输电线路基础知识gemn.docx
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1、电力线路路基础知知识电力系统统中电厂厂大部分分建在动动力资源源所在地地,如水水力发电电厂建在在水力资资源点,即即集中在在江河流流域水位位落差大大的地方方,火力力发电厂厂大都集集中在煤煤炭、石石油和其其他能源源的产地地;而大大电力负负荷中心心则多集集中在工工业区和和大城市市,因而而发电厂厂和负荷荷中心往往往相距距很远,就就出现了了电能输输送的问问题,需需要用输输电线路路进行电电能的输输送。因因此,输输电线路路是电力力系统的的重要组组成部分分,它担担负着输输送和分分配电能能的任务务。输电线路路有架空空线路和和电缆线线路之分分。按电电能性质质分类有有交流输输电线路路和直流输输电线路路。按电电压等级级
2、有输电电线路和和配电线线路之分分。输电电线电压压等级一一般在335kVV及以上上。目前我我国输电电线路的的电压等等级主要要有355、600、1110、1154、2220、3330kkV、5000kV、110000kV交交流和5000kV 、8000kV直直流。一般说说,线路路输送容容量越大大,输送送距离越越远,要要求输电电电压就就越高。配电线路担负分配电能任务的线路,称为配电线路。我国配电线路的电压等级有380/220V、6kV、l0kV。架空线路路主要指指架空明明线,架设在在地面之之上,架架设及维维修比较较方便,成成本较低低,但容容易受到到气象和和环境(如如大风、雷雷击、污污秽、冰冰雪等)的
3、的影响而而引起故故障,同同时整个个输电走走廊占用用土地面面积较多多,易对对周边环环境造成成电磁干干扰。输输电电缆缆则不受气气象和环环境的影影响,主主要通过过电缆隧隧道或电电缆沟架架设,造造价较高高,发现现故障及及检修维维护等不不方便。电缆线路可分为架空电缆线路和地下电缆线路电缆线路不易受雷击、自然灾害及外力破坏,供电可靠性高,但电缆的制造、施工、事故检查和处理较困难,工程造价也较高,故远距离输电线路多采用架空输电线路。输电线路路的输送送容量是是在综合合考虑技技术、经经济等各各项因素素后所确确定的最最大输送送功率,输输送容量量大体与与输电电电压的平平方成正正比,提提高输电电电压,可以增增大输送送
4、容量、降降低损耗耗、减少少金属材材料消耗耗,提高高输电线线路走廊廊利用率率。超高高压输电电是实现现大容量量或远距距离输电电的主要要手段,也也是目前前输电技技术发展展的主要要方向。输电专业业日常管管理工作作主要分分为输电电运行、输输电检修修、输电电事故处处理及抢抢修三类类。输电专业业管理有有几个主主要特点点:一是是,工作作危险性性高。输电线线路检修修一般需需要进行行高空作作业,对对工作人人员的身身体素质质、年龄龄和高空空作业能能力要求求很高,从从安全角角度考虑虑,一般般40岁岁以上人人员很难难再胜任任输电线线路高空空检修作作业工作作;输电电带电作作业需要要在不停停电的情情况下,实实行带电电高空作
5、作业,对对技术和和人员素素质要求求更高,因因此该工工作危险险性较高高。一般说说来,输输电检修修人员可可以从事事输电运行行工作,但但输电运运行人员员不一定定能从事事输电检检修工作作。二是是,输电电事故具具有突发发性。输电事事故处理理和抢修修工作属属于突发发性事故故抢修工工作,不不可能列列入正常常的输电电检修工工作计划划,在输输电事故故抢修人人员和业业务管理理上与输输电检修修差异较较大。三三是,施施工环境境大都比比较恶劣劣。受输电电成本和和发电厂厂、水电电站位置置的影响响,大多多数输电电线路架架设在地地广人稀稀的高山山、密林林、荒漠漠地区,施施工环境境恶劣,条条件艰苦苦,很多多施工设设备和材材料无
