電力接續線夾連接點溫升分析
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1絕緣導線及接續元件
1.1絕緣架空導線
低壓架空線路是連接臺架和用戶端的重要通道，目前在線路接續處及電表入戶處的導線連接多采用手綁式扎線進行連接，之后在接續點外側纏繞絕緣膠帶進行絕緣防護。此種接續方法的絕緣性能會因未絕緣膠帶的加速老化而失效，從而導致線路進水加速老化，進而影響導線過流，同時裸漏點的的存在使線路存在較大的外物觸電風險。見下圖1所示。上海電力《10千伏架空線路典型裝置設計》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，對此三種線型展開實驗觀察。當前架空絕緣導線的絕緣保護層，大多是具有3.4mm的厚度，導線運行時，可以短時間的接觸樹木。絕緣保護層材料主要包括兩種，一種是交聯聚乙烯，另一種是輕型聚乙烯，實際應用結果顯示，具備更理想的絕緣性特點的就是交聯聚乙烯。絕緣材料交聯聚乙烯(XLPE)中，具備聚乙烯(PE)交聯前較高的物理機械性能，同時化學穩定性較高，介電性能良好，長時間的工作溫度是90℃。
1.2楔形線夾
在T接引下線的接續中，普遍的應用到楔形線夾，其優勢特點較多，主要就是方便安裝，同時不受安裝技術影響，具有良好的機械穩定性，另外還可以節能降損等等。跟以往傳統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明顯的減小接觸電阻，所以降低了接觸電阻導致發熱的幾率。此連接方式應用不斷增多，逐漸的將螺栓式并溝線夾代替，大量的應用于10kV配電架空線路接續中。
2實驗及數據分析
2.1實驗方法
在此次實驗中，實驗方法是按照長時間工作中的交流高壓電器的發熱標準GB763-90進行明確，實驗的對象是三組T接楔形線夾連接，即ZS-JKLYJ-10/240導線、ZS-JKLYJ-10/185導線、ZS-JKLYJ-10/150導線。嚴格的依據實驗標準中提出的測試點要求、測試點間距等，對于楔形線夾連接點和附近的部位，分別建立起溫度測試點五個。測試點為線頭接線耳表面、楔形線夾裸露表面、導線絕緣層表面、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。選測試點的主要目標就是，對于絕緣導線鋁芯、楔形線夾等接續方式載流熱效應，有無滿足標準范圍進行掌握。實驗也進行考察了幾種線徑導線基于有關的額定電流以及1.3倍額定電流下的穩定溫升，對于導線正常狀態中和過載時發熱的現象進行體現。
2.2數據分析
基于實驗標準的測試環境中，對各組載流導線上每一溫度測試點溫度情況進行詳盡的記錄。例如，測試ZS-JKLYJ-10/150導線過程中，檢測到的電流值是375A時，對應溫度值是55℃，1.3倍額定電流是440A時對應溫度是71℃。所以，可以得到以下的幾方面結論。首先，五個測試點中，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℃。絕緣導線中有絕緣層，將線芯傳導出去的熱量產生一定的阻礙，所以絕緣線線芯表面具有較高的溫度狀態。在增加載流量的情況下，也會提升測試點的穩定溫升。其次，交聯聚氯乙烯屬于主要的絕緣層材料，可以承受住90℃的狀態。絕緣層內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中，各導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，五個測試點中，楔形線夾溫度是最低的，基于額定電流的狀態中，表面溫度都是在70℃之內的。可靠連接的楔形線夾，具有較大的截面積，通路電阻較小，所以相應的減少了發熱量。而且楔形線夾具有較大的在外散熱面積，所以形成較為強烈的空氣熱傳導功能。額定電流時，每一組實驗都在70℃以內。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，研發一種能夠適應目前低壓架空線路非承力處使用的線路原位修復連接裝置。高過流型線路原位修復裝置僅需用扳手擰緊即可完成連接部分安裝，扣合外殼灌膠實現對導線連接處的防水和絕緣，具有安裝方便、快速的優點。裝置采用優質耐候絕緣材料制作，具有耐壓等級高、耐老化性能好的特點；使用后可有效解決目前低壓架空絕緣導線連接處易發生過流及腐蝕、發熱等問題。高過流型線路原位修復裝置安裝方便，通用性強，可滿足10mm²-240mm²規格導線的使用。如圖3所示。
3結論探究
在此次的實驗環境中，三組10kV常規導線于1.3倍額定電流狀態中時，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倍額定電流狀態中，三組導線絕緣層表面溫度跟絕緣層交聯聚氯乙烯材料能夠承擔的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，線芯溫度并不能運用導線表面溫度取代，應該對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境，同時基于不高于此實驗環境、類似的情況，絕緣導線、安裝滿足標準的楔形線夾，產生的熱效應的范圍都是在規定的范圍中。另外，應該將絕緣導線線芯表面、絕緣層表面之間溫差的問題進行充分考慮并明確提出，其大小密切的關聯于導向的規格，并且跟溫度之間具有緊密的關聯性。實際的運用絕緣線、楔形線夾期間，往往會產生很多比較苛刻的情況，例如環境是極端高溫的，或者是跟額定載荷相比遠遠超出的，處于超負荷運行的狀態中。另外，絕緣導線于運行期間，由于缺少足夠的安全距離，會采取套入絕緣套管、楔形線夾常使用防水絕緣罩的方式，也可以運用帶電作業時，把套管加裝到設備外等方法。以上類似絕緣套管的方法，具備良好的密封性，對散熱形成妨礙，導致不斷的增加包覆在內部的絕緣導線以及楔形線夾溫度。所以，絕緣導線以及楔形線夾等接續舉措產生的載流熱效應，在影響到安全可靠性的方面未來要進行更深入的研究分析。
4結語
實驗結果顯示，絕緣導線的絕緣層表面溫度跟線芯內外溫度之間具有明顯的差異性。所以，應該嚴格的制定試驗方案，對于溫差的特性、溫差的范圍、有關的影響因素等等進行考察，明確好此溫差現象跟各因素的關聯性，充分的掌握住絕緣材料散熱性能可否影響到設備的正常穩定運行。在以上基礎上，再分析架空線路所用絕緣材料在熱傳導能力上的標準。
參考文獻
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作者：邱燦樹 劉植輝 黃奕龍 單位：廣東電網有限責任公司潮州供電局
