輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)-輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)(已修改)

　

【正文】 輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中電廠大部分建在動(dòng)力資源所在地，如水力發(fā)電廠建在水力資源點(diǎn)，即集中在江河流域水位落差大的地方，火力發(fā)電廠大都集中在煤炭、石油和其他能源的產(chǎn)地；而大電力負(fù)荷中心則多集中在工業(yè)區(qū)和大城市，因而發(fā)電廠和負(fù)荷中心往往相距很遠(yuǎn)，就出現(xiàn)了電能輸送的問題，需要用輸電線路進(jìn)行電能的輸送。因此，輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的任務(wù)。輸電線路有架空線路和電纜線路之分。按電能性質(zhì)分類有交流輸電線路和直流輸電線路。按電壓等級(jí)有輸電線路和配電線路之分。輸電線電壓等級(jí)一般在35kV及以上。目前我國(guó)輸電線路的電壓等級(jí)主要有360、1152330kV、500kV、1000kV交流和177。500kV 、177。800kV直流。一般說，線路輸送容量越大，輸送距離越遠(yuǎn)，要求輸電電壓就越高。配電線路擔(dān)負(fù)分配電能任務(wù)的線路，稱為配電線路。我國(guó)配電線路的電壓等級(jí)有380/220V、6kV、l0kV。架空線路主要指架空明線,架設(shè)在地面之上，架設(shè)及維修比較方便，成本較低，但容易受到氣象和環(huán)境（如大風(fēng)、雷擊、污穢、冰雪等）的影響而引起故障，同時(shí)整個(gè)輸電走廊占用土地面積較多，易對(duì)周邊環(huán)境造成電磁干擾。輸電電纜則不受氣象和環(huán)境的影響，主要通過電纜隧道或電纜溝架設(shè)，造價(jià)較高，發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護(hù)等不方便。電纜線路可分為架空電纜線路和地下電纜線路電纜線路不易受雷擊、自然災(zāi)害及外力破壞，供電可靠性高，但電纜的制造、施工、事故檢查和處理較困難，工程造價(jià)也較高，故遠(yuǎn)距離輸電線路多采用架空輸電線路。輸電線路的輸送容量是在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)因素后所確定的最大輸送功率，輸送容量大體與輸電電壓的平方成正比，提高輸電電壓,可以增大輸送容量、降低損耗、減少金屬材料消耗，提高輸電線路走廊利用率。超高壓輸電是實(shí)現(xiàn)大容量或遠(yuǎn)距離輸電的主要手段，也是目前輸電技術(shù)發(fā)展的主要方向。輸電專業(yè)日常管理工作主要分為輸電運(yùn)行、輸電檢修、輸電事故處理及搶修三類。輸電專業(yè)管理有幾個(gè)主要特點(diǎn)：一是，工作危險(xiǎn)性高。輸電線路檢修一般需要進(jìn)行高空作業(yè)，對(duì)工作人員的身體素質(zhì)、年齡和高空作業(yè)能力要求很高，從安全角度考慮，一般40歲以上人員很難再勝任輸電線路高空檢修作業(yè)工作；輸電帶電作業(yè)需要在不停電的情況下，實(shí)行帶電高空作業(yè)，對(duì)技術(shù)和人員素質(zhì)要求更高，因此該工作危險(xiǎn)性較高。一般說來，輸電檢修人員可以從事輸電運(yùn)行工作，但輸電運(yùn)行人員不一定能從事輸電檢修工作。二是，輸電事故具有突發(fā)性。輸電事故處理和搶修工作屬于突發(fā)性事故搶修工作，不可能列入正常的輸電檢修工作計(jì)劃，在輸電事故搶修人員和業(yè)務(wù)管理上與輸電檢修差異較大。三是，施工環(huán)境大都比較惡劣。受輸電成本和發(fā)電廠、水電站位置的影響，大多數(shù)輸電線路架設(shè)在地廣人稀的高山、密林、荒漠地區(qū)，施工環(huán)境惡劣，條件艱苦，很多施工設(shè)備和材料無法通過車輛運(yùn)送，導(dǎo)致線路的建設(shè)和維護(hù)難度增大。