低壓剩余電流保護(hù)器和集束導(dǎo)線的問題
摘 要：根據(jù)國家電網(wǎng)公司精神，北京電力通州供電公司積極開展著新農(nóng)村電氣化建設(shè)。該文作者根據(jù)新農(nóng)村電氣化試點(diǎn)中遇到的一些問題，對采用低壓剩余電流三級保護(hù)還是采用兩級保護(hù)提出了自己的看法，并且建議在本地區(qū)采用低壓架空線路和集束導(dǎo)線混合使用，以保證新農(nóng)村建設(shè)的美觀。
關(guān)鍵詞：新農(nóng)村電氣化；三級保護(hù)；集束導(dǎo)線
為認(rèn)真貫徹黨中央、國務(wù)院關(guān)于建設(shè)社會主義新農(nóng)村的戰(zhàn)略部署和國家電網(wǎng)公司“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)”農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略，全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以實(shí)施新農(nóng)村電氣化為載體，更好地服務(wù)于社會主義新農(nóng)村建設(shè)，北京地區(qū)全面開展了新農(nóng)村電氣化建設(shè)并制定了首都新農(nóng)村電氣化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施新農(nóng)村電氣化的目的是努力實(shí)現(xiàn)“電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、供電可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、供用和諧”的首都新農(nóng)村電氣化發(fā)展目標(biāo)。在鞏固“兩改一同價(jià)”成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)優(yōu)化北京新農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低電能損耗，拓寬農(nóng)村電力市場，提高電能質(zhì)量、供電能力與用電水平，提升農(nóng)村電力管理水平和供電服務(wù)質(zhì)量，滿足北京新農(nóng)村發(fā)展需求。到“十一五”末，全市農(nóng)村年人均用電量達(dá)到4900kWh，比2005年提高35％；建成8個(gè)新農(nóng)村電氣化縣（區(qū)）、100個(gè)新農(nóng)村電氣化鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、1500個(gè)新農(nóng)村電氣化村。為此，北京地區(qū)確定了“超前發(fā)展型、全面小康型、發(fā)展小康型”三類新農(nóng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)模式。
通州地區(qū)作為北京地區(qū)新農(nóng)村電氣化的試點(diǎn)單位，從2006年起就自籌資金開展社會主義新農(nóng)村電氣化建設(shè)。通過更換中低壓絕緣線，農(nóng)村地區(qū)電力供應(yīng)的安全可靠性大為增加；通過分裝更換變壓器、電表和接戶線，農(nóng)村用戶的用電容量大為增加，保證了農(nóng)村機(jī)器加工和生活用電。
在新農(nóng)村電氣化建設(shè)中，筆者將在本地區(qū)遇到的兩個(gè)技術(shù)問題提出來和大家探討。
1推行低壓漏電兩級保護(hù)體系
目前在北京地區(qū)農(nóng)村低壓電網(wǎng)實(shí)施三級保護(hù)。剩余電流總保護(hù)器配置在配變的低壓總電源側(cè)，是全網(wǎng)的總保護(hù)，其剩余電流動作電流值的選擇以防止間接接觸的觸電保護(hù)為主。剩余電流中級保護(hù)器設(shè)置在接戶線進(jìn)入集表箱的電源隔離開關(guān)的負(fù)荷側(cè)。它是以防止套戶線至末級保護(hù)器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的，并作為末級保護(hù)器的后備保護(hù)。剩余電流末級保護(hù)器裝置在進(jìn)戶線的電源側(cè)，先接隔離開關(guān)后接剩余電流保護(hù)器。用于家用電器、固定安裝電器、移動式電器、攜帶式電器及臨時(shí)用電設(shè)備的剩余電流保護(hù)器，是直接防止人身觸電的保護(hù)設(shè)備，其額定剩余電流動作電流值不應(yīng)大于30mA，動作時(shí)間應(yīng)≤0.1s。原有農(nóng)村地區(qū)線路大多數(shù)采用鋁絞線。由于沒有絕緣，離房屋樹木又近，容易發(fā)生人身觸電和接地故障，采用低壓三級保護(hù)后，可以隔離大量的故障。因此在原有技術(shù)條件下，三級保護(hù)是比較適用的。