6、法法通过车车辆运送送,导致致线路的的建设和和维护难难度增大大。在事故抢抢修管理理方面,对对于一般般事故抢抢修,可可通过加加强对抢抢修事故故的统计计分析,了了解事故故发生的的规律,深深入分析析后确定定需要配配备的日日常抢修修工作人人员数量量;对于日日常工作作人员不不能完成成的抢修修事故可可通过外外围力量量的支持持协作来来完成,如破坏坏性较大大的台风、地地震、雪雪灾等严重自自然灾害害发生时,对对输电网网络影响响较大,造成的电网事故比较集中,因此可以集中一个地市、全省甚至是全国电力系统的力量,开展事故抢修工作。第一节 电力力线路的的结构架空输电电线路的的主要部部件有:导线和和避雷线线(架空空地线)、
7、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等。如图所示。图 架空输输电线路路一、导线线和避雷雷线导线是用用来传导导电流、输输送电能能的元件件。输电电线路一一般都采采用架空空裸导线线,每相相一根,2220kkV及以以上线路路由于输输送容量量大,同同时为了了减少电电晕损失失和电晕晕干扰而而采用相相分裂导导线,即即每相采采用两根根及以上上的导线线。采用用分裂导导线能输输送较大大的电能能,而且且电能损损耗少,有有较好的的防振性性能。(一)架架空导线线的排列列方式导线在杆杆塔上的的排列方方式:对对单回线线路可采采用上字字形、三三角形或或水平排排列,对对双回路路线路可可采用伞伞形、倒倒伞形、干干字形或或
8、六角形形排列,见见图41。a三角形形; b上字字形; c水水平形;d伞形; e倒伞伞形; ff干字形形; g六六角形图4-11 导线线在杆塔塔上排列列方式示示意图导线在运运行中经经常受各各种自然然条件的的考验,必必须具有有导电性性能好、机机械强度度高、质质量轻、价价格低、耐耐腐蚀性性强等特特性。由由于我国国铝的资资源比铜铜丰富,加加之铝和和铜的价价格差别别较大,故故几乎都都采用钢钢芯铝线线。避雷线一一般不与与杆塔绝绝缘而是是直接架架设在杆杆塔顶部部,并通通过杆塔塔或接地地引下线线与接地地装置连连接。避避雷线的的作用是是减少雷雷击导线线的机会会,提高高耐雷水水平,减减少雷击击跳闸次次数,保保证线
9、路路安全送送电。(二)导导、地线线分类导、地线线一般可可按所用用原材料料或构造造方式来来分类。1、按原原材料分分类裸导线一一般可以以分为铜铜线、铝铝线、钢钢芯铝线线、镀锌锌钢绞线线等。铜是导电电性能很很好的金金属,能能抗腐蚀蚀,但比比重大,价价格高,且且机械强强度不能能满足大大档距的的强度要要求,现现在的架架空输电电线路一一般都不不采用。铝铝的导电电率比铜铜的低,质质量轻,价价格低,在在电阻值值相等的的条件下下,铝线线的质量量只有铜铜线的一一半左右右,但缺缺点是机机械强度度较低,运运行中表表面形成成氧化铝铝薄膜后后,导电电性能降降低,抗抗腐蚀性性差,故故在高压压配电线线路用得得较多,输输电线路
10、路一般不不用铝绞绞线;钢钢的机械械强度虽虽高,但但导电性性能差,抗抗腐蚀性性也差,易易生锈,一一般都只只用作地地线或拉拉线,不不用作导导线。钢的机械械强度高高,铝的的导电性性能好,导导线的内内部有几几股是钢钢线,以以承受拉拉力;外外部为多多股铝线线,以传传导电流流。由于于交流电电的集肤肤效应,电电流主要要在导体体外层通通过,这这就充分分利用了了铝的导导电能力力和钢的的机械强强度,取取长补短短,互相相配合。目目前架空空输电线线路导线线几乎全全部使用用钢芯铝铝线。作作为良导导体地线线和载波波通道用用的地线线,也采采用钢芯芯铝线。2、按构构造方式式分类按构造方方式的不不同,裸裸导线可可分为一一种金属
