電力接續(xù)線夾連接點(diǎn)溫升分析

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關(guān)鍵詞：架空絕緣導(dǎo)線；楔形電力接續(xù)線夾；連接點(diǎn)；溫升

1絕緣導(dǎo)線及接續(xù)元件

1.1絕緣架空導(dǎo)線

低壓架空線路是連接臺(tái)架和用戶端的重要通道，目前在線路接續(xù)處及電表入戶處的導(dǎo)線連接多采用手綁式扎線進(jìn)行連接，之后在接續(xù)點(diǎn)外側(cè)纏繞絕緣膠帶進(jìn)行絕緣防護(hù)。此種接續(xù)方法的絕緣性能會(huì)因未絕緣膠帶的加速老化而失效，從而導(dǎo)致線路進(jìn)水加速老化，進(jìn)而影響導(dǎo)線過(guò)流，同時(shí)裸漏點(diǎn)的的存在使線路存在較大的外物觸電風(fēng)險(xiǎn)。見(jiàn)下圖1所示。上海電力《10千伏架空線路典型裝置設(shè)計(jì)》中明確的提出以下要求，即10kV配電線路常用10kV架空線路，采取的電纜是阻水型鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空電纜，主干線、支線分別是ZS-JKLYJ-10/240、ZS-JKLYJ-10/150。在此文中，對(duì)此三種線型展開(kāi)實(shí)驗(yàn)觀察。當(dāng)前架空絕緣導(dǎo)線的絕緣保護(hù)層，大多是具有3.4mm的厚度，導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)，可以短時(shí)間的接觸樹(shù)木。絕緣保護(hù)層材料主要包括兩種，一種是交聯(lián)聚乙烯，另一種是輕型聚乙烯，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果顯示，具備更理想的絕緣性特點(diǎn)的就是交聯(lián)聚乙烯。絕緣材料交聯(lián)聚乙烯(XLPE)中，具備聚乙烯(PE)交聯(lián)前較高的物理機(jī)械性能，同時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性較高，介電性能良好，長(zhǎng)時(shí)間的工作溫度是90℃。

1.2楔形線夾

在T接引下線的接續(xù)中，普遍的應(yīng)用到楔形線夾，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)較多，主要就是方便安裝，同時(shí)不受安裝技術(shù)影響，具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性，另外還可以節(jié)能降損等等。跟以往傳統(tǒng)的纏繞以及螺栓式并溝線夾等模式相比較，可靠連接的楔形線夾會(huì)明顯的減小接觸電阻，所以降低了接觸電阻導(dǎo)致發(fā)熱的幾率。此連接方式應(yīng)用不斷增多，逐漸的將螺栓式并溝線夾代替，大量的應(yīng)用于10kV配電架空線路接續(xù)中。

2實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析

2.1實(shí)驗(yàn)方法

在此次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)方法是按照長(zhǎng)時(shí)間工作中的交流高壓電器的發(fā)熱標(biāo)準(zhǔn)GB763-90進(jìn)行明確，實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是三組T接楔形線夾連接，即ZS-JKLYJ-10/240導(dǎo)線、ZS-JKLYJ-10/185導(dǎo)線、ZS-JKLYJ-10/150導(dǎo)線。嚴(yán)格的依據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中提出的測(cè)試點(diǎn)要求、測(cè)試點(diǎn)間距等，對(duì)于楔形線夾連接點(diǎn)和附近的部位，分別建立起溫度測(cè)試點(diǎn)五個(gè)。測(cè)試點(diǎn)為線頭接線耳表面、楔形線夾裸露表面、導(dǎo)線絕緣層表面、主線(線A)距楔形線夾lm部位線芯表面以及支接線(線B)距楔形線夾1m部位線芯表面，如下圖2。選測(cè)試點(diǎn)的主要目標(biāo)就是，對(duì)于絕緣導(dǎo)線鋁芯、楔形線夾等接續(xù)方式載流熱效應(yīng)，有無(wú)滿足標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行掌握。實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行考察了幾種線徑導(dǎo)線基于有關(guān)的額定電流以及1.3倍額定電流下的穩(wěn)定溫升，對(duì)于導(dǎo)線正常狀態(tài)中和過(guò)載時(shí)發(fā)熱的現(xiàn)象進(jìn)行體現(xiàn)。

