110kV架空地线接地引流装置的研制

110kV架空地线接地引流装置的研制

郭新龙李春栋王佳杨宏涛邓颖剑李晓斌石

（国网江西省电力公司九江供电分公司）

一、架空地线绝缘化改造的概述

1、架空地线绝缘化改造——2008年冰灾后，九江供电公司针对架空地线结冰问题，将覆冰典型线路110kV妙庐线的架空地线由原来的直接连接铁塔接地改造为通过绝缘子与铁塔连接，从而保持架空地线与铁塔的绝缘，雷电多发季节，需要接地时在铁塔与架空地线间并联钢绞线将绝缘子短接，从而使架空地线通过铁塔接地。

2、线路融冰——每年入冬前，输电专业将整条线路所有杆塔的架空地线的接地引流线拆除，将各挡的架空地线用并沟线夹串联连接，利用杆塔上的绝缘子保持架空电线的对地绝缘。架空地线一旦出现覆冰，立即投入10kV电压产生大电流进行除冰。

二、架空地线改造存在的弊端

2008年以来，我国南方地区接连出现四次严重的低温雨雪过程，致使南方遭受罕见雨雪冰冻灾害，出现导致输电线路严重结冰，造成电网大面积瘫痪。我司庐山片区由于海拔高、气温低，输电线路受灾尤其严重。艰苦的抗冰保电工作后，公司果断处置，于2009年对庐山的主供电线路——110kV妙庐线进行了架空地线绝缘化改造，以应对冬季到来后可能发生的覆冰危险，随时保证融冰工作可以顺利开展。经过架空地线绝缘化改造，2010年至今，输电专业相关班组每年都需要在冬季到来前将妙庐线架空地线的接地引流线拆除，来年春季到来前再将接地引流线重新搭接。人工登塔拆除和搭接接地引流线具有以下弊端：

1）需要线路单次停电时长

妙庐线全线贯穿庐山，海拔高，地势险，全线共有45基铁塔，6基三联钢管塔，由于三联钢管塔塔形特殊，作业人员登塔作业时与带电设备安全距离无法满足《安规》要求，因此在开断架空地线时，必须要停电进行，而工作量和工作难度较大，因此单次停电时间需超过12小时。

2）人员和经济上的浪费

线路融冰工作需检修人员登至塔顶拆除接地引流线，为保证在停电时间内完成工作，需要投入大量人力物力。

3）登塔作业用时长，效率低

由于地势需要，妙庐线所有铁塔呼高均较高，尤其三联钢管塔不仅塔高，而且横担狭窄，作业人员登塔作业很不方便，作业时间较长，影响工作效率。

4）地形复杂，增加风险系数

庐山地形复杂，尤其刚下雨之后，道路湿滑，泥泞不堪，好多巡线道均没有台阶，有的巡线道一侧就是悬崖，增加了作业人员风险系数。

三、改造的目标及其可行性分析

1、设定目标

1）量化目标值1：减少人力投入50%；

2）量化目标值2：缩短工作时间50%；

2、目标可行性分析

1）利用该架空地线引流装置，减少人力投入50%以上

妙庐线融冰工作需检修人员登至塔顶拆除接地引流线，全线共有45基铁塔，6基三联钢管塔，为保证在停电时间内完成工作，至少需投入10人，分成五组，同时进行。而利用该架空地线引流装置，只需拉开其核心部件-10千伏隔离开关，从而断开接地引流线，此作业过程中人员无需登塔，全程仅需投入两组人员，每组各2人，即可保证在停电时间内完成工作。

2）利用该架空地线引流装置，可缩短工作时间50%

线路安装架空地线引流装置前，融冰工作需检修人员登至塔顶拆除接地引流线，庐山上地形负责，雨后道路泥泞不堪，要想完成这45基铁塔拆除接地引流线都需要很长时间，尤其是6基三联钢管塔，更是费时费力，总共完成工作至少需要8-10小时。安装架空地线引流装置后，由于操作简单，无需登塔仅需3-4小时即可保证在停电时间内完成工作。