11、属或两种种金属的的绞线。一种金属属的多股股绞线有有铜绞线线、铝绞绞线、镀镀锌钢绞绞线等。由由于输电电线路采采用较少少,故这这里不作作介绍。两种金属属的多股股绞线主主要是钢钢芯铝绞绞线,绞绞线的优优点是易易弯曲。绞绞线的相相邻两层层绕向相相反,一一则不易易反劲松松股,再再则每层层导线之之间距离离较大,增增大线径径,有利利于降低低电晕损损耗。钢钢芯铝线线除正常常型外,还还有减轻轻型和加加强型两两种。见见图4-12222。 图44-12222二、杆塔塔杆塔是电电杆和铁铁塔的总总称。杆杆塔的用用途是支支持导线线和避雷雷线,以以使导线线之间、导导线与避避、导线线与地面面及交叉叉跨越物物之间保保持一定定的
12、安全全距离。杆塔现场水泥杆图如下:图5(一)杆杆塔按材材料分类类一般可以以按原材材料分为为水泥杆杆和铁塔塔两种。1、水泥泥杆(钢钢筋混凝凝土杆)电杆是由由环形断断面的钢钢筋混凝凝土杆段段组成,其其特点是是结构简简单、加加工方便便,使用用的砂、石石、水泥泥等材料料便于供供应,并并且价格格便宜。混混凝土有有一定的的耐腐蚀蚀性,故故电杆寿寿命较长长,维护护量少。与与铁塔相相比,钢钢材消耗耗少,线线路造价价低,但但重量大大,运输输比较困困难。水泥杆有有非预应应力钢筋筋混凝土土杆和浇浇制前对对钢筋预预加一定定张力拉拉伸的预预应力钢钢筋混凝凝土杆两两种。目目前,输输电线路路使用较较多的是是非预应应力杆。2
13、、铁塔塔铁塔是用用型钢组组装成的的立体桁桁架,可可根据工工程需要要做成各各种高度度和不同同形式的的铁塔。铁铁塔有钢钢管塔和和型钢塔塔。铁塔塔机械强强度大,使使用年限限长,维维修工作作量少,但但耗钢材材量大、价价格较贵贵。在变变电所进进出线和和通道狭狭窄地段段351100kV可可采用双双回路窄窄基铁塔塔。(二)杆杆塔按用用途分类类按用途分分为直线线杆、耐耐张杆、转转角杆、终终端杆和和特种杆杆五种。特特种杆又又包括:跨越通通航河流流、铁路路等的跨跨越杆,长长距离输输电线路路的换位位杆、分分支杆。1、直线线杆直线杆(见见图4-1a、gg)又叫叫中间杆杆。它分分布在耐耐张杆塔塔中间,数数量最多多,在平
14、平坦地区区,数量量上占绝绝大部分分。正常常情况下下,直线线杆只承承受垂直直荷重(导导线、地地线、绝绝缘子串串和覆冰冰重量)和和水平的的风压。因因此,直直线杆一一般比较较轻便,机机械强度度较低。 2、耐张张杆耐张杆(见见图4-1d、ee)也叫叫承力杆杆。为了了防止线线路断线线时整条条线路的的直线杆杆塔顺线线路方向向倾倒,必必须在一一定距离离的直线线段两端端设置能能够承受受断线时时顺线路路方向的的导、地地线拉力力的杆塔塔,把断断线影响响限制在在一定范范围以内内。两个个耐张杆杆塔之间间的距离离叫耐张张段。3、转角角杆线路转角角处的杆杆塔叫转转角杆(见见图4-1b)。正正常情况况下转角角杆除承承受导、
15、地地线的垂垂直荷重重和内角角平分线线方向风风力水平平荷重外外,还要要承受内内角平分分线方向向导、地地线全部部拉力的的合力。转转角杆的的角度是是指原有有线路方方向风的的延长线线和转角角后线路路方向之之间的夹夹角,有有转角330、600、900之分。4、终端端杆线路终端端处的杆杆塔叫终终端杆。终终端杆是是装设在在发电厂厂或变电电所的线线路末端端杆塔。终终端杆除除承受导导、地线线垂直荷荷重和水水平风力力外,还还要承受受线路一一侧的导导、地线线拉力,稳稳定性和和机械强强度都应应比较高高。5、特种种杆特种杆主主要有换换位杆、跨跨越杆和和分支杆杆等。超超过100km以以上的输输电线路路要用换换位杆进进行导
