架空线路损坏，对正常供电产生极大的影响。安装防风拉线是提升配电网架空线路防风能力最为简单经济的手段。传统的防风拉线使用钢绞线制成，由于是金属材料制成，存在一定的触电风险，而且在沿海地区受到高盐海风和潮湿天气影响容易出现锈蚀破损，影响防风效果。因此有必要针对沿海地区的特殊环境，研制一种具有良好绝缘性能，高强度的防风拉线，拓展拉线的应用范围，进一步提升线路防风能力。

1. 绝缘材料的选择

要使绝缘拉线可以代替传统金属拉线用作线路防风加固，其机械强度必须等同或高于金属拉线，在10kV及以下配电架空线路中，常用的金属拉线由钢绞线制成，其性能参数见表1。

根据现有拉线的性能，需要研制3种对应型号的绝缘拉线，使其机械强度达到或超过传统钢绞线拉线的要求。通过对比，选择了芳纶纱作为拉线主体结构的材料。芳纶丝是一种合成纤维材料，具有机械强度高，抗拉性能好的特点，且具有耐高温、耐酸碱、重量轻、绝缘、抗老化、阻燃、生命周期长等优良性能。芳纶纱现已广泛应用于防弹制品和特种防护服等领域。

由于拉线在室外环境安装使用，容易受到雨水的影响。由于纤维结构具有毛细效应，容易把水份吸入拉线内部，降低绝缘性能。为避免该问题，在拉线制作中添加了阻水纱，阻水纱纤维主体遇水时，可迅速膨胀形成胶状物，该胶状物的保水能力强，有效阻止水树的增长，从而达到阻止水分渗透及扩散的目的。在使用芳纶纱纤维中加入若干阻水纱后，即可达到防止水份大量入侵到拉线内部的目的。

2. 绝缘拉线结构设计

绝缘拉线结构由加强件、内护套、外护套3部分组成，如图1所示。加强件是整条拉线的受力部件，是拉线中最重要的部分。加强件使用芳纶纱及阻水纱混合加工而成，每一根加强件外面覆盖内层护套。内层护套的作用是防止内部纤维散开，并起到保护加强件的作用，内层护套使用PE材料制成，具有柔软延展性好，防腐、绝缘、阻燃的特点。

多根加强件经过单向螺旋绞合组成绝缘拉线的主体结构（图2），通过调整绞合的加强件数量，就能制作出不同型号，具有不同机械强度的绝缘拉线，以达到不同的拉力性能要求。根据目前拉线的使用需要，共设计出ADPW-1、ADPW-2、ADPW-3三种型号的绝缘拉线，性能相当于传统的GJ-25、GJ-35、GJ-50三种金属拉线。

为保护内部加强件，在绞合的加强件外需要再覆盖一层外护套。外套护套须具有阻燃、耐老化、耐腐蚀等性质，因此，外层护套材料在一般PE材质基础上，加入LSZH阻燃助剂，用以提高护套的阻燃性能。

表1　钢绞线机械性能参数

图1　绝缘拉线内部结构图

图2　预绞式拉线线夹

3. 绝缘拉线安装金具的设计

由于绝缘拉线外层使用的是PE护套，表面较为光滑，传统拉线的夹式金具无法有效夹紧拉线，当绝缘拉线受力牵引时，金具会导致塑料护套变形破裂，导致金具脱落和拉线损伤。因此，需要研制一套专用的绝缘拉线安装金具。

传统金具无法使用的原因为，PE护套的表面光滑，金具与拉线的接触面积过小导致摩擦力不足。新的安装金具需要增大接触面积，增拉线与金具之间都额摩擦力，而且需要将摩擦力均匀分布拉线表面，避免对拉线护套的损害。新的安装金具以镀锌铝条为原材料，采用内外反向螺旋的双层预绞式结构，金具可以螺旋缠绕在拉线表面，大大增加了金具与拉线间的基础面积。铝条内表面附上金刚砂，用以加强接触面的摩擦系数，提升二者之间摩擦力。使用该预绞式金具，再配合其他连接金具及螺栓配件，就能完成绝缘拉线的正常安装使用。

4. 绝缘拉线性能测试

绝缘拉线制成后，对其进行断裂强度和绝缘性能测试。

（1）断裂强度测试

参考标准GB/T 13035-2008带电作业用绝缘绳索，按照指定的试验仪器及操作方法进行试验，试验结果见表2。从测试数据可以看到，绝缘拉线的断裂强度已达到并超过传统的金属拉线。

表2　绝缘拉线断裂强度测试结果

（2）工频干闪电压测试

参考标准GB/T 13035-2008带电作业用绝缘绳索，试验前，将试样放在50℃的干燥箱里进行1小时的烘干，然后自然冷却5min，在规定的试验环境中进行试验，测试结果见表2。

（3）工频泄漏电流测试

参考标准GB/T 13035-2008带电作业用绝缘绳索，将试样置于相对湿度90%、温度20℃的调温调湿箱中预处理24小时后，取出试样，在规定的测试环境中测量泄漏电流值，测试结果见表3。

表3　工频干闪电压测试与工频泄漏电流测试数据

从以上两项测试结果中看到，绝缘拉线的绝缘性能良好，可用于10kV配电线路中。

5. 应用效果

绝缘拉线已在广东江门地区沿海地区进行试点应用，具有以下应用效果：

（1）安全性好。由于拉线的其中一个安装点位于电杆上，靠近运行中裸导线，另一个安装点直接在地面上，若导线与拉线发生意外触碰，或者导线对拉线放电，会引起触电风险。而绝缘拉线使用绝缘性能良好的高强度材料制成，即使拉线直接接触导线，也不会引起触电问题。因此，绝缘拉线可以安装在人流较多的地区，使拉线的安装使用范围扩大，提升拉线对线路的保护效果。

（2）安装拆除便利，可以实现快速拆装。绝缘拉线相对传统金属拉线，具有柔性好，重量轻的特点，可以实现快速的安装和拆除。在某些位置有限的地区，如农田内，拉线在非台风季节，可以解开地面上的固定点，把拉线缠绕在电杆上，一旦台风来临，可以立即恢复安装，既起到防风效果，又节约了空间，使防风拉线的使用更加便利。

（3）耐腐蚀性好。沿海地区由于靠近海岸线，空气水分和盐分较大，传统的金属拉线容易出现锈蚀损坏，绝缘拉线使用了防腐性能强的纤维材料制成，具有很强的抗腐蚀能力，使绝缘拉线相对于金属拉线更耐腐蚀更耐用。