但是根據(jù)北京新農(nóng)村建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，低壓線路全部采用了絕緣導(dǎo)線，并且調(diào)整線路路徑和加高電線桿高度后，低壓線路距離各種障礙物距離有顯著增加，因此低壓線路剩余電流的可能性降低很多。既然如此，低壓線路采用三級保護(hù)的必要性就明顯降低了。以本地區(qū)城區(qū)低壓架空電網(wǎng)為例，由于采用了絕緣線路，因此只設(shè)了用戶端剩余電流保安器和剩余電流總保護(hù)器兩級保護(hù)，經(jīng)過這么長時(shí)間的運(yùn)行，幾乎未發(fā)生過觸電故障。經(jīng)過新農(nóng)村電氣化建設(shè)，農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)的用電水平和設(shè)備容量都達(dá)到了同等水平，因此筆者認(rèn)為在本地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中應(yīng)該推行低壓剩余電流兩級保護(hù)體系，以確保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性。
2采用低壓集束導(dǎo)線
通州地區(qū)在低壓改造中未使用低壓集束導(dǎo)線。主要原因是北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，農(nóng)村用戶用電負(fù)荷較大，考慮到未來10年左右的用電需求發(fā)展，因此低壓線路主要采用了截面為185mm2和70mm2的導(dǎo)線。集束導(dǎo)線是用絕緣層把3根相線和1根中性線連在一起的，由于截面大，造成導(dǎo)線重量大，不易安裝、絕緣易磨損。同時(shí)因其結(jié)構(gòu)為帶狀，要承受較大的風(fēng)壓、冰載，在檔距、桿高、截面均相同的情況下，集束導(dǎo)線要比裸鋁線、風(fēng)雨線（耐候線）所受風(fēng)力集中且受力大，對電線桿受力不利。同時(shí)采用低壓絕緣導(dǎo)線平行排列架設(shè)，比集束導(dǎo)線發(fā)生絕緣破損，發(fā)生相間短路的故障的幾率要減少很多。
但是本地區(qū)由于完全不采用集束導(dǎo)線，因此所有用戶的低壓接戶線都從低壓線路上直接T接引下。由于接入用戶多，造成接戶線呈蜘蛛網(wǎng)狀，嚴(yán)重影響了新農(nóng)村建設(shè)的美觀。同時(shí)很多導(dǎo)線需要跨越公路，容易造成由于汽車碰線造成導(dǎo)線斷裂故障。
方案設(shè)想：如果每幾戶自一個(gè)T接點(diǎn)引下，采用低壓集束導(dǎo)線，沿墻架設(shè)，在滿足用電需求的情況下，預(yù)計(jì)能明顯改善線路接線狀況。同時(shí)考慮到本地區(qū)低壓主要使用220V，為了保證三相的相間平衡，減少中性線電流，建議每條集束導(dǎo)線所接用戶，以三的倍數(shù)為宜。同時(shí)通過使用集束導(dǎo)線，還可以發(fā)揮集束導(dǎo)線的以下優(yōu)點(diǎn)。
第一，節(jié)約通道。平行集束架空絕緣電纜較傳統(tǒng)裸線相比，大大減少了所占用的空間通道，尤其在房屋密集區(qū)，道路狹窄地區(qū)更有現(xiàn)實(shí)意義，在其沿墻或建筑物敷設(shè)時(shí)更省掉了電桿、橫擔(dān)，減少瓷絕緣子數(shù)量，為以后的擴(kuò)容帶來極大的便利。
第二，降低造價(jià)。平行集束架空絕緣電纜，與同規(guī)格裸線相比，可節(jié)約金具，但導(dǎo)線價(jià)格稍高，總體每千米造價(jià)基本相當(dāng)，但工時(shí)投入較裸線少1/4左右，能用傳統(tǒng)裸線工程相當(dāng)?shù)馁Y金實(shí)現(xiàn)臺區(qū)低壓網(wǎng)絡(luò)的絕緣化，而若以其它手段實(shí)現(xiàn)低壓網(wǎng)絡(luò)絕緣化，投資將大大增加。
第三，節(jié)能降損。平行集束架空絕緣電纜便于調(diào)整三相負(fù)荷平衡，并在集束狀態(tài)下竊電十分困難，因而使農(nóng)村中常見的掛鉤用電等竊電行為變?yōu)椴豢赡堋Ｓ捎谄浣^緣性，減少了電能的不明泄漏，可降低臺區(qū)線損率。
第四，提高供電可靠性。平行集束架空絕緣電纜的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，提高了臺區(qū)的絕緣水平，提高了農(nóng)村剩余電流動作保護(hù)器的投運(yùn)率，減少了線路絕緣不良引起的頻繁動作，提高了供電可靠性。
第五，防盜防破壞。平行集束架空絕緣電纜中線芯相互絕緣，并經(jīng)帶筋連成一體，組成平行集束，使導(dǎo)線受力均勻，組合抗拉斷力成倍增加。與傳統(tǒng)線材相比，因?yàn)榧拱讣l發(fā)的盜割行為大為降低。
第六，相位判別容易。由于其對稱組合的結(jié)構(gòu)特征，使得相位判別十分容易，只要稍加觀察就不會造成錯(cuò)誤接線。其可分裂的特性便于導(dǎo)線散熱和分支接線，組合后又提高了抗拉斷力。