在事故搶修管理方面，對(duì)于一般事故搶修，可通過加強(qiáng)對(duì)搶修事故的統(tǒng)計(jì)分析，了解事故發(fā)生的規(guī)律，深入分析后確定需要配備的日常搶修工作人員數(shù)量；對(duì)于日常工作人員不能完成的搶修事故可通過外圍力量的支持協(xié)作來完成，如破壞性較大的臺(tái)風(fēng)、地震、雪災(zāi)等嚴(yán)重自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)影響較大，造成的電網(wǎng)事故比較集中，因此可以集中一個(gè)地市、全省甚至是全國(guó)電力系統(tǒng)的力量，開展事故搶修工作。第一節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu)架空輸電線路的主要部件有: 導(dǎo)線和避雷線（架空地線）、桿塔、絕緣子、金具、桿塔基礎(chǔ)、拉線和接地裝置等。如圖所示。圖 架空輸電線路一、導(dǎo)線和避雷線導(dǎo)線是用來傳導(dǎo)電流、輸送電能的元件。輸電線路一般都采用架空裸導(dǎo)線，每相一根，220kV及以上線路由于輸送容量大，同時(shí)為了減少電暈損失和電暈干擾而采用相分裂導(dǎo)線，即每相采用兩根及以上的導(dǎo)線。采用分裂導(dǎo)線能輸送較大的電能，而且電能損耗少，有較好的防振性能。（一）架空導(dǎo)線的排列方式導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：對(duì)單回線路可采用上字形、三角形或水平排列，對(duì)雙回路線路可采用傘形、倒傘形、干字形或六角形排列，見圖4—1。 a三角形； b上字形； c水平形； d傘形； e倒傘形； f干字形； g六角形圖41 導(dǎo)線在桿塔上排列方式示意圖導(dǎo)線在運(yùn)行中經(jīng)常受各種自然條件的考驗(yàn)，必須具有導(dǎo)電性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、價(jià)格低、耐腐蝕性強(qiáng)等特性。由于我國(guó)鋁的資源比銅豐富，加之鋁和銅的價(jià)格差別較大，故幾乎都采用鋼芯鋁線。避雷線一般不與桿塔絕緣而是直接架設(shè)在桿塔頂部，并通過桿塔或接地引下線與接地裝置連接。避雷線的作用是減少雷擊導(dǎo)線的機(jī)會(huì)，提高耐雷水平，減少雷擊跳閘次數(shù)，保證線路安全送電。（二）導(dǎo)、地線分類導(dǎo)、地線一般可按所用原材料或構(gòu)造方式來分類。按原材料分類裸導(dǎo)線一般可以分為銅線、鋁線、鋼芯鋁線、鍍鋅鋼絞線等。銅是導(dǎo)電性能很好的金屬，能抗腐蝕，但比重大，價(jià)格高，且機(jī)械強(qiáng)度不能滿足大檔距的強(qiáng)度要求，現(xiàn)在的架空輸電線路一般都不采用。鋁的導(dǎo)電率比銅的低，質(zhì)量輕，價(jià)格低，在電阻值相等的條件下，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半左右，但缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，運(yùn)行中表面形成氧化鋁薄膜后，導(dǎo)電性能降低，抗腐蝕性差，故在高壓配電線路用得較多，輸電線路一般不用鋁絞線；鋼的機(jī)械強(qiáng)度雖高，但導(dǎo)電性能差，抗腐蝕性也差，易生銹，一般都只用作地線或拉線，不用作導(dǎo)線。鋼的機(jī)械強(qiáng)度高，鋁的導(dǎo)電性能好，導(dǎo)線的內(nèi)部有幾股是鋼線，以承受拉力；外部為多股鋁線，以傳導(dǎo)電流。由于交流電的集膚效應(yīng)，電流主要在導(dǎo)體外層通過，這就充分利用了鋁的導(dǎo)電能力和鋼的機(jī)械強(qiáng)度，取長(zhǎng)補(bǔ)短，互相配合。目前架空輸電線路導(dǎo)線幾乎全部使用鋼芯鋁線。