2.2數(shù)據(jù)分析

基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試環(huán)境中，對(duì)各組載流導(dǎo)線上每一溫度測(cè)試點(diǎn)溫度情況進(jìn)行詳盡的記錄。例如，測(cè)試ZS-JKLYJ-10/150導(dǎo)線過(guò)程中，檢測(cè)到的電流值是375A時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度值是55℃，1.3倍額定電流是440A時(shí)對(duì)應(yīng)溫度是71℃。所以，可以得到以下的幾方面結(jié)論。首先，五個(gè)測(cè)試點(diǎn)中，溫度最高的就是線芯表面溫度。鋁絞線的允許工作溫度是70℃。絕緣導(dǎo)線中有絕緣層，將線芯傳導(dǎo)出去的熱量產(chǎn)生一定的阻礙，所以絕緣線線芯表面具有較高的溫度狀態(tài)。在增加載流量的情況下，也會(huì)提升測(cè)試點(diǎn)的穩(wěn)定溫升。其次，交聯(lián)聚氯乙烯屬于主要的絕緣層材料，可以承受住90℃的狀態(tài)。絕緣層內(nèi)表面直接的接觸到線芯表面，1.3倍額定的電流以及額定電流的狀態(tài)中，各導(dǎo)線線芯表面溫度都比絕緣層材料能夠承受的90℃更低。接下來(lái)，五個(gè)測(cè)試點(diǎn)中，楔形線夾溫度是最低的，基于額定電流的狀態(tài)中，表面溫度都是在70℃之內(nèi)的。可靠連接的楔形線夾，具有較大的截面積，通路電阻較小，所以相應(yīng)的減少了發(fā)熱量。而且楔形線夾具有較大的在外散熱面積，所以形成較為強(qiáng)烈的空氣熱傳導(dǎo)功能。額定電流時(shí)，每一組實(shí)驗(yàn)都在70℃以內(nèi)。最后，絕緣層表面溫度，跟線芯表面的溫度相比較明顯更低，降低的范圍是在10-36℃之間。另外，研發(fā)一種能夠適應(yīng)目前低壓架空線路非承力處使用的線路原位修復(fù)連接裝置。高過(guò)流型線路原位修復(fù)裝置僅需用扳手?jǐn)Q緊即可完成連接部分安裝，扣合外殼灌膠實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線連接處的防水和絕緣，具有安裝方便、快速的優(yōu)點(diǎn)。裝置采用優(yōu)質(zhì)耐候絕緣材料制作，具有耐壓等級(jí)高、耐老化性能好的特點(diǎn)；使用后可有效解決目前低壓架空絕緣導(dǎo)線連接處易發(fā)生過(guò)流及腐蝕、發(fā)熱等問(wèn)題。高過(guò)流型線路原位修復(fù)裝置安裝方便，通用性強(qiáng)，可滿足10mm²-240mm²規(guī)格導(dǎo)線的使用。如圖3所示。

3結(jié)論探究

在此次的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，三組10kV常規(guī)導(dǎo)線于1.3倍額定電流狀態(tài)中時(shí)，線芯溫度跟鋁絞線百分之七十的工作溫度上限是比較接近的。額定電流、1.3倍額定電流狀態(tài)中，三組導(dǎo)線絕緣層表面溫度跟絕緣層交聯(lián)聚氯乙烯材料能夠承擔(dān)的90℃相比較低。而且，額定電流和1.3倍額定電流中，可靠連接的楔形線夾等均是低于許可的工作溫度的。另外，導(dǎo)線絕緣層表面溫度是低于線芯表面溫度的，范圍在10-36℃。線路巡視期間，線芯溫度并不能運(yùn)用導(dǎo)線表面溫度取代，應(yīng)該對(duì)于增加絕緣材料散熱裕度。綜上，如果有額定載荷和以下的環(huán)境，同時(shí)基于不高于此實(shí)驗(yàn)環(huán)境、類似的情況，絕緣導(dǎo)線、安裝滿足標(biāo)準(zhǔn)的楔形線夾，產(chǎn)生的熱效應(yīng)的范圍都是在規(guī)定的范圍中。另外，應(yīng)該將絕緣導(dǎo)線線芯表面、絕緣層表面之間溫差的問(wèn)題進(jìn)行充分考慮并明確提出，其大小密切的關(guān)聯(lián)于導(dǎo)向的規(guī)格，并且跟溫度之間具有緊密的關(guān)聯(lián)性。實(shí)際的運(yùn)用絕緣線、楔形線夾期間，往往會(huì)產(chǎn)生很多比較苛刻的情況，例如環(huán)境是極端高溫的，或者是跟額定載荷相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出的，處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)中。另外，絕緣導(dǎo)線于運(yùn)行期間，由于缺少足夠的安全距離，會(huì)采取套入絕緣套管、楔形線夾常使用防水絕緣罩的方式，也可以運(yùn)用帶電作業(yè)時(shí)，把套管加裝到設(shè)備外等方法。以上類似絕緣套管的方法，具備良好的密封性，對(duì)散熱形成妨礙，導(dǎo)致不斷的增加包覆在內(nèi)部的絕緣導(dǎo)線以及楔形線夾溫度。所以，絕緣導(dǎo)線以及楔形線夾等接續(xù)舉措產(chǎn)生的載流熱效應(yīng)，在影響到安全可靠性的方面未來(lái)要進(jìn)行更深入的研究分析。

4結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，絕緣導(dǎo)線的絕緣層表面溫度跟線芯內(nèi)外溫度之間具有明顯的差異性。所以，應(yīng)該嚴(yán)格的制定試驗(yàn)方案，對(duì)于溫差的特性、溫差的范圍、有關(guān)的影響因素等等進(jìn)行考察，明確好此溫差現(xiàn)象跟各因素的關(guān)聯(lián)性，充分的掌握住絕緣材料散熱性能可否影響到設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。在以上基礎(chǔ)上，再分析架空線路所用絕緣材料在熱傳導(dǎo)能力上的標(biāo)準(zhǔn)。

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作者：邱燦樹(shù) 劉植輝 黃奕龍 單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局