為此，建議在北京新農(nóng)村電氣化建設(shè)中低壓主干線路采用絕緣導(dǎo)線平行并列架設(shè)，支線全部采用集束導(dǎo)線至用戶接戶線。
關(guān)鍵詞：新農(nóng)村電氣化；三級保護(hù)；集束導(dǎo)線
為認(rèn)真貫徹黨中央、國務(wù)院關(guān)于建設(shè)社會主義新農(nóng)村的戰(zhàn)略部署和國家電網(wǎng)公司“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)”農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略，全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以實(shí)施新農(nóng)村電氣化為載體，更好地服務(wù)于社會主義新農(nóng)村建設(shè)，北京地區(qū)全面開展了新農(nóng)村電氣化建設(shè)并制定了首都新農(nóng)村電氣化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施新農(nóng)村電氣化的目的是努力實(shí)現(xiàn)“電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、供電可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、供用和諧”的首都新農(nóng)村電氣化發(fā)展目標(biāo)。在鞏固“兩改一同價(jià)”成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)優(yōu)化北京新農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低電能損耗，拓寬農(nóng)村電力市場，提高電能質(zhì)量、供電能力與用電水平，提升農(nóng)村電力管理水平和供電服務(wù)質(zhì)量，滿足北京新農(nóng)村發(fā)展需求。到“十一五”末，全市農(nóng)村年人均用電量達(dá)到4900kWh，比2005年提高35％；建成8個(gè)新農(nóng)村電氣化縣（區(qū)）、100個(gè)新農(nóng)村電氣化鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、1500個(gè)新農(nóng)村電氣化村。為此，北京地區(qū)確定了“超前發(fā)展型、全面小康型、發(fā)展小康型”三類新農(nóng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)模式。
通州地區(qū)作為北京地區(qū)新農(nóng)村電氣化的試點(diǎn)單位，從2006年起就自籌資金開展社會主義新農(nóng)村電氣化建設(shè)。通過更換中低壓絕緣線，農(nóng)村地區(qū)電力供應(yīng)的安全可靠性大為增加；通過分裝更換變壓器、電表和接戶線，農(nóng)村用戶的用電容量大為增加，保證了農(nóng)村機(jī)器加工和生活用電。
在新農(nóng)村電氣化建設(shè)中，筆者將在本地區(qū)遇到的兩個(gè)技術(shù)問題提出來和大家探討。
1推行低壓漏電兩級保護(hù)體系
目前在北京地區(qū)農(nóng)村低壓電網(wǎng)實(shí)施三級保護(hù)。剩余電流總保護(hù)器配置在配變的低壓總電源側(cè)，是全網(wǎng)的總保護(hù)，其剩余電流動作電流值的選擇以防止間接接觸的觸電保護(hù)為主。剩余電流中級保護(hù)器設(shè)置在接戶線進(jìn)入集表箱的電源隔離開關(guān)的負(fù)荷側(cè)。它是以防止套戶線至末級保護(hù)器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的，并作為末級保護(hù)器的后備保護(hù)。剩余電流末級保護(hù)器裝置在進(jìn)戶線的電源側(cè)，先接隔離開關(guān)后接剩余電流保護(hù)器。用于家用電器、固定安裝電器、移動式電器、攜帶式電器及臨時(shí)用電設(shè)備的剩余電流保護(hù)器，是直接防止人身觸電的保護(hù)設(shè)備，其額定剩余電流動作電流值不應(yīng)大于30mA，動作時(shí)間應(yīng)≤0.1s。原有農(nóng)村地區(qū)線路大多數(shù)采用鋁絞線。由于沒有絕緣，離房屋樹木又近，容易發(fā)生人身觸電和接地故障，采用低壓三級保護(hù)后，可以隔離大量的故障。因此在原有技術(shù)條件下，三級保護(hù)是比較適用的。但是根據(jù)北京新農(nóng)村建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，低壓線路全部采用了絕緣導(dǎo)線，并且調(diào)整線路路徑和加高電線桿高度后，低壓線路距離各種障礙物距離有顯著增加，因此低壓線路剩余電流的可能性降低很多。