作為良導(dǎo)體地線和載波通道用的地線，也采用鋼芯鋁線。按構(gòu)造方式分類按構(gòu)造方式的不同，裸導(dǎo)線可分為一種金屬或兩種金屬的絞線。一種金屬的多股絞線有銅絞線、鋁絞線、鍍鋅鋼絞線等。由于輸電線路采用較少，故這里不作介紹。兩種金屬的多股絞線主要是鋼芯鋁絞線，絞線的優(yōu)點(diǎn)是易彎曲。絞線的相鄰兩層繞向相反，一則不易反勁松股，再則每層導(dǎo)線之間距離較大，增大線徑，有利于降低電暈損耗。鋼芯鋁線除正常型外，還有減輕型和加強(qiáng)型兩種。見圖41222。 圖41222二、桿塔桿塔是電桿和鐵塔的總稱。桿塔的用途是支持導(dǎo)線和避雷線，以使導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與避、導(dǎo)線與地面及交叉跨越物之間保持一定的安全距離。桿塔現(xiàn)場(chǎng)水泥桿圖如下：圖5（一）桿塔按材料分類一般可以按原材料分為水泥桿和鐵塔兩種。水泥桿（鋼筋混凝土桿）電桿是由環(huán)形斷面的鋼筋混凝土桿段組成，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，使用的砂、石、水泥等材料便于供應(yīng)，并且價(jià)格便宜。混凝土有一定的耐腐蝕性，故電桿壽命較長(zhǎng)，維護(hù)量少。與鐵塔相比，鋼材消耗少，線路造價(jià)低，但重量大，運(yùn)輸比較困難。水泥桿有非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桿和澆制前對(duì)鋼筋預(yù)加一定張力拉伸的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桿兩種。目前，輸電線路使用較多的是非預(yù)應(yīng)力桿。鐵塔鐵塔是用型鋼組裝成的立體桁架，可根據(jù)工程需要做成各種高度和不同形式的鐵塔。鐵塔有鋼管塔和型鋼塔。鐵塔機(jī)械強(qiáng)度大，使用年限長(zhǎng)，維修工作量少，但耗鋼材量大、價(jià)格較貴。在變電所進(jìn)出線和通道狹窄地段35～110kV可采用雙回路窄基鐵塔。（二）桿塔按用途分類按用途分為直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿和特種桿五種。特種桿又包括：跨越通航河流、鐵路等的跨越桿，長(zhǎng)距離輸電線路的換位桿、分支桿。直線桿直線桿（見圖41a、g）又叫中間桿。它分布在耐張桿塔中間，數(shù)量最多，在平坦地區(qū)，數(shù)量上占絕大部分。正常情況下，直線桿只承受垂直荷重（導(dǎo)線、地線、絕緣子串和覆冰重量）和水平的風(fēng)壓。因此，直線桿一般比較輕便，機(jī)械強(qiáng)度較低。 耐張桿耐張桿（見圖41d、e）也叫承力桿。為了防止線路斷線時(shí)整條線路的直線桿塔順線路方向傾倒，必須在一定距離的直線段兩端設(shè)置能夠承受斷線時(shí)順線路方向的導(dǎo)、地線拉力的桿塔，把斷線影響限制在一定范圍以內(nèi)。兩個(gè)耐張桿塔之間的距離叫耐張段。轉(zhuǎn)角桿線路轉(zhuǎn)角處的桿塔叫轉(zhuǎn)角桿（見圖41b）。正常情況下轉(zhuǎn)角桿除承受導(dǎo)、地線的垂直荷重和內(nèi)角平分線方向風(fēng)力水平荷重外，還要承受內(nèi)角平分線方向?qū)А⒌鼐€全部拉力的合力。轉(zhuǎn)角桿的角度是指原有線路方向風(fēng)的延長(zhǎng)線和轉(zhuǎn)角后線路方向之間的夾角，有轉(zhuǎn)角30176。、60176。、90176。之分。終端桿線路終端處的桿塔叫終端桿。終端桿是裝設(shè)在發(fā)電廠或變電所的線路末端桿塔。終端桿除承受導(dǎo)、地線垂直荷重和水平風(fēng)力外，還要承受線路一側(cè)的導(dǎo)、地線拉力，穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度都應(yīng)比較高。特種桿特種桿主要有換位桿、跨越桿和分支桿等。