推广应用配电线路防雷绝缘子.docx
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推广应用配电线路防雷绝缘子
推广应用配电线路防雷绝缘子
国网平原县供电公司配电QC小组
一、小组概况
小组名称
配电QC小组
成立日期
2013-3-6
发布人
辛文增
所在部门
平原县恒锐电力设计有限公司
课题类型
管理型
组长
张强
注册号
PY2013-08
登记日期
2013-3-9
成员人数
5
TQC教育
学习情况
人均60学时
活动次数
每月4次
活动时间
3-8月份
小
组
成
员
姓名
性别
文化程度
职称
小组职务
组内分工
张强
男
专科
工程师
组长
技术指导
辛文增
男
专科
工程师
副组长
方案主持
牟士超
男
本科
工程师
组员
技术监督
陈伟杰
男
本科
技术员
组员
方案实施
李富
男
本科
技术员
组员
质量监督
二、选题理由：
1、选题背景
电力企业是全社会经济的支柱企业，对社会广大人民群众和企业安全可靠供电有着郑重的承诺，责任和形势都要求我们企业的管理质量水平要不断提高。
近几年各供电公司随着负荷的不断增长，设备及其线路绝缘线的大力推广应用，各公司绝缘化率不断提高，同时配电线路及其设备故障率不断降低。
导线由于受到外界不可抗力（雷电等）作用使故障率较大的提高，尤其是容易遭受外界过电压的影响十分严重。
我们原来的电力电缆线路及绝缘线路部分设备均安装了线路过电压保护器、避雷器，在一定程度上大大的降低了线路跳闸的故障。
近几年发现随着安装保护器设备的增多，同时又是一个线路新的故障点。
我们通过对损坏避雷器等设备的研究发现避雷器、过电压保护器受到冲击电流时主要通过工作阀片进行瞬间电流泄露，但是如果阀片出现问题故障，就会造成线路单相接地，造成事故。
电气设备在运行中除平时经受工作过电压（如合闸操作等），还会遭受外界过电压的袭扰，其中主要是遭受雷电过电压的影响远高于工作过电压。
影响设备及线路的寿命周期，造成非人为因素停电事故。
为此我们主张建议在所有绝缘线路等的转角侧、空旷地带的杆型上等安装一定数量的防雷绝缘子，该装置完全可以替代现有10kV线路上的支柱绝缘子，如果某相线路遭受雷击，该装置主要通过放电引弧棒，对雷电冲击电压进行疏导，引入大地。
节省了资金，减少了日常维护工作量，完全有必要大力进行推广应用。
近年来，专门组织有关专业技术人员和我公司经验丰富的配电人员进行专业分析。
下表是我公司配电专业人员对2007年—2012年近6年的10kV配电线路架空线路及绝缘线路（架空绝缘线和电缆线路）进行了调查统计：
序号
统计年份
10kV配电线路总长度（km）
绝缘线路（km）
备注
1
2007年
905
138
2
2008年
915
162
3
2009年
980
178
4
2010年
1062
182
5
2011年
1139
186
6
2012年
1225
216
统计：
辛文增日期：
2013.04.2
我们对2012年度6月份底至2012年7月份初10kV线路故障率情况数据进行了归类分析：
序号
故障原因
故障次数
故障率﹪
备注
1
雷击
31
48
2
树障
23
35
3
设备
5
8
4
其它
6
9
制表：
辛文增日期：
2013.04.2
根据10kV线路故障率情况数据表制作饼分图：
绘图：
辛文增日期：
2013.04.2
从饼分图明显可以看出，10kV配电线路2012年7月份故障率主要原因还是雷击原因，所占比例较大。
2、确定课题：
根据开会研究论证审核通过后，我将QC小组将《推广应用10kV绝缘线路防雷绝缘子》作为本次活动开展的课题：
确定课题：
推广应用10kV绝缘线路防雷绝缘子
三、设定目标
通过配电QC小组的深入调查，发现现在避雷器及过电压保护器主要应用于绝缘线路、电缆线路、变压器、柱上断路器等设备上。
关键还是防止设备过电压及受外界雷击影响，近几年雷击危害极大，很容易造成区域大面积的停电。
故我们建议在所有配电线路包括裸导线架空线上推广安装新型组合式防雷线路用绝缘子，降低故障率，提高公司的经济效益和社会效益。
