冰区架空地线节能与直流融冰技术研究

2018-09-23王逸之

通信电源技术 2018年7期

关键词：融冰绝缘子直流

王逸之

（东南大学，江苏南京211189）

1 架空地线节能技术要求

架空地线在应用的过程中需要选择合理的技术，确保整体的经济性能，保证整体安全性能。

为了消除基本电磁感应电流和接地或多点接地的架空线引起的功率损耗，节约了架空地线，输电线路的防雷性能，采用单点接地架空绝缘导线端感应电压应限于500～1 000 V，保证地线作业的安全运行。

当架空地线感应电压不超过1 000 V，单点接地方式应采用在地面或在绝缘架空地线端。当电感电压高于1 000 V，架空地线应使用，

绝缘架空地线应安装双绝缘子张力线绝缘子，保护间隙悬浮绝缘子应在线定位，以减少绝缘子和避雷针的频率，校验接地装置的热稳定性及安全保护措施。

对于地线绝缘子的保护间隙距离需要确保其符合相关要求：（1）导体绝缘子的保护间隙工频放电电压需要小于接地绝缘子工频时耐受电压、击穿电压和闪络电压。（2）需要控制导线绝缘子保护间隙冲击放电电压，不能大于地面绝缘子雷电冲击耐受电压、雷电冲击击穿电压和雷电冲击电压。（3）考虑地线融冰，导线绝缘子保护间隙的直流（或频率）覆冰耐受电压需要确保其大于地线融冰所需的最高直流（或工频）融冰电压。

2 冰区架空地线节能

架空地线应以先进的技术、合理的经济性、可靠接地的安全原则为基础。为了消除基本电磁感应电流和接地架空线引起的功率损耗，节约架空地线，提高输电线路的防雷性能，架空接地线接地绝缘可以单点接地，线端的感应电压应限制在500～1 000 V电压，以保证工作安全。

2.1 地线绝缘子选择

（1）直流放电电压为7～9 kV时，覆冰绝缘子间隙常见为30 mm，10 kV直流放电电压需要控制在间隙为60 mm，接地闪络绝缘子40 mm～50 mm，直流放电电压的间隙需要控制，确保其之间存在保护间隙。为了满足地下冰绝缘子和缝隙的电性能要求，电压小于10 kV时间隔40 mm线直流融冰、融冰直流电压小于12 kV时间隔50 mm。

（2）融冰地线绝缘子。当接地线的长度大于40 km，直流融冰电压可以达到15 kV甚至更高，而直流融冰装置的输出电压为15～20 kV，所以一种新的地线绝缘子可以考虑直流融冰满足节能和冰架空地线融冰需求类型。

2.2 可靠接地方式

根据纤维线长度，通过热稳定性检查，定义一种可靠的线路分流、分段绝缘和单点接地方式为可靠接地方式。无分流线路两侧的地面要求杆塔接地，没有其他要求的设置接地线的距离范围为5 km。以20 km地线的运行方式为例，对普通地线和OPGW线路进行了杆塔接地。两根地线形成电路，造成很大的损耗，常见的地线张力部分的塔绝缘，每个张力段的一端产生接地。这种方法消除了绝缘线循环损失，减少传输线附件的功率损耗，但运行功耗仍然是巨大的。由损耗引起的电磁感应和静电感应的感应电流也是巨大的。包括直流地线绝缘子、复合绝缘子、角电极、冰帽式防护罩。导线覆冰条件下的直流电压不小于30 kV，大小伞结构或大伞裙，插入一个小伞裙，高度结构的范围控制在300～600 mm，漏电距离也需要控制在合理的范围内，一般是900～1 800 mm，确保其达到覆冰直流电压的要求。当直流放电电压不小于15 kV，具有高的角形电极为8～14 mm镀锌钢或扁钢，同时使用箍进行固定。角状形电极和帽盖的相对位置需要确保控制在合理的孔隙中，范围是在50～80 mm。角状电极和电极间隙，减少污染和防止鸟粪堆积冻结。轧制前铝合金封闭式防护罩，铝合金底的铝合金厚度为0.25 mm～边缘1 mm的铝合金管，8～20 mm等效直径和镶嵌或焊接式防护罩顶，直径200～400 mm。

2.3 架接地线接地绝缘

普通地面绝缘在中间接地，可分为在两个地线换位中间的电缆两端接地绝缘，具体做法是行5 km线两侧的杆塔接地，地面的中间部分每5 km换位一次。每盘电缆中间连接地线换位后，公共地线断开，普通地面绝缘，得到OPGW连接换位基于塔，其它绝缘，可以保持连续。常见的接地电缆绝缘可消除循环之间的线路损耗、电磁感应传输线电压大大降低。采用导线换位的方法，降低了感应电流的电磁感应和静电感应电压，也减少了相应的损失。

3 冰区架空地线直流融冰技术

3.1 导线融冰方式

该部分需要结合直流融冰的技术原理进行，将直流电压除冰装置应用在短路侧方面，进行各个输出电流的控制。对于2个直流母线，需要保证在3个交流输电线路中，能够产生很多的直流融冰电路，三相电流回路两相的成分选择称为1－1；三相线路同时构成电流回路的方式称为1－2方式。另外对于1－2融冰模式其总的直流电阻是最小的，而需要的电源容量也是最小的。