超過10km以上的輸電線路要用換位桿進(jìn)行導(dǎo)線換位；跨越桿設(shè)在通航河流、鐵路、主要公路及電線兩側(cè)，以保證跨越交叉垂直距離；分支桿也叫“T”型桿或叫“T接桿”，它用在線路的分支處，以便接出分支線。 （三）水泥電桿的規(guī)格水泥桿有等徑環(huán)形水泥桿和錐形水泥桿兩種。等徑環(huán)形水泥桿的梢徑和根徑相等，有300mm和400mm兩種，一般制作成9m、使用時(shí)以電、氣焊方式進(jìn)行連接。錐型水泥桿一般用在配電線路上，輸電線路的轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔、終端桿塔和直線桿塔，均采用等徑水泥桿。錐型水泥桿的梢徑有190mm和230mm兩種。（四）橫擔(dān)（參見圖5）桿塔通過橫擔(dān)將三相導(dǎo)線分隔一定距離，用絕緣子和和具等將導(dǎo)線固定在橫擔(dān)上，此外，還需和地線保持一定的距離。因此，要求橫擔(dān)要有足夠的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和使導(dǎo)、地線在桿塔上的布置合理，并保持導(dǎo)線各相間和對(duì)地（桿塔）有一定的安全距離。橫擔(dān)按材料分為鐵橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)。橫擔(dān)按用途分為直線橫擔(dān)、耐張橫擔(dān)、轉(zhuǎn)角橫擔(dān)。三、絕緣子絕緣子是一種隔電產(chǎn)品，一般是用電工陶瓷制成的，又叫瓷瓶。另外還有鋼化玻璃制作玻璃絕緣子和用硅橡膠制作的合成絕緣子。絕緣子的用途是使導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線和大地之間絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強(qiáng)度，并用來固定導(dǎo)線，承受導(dǎo)線的垂直荷重和水平荷重。換句話說，絕緣子既要能滿足電氣性能的要求，又要能滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。按照機(jī)械強(qiáng)度的要求，絕緣子串可組裝成單串、雙串、V形串。對(duì)超高壓線路或大跨越等，由于導(dǎo)線的張力大，機(jī)械強(qiáng)度要求高，故有時(shí)采用三串或四串絕緣子。絕緣子串基本有兩大類，即懸垂絕緣串和耐張絕緣子串。懸垂絕緣子串用于直線桿塔上，耐張絕緣子串用于耐張桿塔或轉(zhuǎn)角、終端桿塔上。普通型懸式瓷絕緣子普通型懸式瓷絕緣子（見圖42）按金屬附件連接方式可分為球型連接和槽型連接兩種。輸電線路多采用球型連接。 圖42 普通型懸式瓷絕緣子 圖43 針式瓷絕緣子 圖44 耐污型懸式瓷絕緣子針式絕緣子針式絕緣子（見圖43），主要用于線路電壓不超過35kV，導(dǎo)線張力不大的直線桿或小轉(zhuǎn)角桿塔。優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)易、價(jià)廉，缺點(diǎn)是耐雷水平不高，容易閃絡(luò)。耐污型懸式瓷絕緣子普通瓷絕緣子只適用于正常地區(qū)，也就是說比較清潔的地區(qū)，如在污穢區(qū)使用，因它的絕緣爬電距離較小，易發(fā)生污閃事故，所以在污穢區(qū)要使用耐污型懸式瓷絕緣子（見圖44），以達(dá)到污穢區(qū)等級(jí)相適應(yīng)的爬電距離，防止污閃事故發(fā)生。懸式鋼化玻璃絕緣子懸式玻璃絕緣子（見圖45）具有重量輕、強(qiáng)度高，耐雷性能和耐高、低溫性能均較好。當(dāng)絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，其玻璃傘裙會(huì)自行爆裂。瓷橫擔(dān)絕緣子瓷橫擔(dān)（見圖46）絕緣水平高，自潔能力強(qiáng)，可減少人工清掃；能代替鋼橫擔(dān)，節(jié)約鋼材；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、價(jià)格較低。