四、改造方案的整个过程分析

1、提出整体方案

根据步骤，小组成员充分发挥主观能动性，集思广益，提出了两个备选方案：方案一：绝缘导线式架空地线接地引流线；方案二：可开断式式架空地线接地引流线。随后，QC小组结合实际对方案提出了具体要求，并逐个进行了分析。

2、整体方案的对比

1）绝缘导线式架空地线接地引流线

通常，绝缘导线一端连接架空地线，一端与铁塔连接固定在两米高处；需要融冰时，断开两米高处的固定点，绑扎在铁上，并做好与铁塔隔离措施，防止融冰通电时造成地线短路。具有通用性好、操作性强、成本较低的特点。但在方案中的绝缘包裹皮一旦有裂纹或脱落很容易产生绝缘地线对铁塔放电，所以安全性较差。

2）可开断式架空地线接地引流线

本方案中，10kV隔离开关安装在杆塔2米高处，一端通过绝缘导线与架空地线连接，一端与铁塔连接，使用令克棒进行开断，通用性好，安全性好，成本较高。而且这种设计要求使用10kV隔离开关、配套绝缘导线、令克棒，设备组成部件较多。

因此，选定可开断式架空地线接地引流线为最佳整体方案。

3、分解整体方案

1）结构方案

主要有三种，其一，隔离开关塔脚式设计，具有易安装、通用性好、地面操作、安全性高的特点；其二，隔离开关塔顶式设计，具有安装难度适中、通用性好、需要登塔操作、安全性差的特点；其三，机械杆式架空地线接地引流线，具有安装难度大、通用性好，地面操作；安全性差的特点。相对而言，第一种结构方案更为符合要求。

2）隔离开关选择方案

（1）隔离开关类型选择

主要有两种方案,一种是电动隔离开关，适用于各种塔形，需要电动需要连接电源，安装麻烦，操作简单，只要按钮就可以操作，但电动容易出现问题，且要求现场有电源。另一种是手动隔离开关，同样适用于各种塔形，不需要连接电源，安装方便，但需要靠令克棒手动拉开。所以选用手动隔离开关。

（2）隔离开关支柱绝缘子类型选择

主要有复合绝缘子隔离开关和瓷质绝缘子隔离开关，根据庐山的环境特点，前者的耐污闪、冰闪、雨闪性能好的优点比后者的不易老化，化学稳定性和热稳定性好的特点更加符合地区特征。因此，选用10kV配电线路中常用的手动复合型隔离开关。

3）导线形式选择方案

主要有两种方案，一种是裸导线+绝缘子，适用于各种塔形，隔一段需要安装一支绝缘子，以保持裸导线和铁塔绝缘，安装安度大，且需要定期的保养，成本高；另一种是绝缘导线，适用于各种塔形，导线绝缘，直接与铁塔接触固定即可，安装简便，几乎不需要保养，只需检查绝缘导线绝缘皮有无破损即可，且成本较低。因此，选用10kV配电线路中常用的JKLYG-10-35型绝缘导线。

五、改造后效果总结

1、目标完成情况

从实验结果得知，可开断式架空地线接地引流线成功完成了二个设定的目标。利用可开断式架空地线引流线，检修人员可直接站在地面使用令克棒拉开其核心部件-10千伏隔离开关，从而断开接地引流线，此作业过程中人员无需等塔，全程仅需投入两组人员，每组各2人，共4人，由原来至少10人缩减到4人，减少人力投入60%，完成既定目标。

线路安装可开断式架空地线接地引流线后，由于操作简单，现场作业人员无需登塔，仅需3-4个小时即可完成工作，比以前8-10个小时缩短了一半多，完成既定目标。

2、经济效益

110kV妙庐线作为庐山的主供电线路，线路拆除架空地线引流线期间的停电损失约为10000*2次=20000元，人工投入约为2000*2次=4000元。采用可开断式架空地线接地引流线后，线路不停电，人员投入仅为原来的40%，共可为公司节省21600元。

3、社会效益

110kV妙庐线作为庐山的主供电线路，以往每年的拆除与搭接接地引流线工作都需要停电进行检修，供电可靠性严重受损。可开断式架空地线接地引流线的安装，使此项工作无需停电进行，极大的提高了可靠性，为电网安全稳定运行提供了有力保证。