由此小组决定对2013年农网升级改造工程中首次应用防雷绝缘子在10kV配电线路上进行应用，然后根据现场实际情况逐一加以推广应用。
目标值：
1、争取在2013年8月份底将10kV线路故障率降低为10%以下。
目标值分析：
1、QC小组成员对平原县电业公司对近几年雷雨季节7月份-8月份进行统计分析发现：
随着现在负荷的不断增长，随着公司配电线路长度的不断延伸，同时线路上宜受雷击的概率明显提高。
建议在10kV线路上宜受雷击的部位（高杆、铁塔、空旷地带等）安装替换防雷绝缘子，通过咨询山东省临沂地区，可以不用直接安装等电位接地体（接地极），便能泄露雷电冲击电流，这样节省了资金。
同避雷器或过电压保护器相比节省资金约30%左右，同时方便施工。
将来我们的目标值计划将雷击故障率控制在10%以下。
2、小组成员均有5年及以上线路勘察设计经验，必须做到更换前实地勘察现场认为有必要的话，可以在附近多安装几只，以达到效果明显，因雷天至于雷击落在什么地方，只能是预测雷区。
有信心按期完成该任务。
四、提出各种方案并确定最佳方案
根据小组成员对10kV配电线路实际勘察情况，实地研究最终提出如下三个设计方案。
序号
设计方案
1
配电线路上安装线路型避雷器。
2
安装防雷过电压保护器。
3
安装绝缘线路防雷绝缘子。
（一）方案一：
配电线路上安装线路型避雷器。
方案实施：
该方案实施必须在线路上横担另外一侧新安装1根横担，同时安装接地线，工艺复杂，施工难度较大。
每组估计造价在1500元左右，不易施工。
该设备的主要缺点：
线路型避雷器遭受雷击后，阀片间隙容易形成无间隙状态（运行一定时间后），造成该相（A相、Ｂ相、Ｃ相）接地，形成新故障点。
相反降低不了配电线路的故障率，反而新增了新的故障点。
所以无论从安全或者经济角度考虑，该方案不是最佳的方案。
（二）方案二：
安装防雷过电压保护器。
方案实施：
1、在原来固有瓷瓶横担基础上，另外加装1片支撑铁，以便固定防雷过电压保护器，并在保护器下侧接地点连接到新安装的接地极端，与大地形成等电位。
以使遭受雷击时达到泄露电流，保护线路免受过电压侵害。
安装具体详见照片。
每组估计造价在1400元左右，施工改造难度与方案一样，可见该方案对比方案一有许多的可行性，但是也存在诸多缺点。
2、目标校验：
方案二能够满足设计条件，我们也能按期完成设计要求，但是从节约资金的角度考虑，该方案存在资源浪费，另加一只保护器及其辅料，并且施工工艺复杂，难度较大。
缺点：
新增加支撑铁件及接地极等材料，投资造价相对较高；该方案二也存在同样的明显缺点，因该保护器一次侧直接连接在主线路上，如果保护器损坏，就会在主线路上形成新的故障点，造成接地到零，会形成新故障点，但是这中保护器相对线路型的避雷器在性能上有很大改进，相对可靠性较普通避雷器好。
可见该方案也不是最佳方案。
（三）方案三：
安装绝缘线路防雷绝缘子。
方案实施：
1﹑利用新型组合式防雷绝缘子-绝缘线路柱式绝缘子，该绝缘子完全可以支撑10kV架空电力线路中起绝缘和支撑导线的水平，而且还能防止导线遭受雷击的保护功能。
安装时只需将原来的瓷瓶（PS-15）或者针式复合绝缘子（FPQ-10/5T）替代即可，无需新安装横担和接地等辅材，很大程度上节省了材料降低了造价，该材料的价格和一只普通避雷器或过电压保护器相当，每组在300元左右。
安装方便，工艺简单，节省人力物力。
2、此设备为穿刺式防雷绝缘子，主要有保护罩、复合绝缘子、引弧棒、绝缘套等详见附图。
当发生雷击时，引弧棒和下金属脚之间放电，使续流工频电弧移动到因弧棒上烧灼，从而保护导线不受损伤。
3、目标校验：
方案三完全能够满足设计条件，但是相对来说，在这三个方案中，该方案为最佳方案，安装技术条件要求不高，投资不算大，但是同样可以起到保护导线及附属设备免受雷电侵害。
该技术方案有必要推广到所有的10kV配电线路上，降低雷击的的故障率。
由此，经过我们对这三种方案的比较，我们最终确定：
方案三为本次活动的最佳方案。
（四）方案优化：
在原来2012年农网升级改造第一批安装防雷绝缘子的基础上，进一步筛选优化需在那些杆型、部位、地势环境等情况下有必要安装防雷设备。