既然如此，低壓線路采用三級保護(hù)的必要性就明顯降低了。以本地區(qū)城區(qū)低壓架空電網(wǎng)為例，由于采用了絕緣線路，因此只設(shè)了用戶端剩余電流保安器和剩余電流總保護(hù)器兩級保護(hù)，經(jīng)過這么長時(shí)間的運(yùn)行，幾乎未發(fā)生過觸電故障。經(jīng)過新農(nóng)村電氣化建設(shè)，農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)的用電水平和設(shè)備容量都達(dá)到了同等水平，因此筆者認(rèn)為在本地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中應(yīng)該推行低壓剩余電流兩級保護(hù)體系，以確保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性。
2采用低壓集束導(dǎo)線
通州地區(qū)在低壓改造中未使用低壓集束導(dǎo)線。主要原因是北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，農(nóng)村用戶用電負(fù)荷較大，考慮到未來10年左右的用電需求發(fā)展，因此低壓線路主要采用了截面為185mm2和70mm2的導(dǎo)線。集束導(dǎo)線是用絕緣層把3根相線和1根中性線連在一起的，由于截面大，造成導(dǎo)線重量大，不易安裝、絕緣易磨損。同時(shí)因其結(jié)構(gòu)為帶狀，要承受較大的風(fēng)壓、冰載，在檔距、桿高、截面均相同的情況下，集束導(dǎo)線要比裸鋁線、風(fēng)雨線（耐候線）所受風(fēng)力集中且受力大，對電線桿受力不利。同時(shí)采用低壓絕緣導(dǎo)線平行排列架設(shè)，比集束導(dǎo)線發(fā)生絕緣破損，發(fā)生相間短路的故障的幾率要減少很多。
但是本地區(qū)由于完全不采用集束導(dǎo)線，因此所有用戶的低壓接戶線都從低壓線路上直接T接引下。由于接入用戶多，造成接戶線呈蜘蛛網(wǎng)狀，嚴(yán)重影響了新農(nóng)村建設(shè)的美觀。同時(shí)很多導(dǎo)線需要跨越公路，容易造成由于汽車碰線造成導(dǎo)線斷裂故障。
方案設(shè)想：如果每幾戶自一個(gè)T接點(diǎn)引下，采用低壓集束導(dǎo)線，沿墻架設(shè)，在滿足用電需求的情況下，預(yù)計(jì)能明顯改善線路接線狀況。同時(shí)考慮到本地區(qū)低壓主要使用220V，為了保證三相的相間平衡，減少中性線電流，建議每條集束導(dǎo)線所接用戶，以三的倍數(shù)為宜。同時(shí)通過使用集束導(dǎo)線，還可以發(fā)揮集束導(dǎo)線的以下優(yōu)點(diǎn)。
第一，節(jié)約通道。平行集束架空絕緣電纜較傳統(tǒng)裸線相比，大大減少了所占用的空間通道，尤其在房屋密集區(qū)，道路狹窄地區(qū)更有現(xiàn)實(shí)意義，在其沿墻或建筑物敷設(shè)時(shí)更省掉了電桿、橫擔(dān)，減少瓷絕緣子數(shù)量，為以后的擴(kuò)容帶來極大的便利。
第二，降低造價(jià)。平行集束架空絕緣電纜，與同規(guī)格裸線相比，可節(jié)約金具，但導(dǎo)線價(jià)格稍高，總體每千米造價(jià)基本相當(dāng)，但工時(shí)投入較裸線少1/4左右，能用傳統(tǒng)裸線工程相當(dāng)?shù)馁Y金實(shí)現(xiàn)臺區(qū)低壓網(wǎng)絡(luò)的絕緣化，而若以其它手段實(shí)現(xiàn)低壓網(wǎng)絡(luò)絕緣化，投資將大大增加。
第三，節(jié)能降損。平行集束架空絕緣電纜便于調(diào)整三相負(fù)荷平衡，并在集束狀態(tài)下竊電十分困難，因而使農(nóng)村中常見的掛鉤用電等竊電行為變?yōu)椴豢赡堋Ｓ捎谄浣^緣性，減少了電能的不明泄漏，可降低臺區(qū)線損率。
第四，提高供電可靠性。平行集束架空絕緣電纜的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，提高了臺區(qū)的絕緣水平，提高了農(nóng)村剩余電流動作保護(hù)器的投運(yùn)率，減少了線路絕緣不良引起的頻繁動作，提高了供電可靠性。
第五，防盜防破壞。平行集束架空絕緣電纜中線芯相互絕緣，并經(jīng)帶筋連成一體，組成平行集束，使導(dǎo)線受力均勻，組合抗拉斷力成倍增加。與傳統(tǒng)線材相比，因?yàn)榧拱讣l發(fā)的盜割行為大為降低。
第六，相位判別容易。由于其對稱組合的結(jié)構(gòu)特征，使得相位判別十分容易，只要稍加觀察就不會造成錯(cuò)誤接線。其可分裂的特性便于導(dǎo)線散熱和分支接線，組合后又提高了抗拉斷力。
為此，建議在北京新農(nóng)村電氣化建設(shè)中低壓主干線路采用絕緣導(dǎo)線平行并列架設(shè)，支線全部采用集束導(dǎo)線至用戶接戶線。
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