经过层层筛选，最终确定在铁塔、转角杆、高砼杆、至少平均一公里1组、空旷地带最少安装2组等方案。
如果安装防雷绝缘子，如是架空裸导线，必要安装穿刺式防雷绝缘子，只安装普通型防雷绝缘子即可；如果是架空绝缘线，尽量安装穿刺式防雷绝缘子，这样施工时安装人员就不再需破除10kV绝缘层，直接压接导线就可以，工艺简单，维护方便。
我们在将来应该在设计线路时按照上面几种方案安装防雷绝缘子。
五、对策与实施
根据优化后的最佳方案，我们制定了对策表：
序号
对策
目标
措施
地点
完成时间
责任人
1
收集需要更换的配电线路杆号
完成所有
材料的汇总
1、完成概算资金汇总；
2、进行现场核对数量。
平原县恒锐电力设计有限公司
201305.10
张强
辛文增牟士超
2
制定书面
设计报告
获得公司
批准通过
设计报告符合规范化、标准化、制度化要求。
平原县恒锐电力设计有限公司
2013.05.20
张强
辛文增牟士超
制表：
辛文增时间：
2013.05.07
实施一：
完成方案三实施步骤：
1、经过对现场实际的调查研究，统计出我公司至少需要新安装1500组防雷绝缘子，如每组按照300元计算，总共合计投资约45万元左右。
2、如果我公司不实行改造，如果停电时间平均按4小时，如果按照停电面积区域的30%算，按照影响总负荷30%算估计影响供电电量在35万度电量。
统计的数据存在一定的误差，但是不难看出，如果当年投资部分线路，完全可以当年回收投资所需资金。
以及国家标准GB50168-1992《电气装置安装工程10kV配电线路工程施工及验收规范》完成了本次设计:
绘图：
辛文增时间：
2013.05.08
3、校验设计是否满足相应要求：
我们根据该绝缘子的弯曲强度及耐受额定电压等级的测算，强度及耐污染防污完全符合针式绝缘子要求，具体详见下面图片。
此防雷绝缘子爬距较大，从而提高了绝缘子的防污秽水平。
雷电全波冲击耐受电压（峰值）75kV；1min工频耐受电压干42kV，湿30kV；工频电弧耐受电流（有效值）12.5kA;额定弯曲耐受负荷5kN;最小公称爬电距离380mm.该功能完全符合防雷及绝缘子的要求。
六、确认效果
1、实施前后对比：
2013年8月份，小组向平原县运维检修部、安全监察部、电力调度控制中心等咨询了事故跳闸情况（统计表格见附后）。
由此我们认定本次“10kV配电线路雷击故障率率48％实际降为9％”的活动目标得以实现。
我们对2013年度6月份底至2013年7月份初10kV线路故障率情况数据进行了归类分析：
序号
故障原因
故障次数
故障率﹪
备注
1
雷击
3
9
2
树障
11
32
3
设备
7
21
4
其它
13
38
制表：
辛文增日期：
2013.09.2
48
9
活动前目标
2、效益分析：
通过对改造及新安装防雷绝缘子，降低了雷击造成故障的概率，提高了公司输出电量的能力，为企业创造了良好的社会效益，为公司降低了损失，创造了经济效益，同时为公司创造了良好的社会形象。
七、巩固措施
为了更好的巩固本次活动的成果，我们将取得的经验和工作方法进行了总结。
2013年9月5日，小组根据《防雷绝缘子设计方案》为模板进行的《2012年农网升级改造工程防雷绝缘子推广》《2013年10kV大修工程防雷绝缘子应用推广》经平原县恒锐电力设计有限公司审批后，报平原县运维检修部门批准执行。
计划将在2014年10kV配电线路新建和改造中进行大力推广应用，以进一步降低雷击跳闸的故障率。
并制定了以下标准的措施：
九、总结和今后打算
我们小组通过对本次课题的的研究和开展，成功完成了2012年度农网升级工程的防雷绝缘子安装任务，并在设计中首次提出线路安装防雷绝缘子设计方案，避免了改造成本增加和线路停电事故，给公司取得良好的经济效益和社会效益。
同时，小组在活动中，提高了成员的创新意识，开拓了知识面，进一步增强了平原县恒锐电力设计有限公司各成员的凝聚能力。
在今后的工作中，我们要结合生产实际，进一步开展好QC质量管理活动，认真学习、运用QC质量管理的方法和理论，去解决生产中的实际问题。
（发布人：
辛文增）
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