16、线线换位;跨越杆杆设在通通航河流流、铁路路、主要要公路及及电线两两侧,以以保证跨跨越交叉叉垂直距距离;分分支杆也也叫“T”型杆或或叫“T接杆杆”,它用用在线路路的分支支处,以以便接出出分支线线。 (三)水水泥电杆杆的规格格水泥杆有有等径环环形水泥泥杆和锥锥形水泥泥杆两种种。等径环形形水泥杆杆的梢径径和根径径相等,有有3000mm和和4000mm两两种,一一般制作作成9mm、6m和4.55m等三三种长度度,使用用时以电电、气焊焊方式进进行连接接。锥型水泥泥杆一般般用在配配电线路路上,输输电线路路的转角角杆塔、耐耐张杆塔塔、终端端杆塔和和直线杆杆塔,均均采用等等径水泥泥杆。锥锥型水泥泥杆的梢梢径有
17、1190mmm和2300mm两两种。(四)横横担(参参见图55)杆塔通过过横担将将三相导导线分隔隔一定距距离,用用绝缘子子和和具具等将导导线固定定在横担担上,此此外,还还需和地地线保持持一定的的距离。因因此,要要求横担担要有足足够的机机构强度度和使导导、地线线在杆塔塔上的布布置合理理,并保保持导线线各相间间和对地地(杆塔塔)有一一定的安安全距离离。横担按材材料分为为铁横担担、瓷横横担。横横担按用用途分为为直线横横担、耐耐张横担担、转角角横担。三、绝缘缘子绝缘子是是一种隔隔电产品品,一般般是用电电工陶瓷瓷制成的的,又叫叫瓷瓶。另另外还有有钢化玻玻璃制作作玻璃绝绝缘子和和用硅橡橡胶制作作的合成成绝
18、缘子子。绝缘子的的用途是是使导线线之间以以及导线线和大地地之间绝绝缘,保保证线路路具有可可靠的电电气绝缘缘强度,并并用来固固定导线线,承受受导线的的垂直荷荷重和水水平荷重重。换句句话说,绝绝缘子既既要能满满足电气气性能的的要求,又又要能满满足机械械强度的的要求。按照机械械强度的的要求,绝绝缘子串串可组装装成单串串、双串串、V形形串。对对超高压压线路或或大跨越越等,由由于导线线的张力力大,机机械强度度要求高高,故有有时采用用三串或或四串绝绝缘子。绝绝缘子串串基本有有两大类类,即悬悬垂绝缘缘串和耐耐张绝缘缘子串。悬悬垂绝缘缘子串用用于直线线杆塔上上,耐张张绝缘子子串用于于耐张杆杆塔或转转角、终终端
19、杆塔塔上。1、普通通型悬式式瓷绝缘缘子普通型悬悬式瓷绝绝缘子(见见图4-2)按按金属附附件连接接方式可可分为球球型连接接和槽型型连接两两种。输输电线路路多采用用球型连连接。图4-22 普通通型悬式式瓷绝缘缘子 图图4-3 针式式瓷绝缘缘子 图图4-4 耐污污型悬式式瓷绝缘缘子2、针式式绝缘子子针式绝缘缘子(见见图4-3),主主要用于于线路电电压不超超过355kV,导导线张力力不大的的直线杆杆或小转转角杆塔塔。优点点是制造造简易、价价廉,缺缺点是耐耐雷水平平不高,容容易闪络络。3、耐污污型悬式式瓷绝缘缘子普通瓷绝绝缘子只只适用于于正常地地区,也也就是说说比较清清洁的地地区,如如在污秽秽区使用用,
20、因它它的绝缘缘爬电距距离较小小,易发发生污闪闪事故,所所以在污污秽区要要使用耐耐污型悬悬式瓷绝绝缘子(见见图4-4),以以达到污污秽区等等级相适适应的爬爬电距离离,防止止污闪事事故发生生。4、悬式式钢化玻玻璃绝缘缘子悬式玻璃璃绝缘子子(见图图4-55)具有有重量轻轻、强度度高,耐耐雷性能能和耐高高、低温温性能均均较好。当当绝缘子子发生闪闪络时,其其玻璃伞伞裙会自自行爆裂裂。5、瓷横横担绝缘缘子瓷横担(见见图4-6)绝绝缘水平平高,自自洁能力力强,可可减少人人工清扫扫;能代代替钢横横担,节节约钢材材;结构构简单、安安装方便便、价格格较低。图4-55 悬式式钢化玻玻璃绝缘缘子 图图4-6 瓷横横担
21、绝缘缘子 图44-7 合成成绝缘子子6、合成成绝缘子子合成绝缘缘子(见见图4-7)是是一种新新型的防防污绝缘缘子,尤尤其适合合污秽地地区使用用,能有有效地防防止输电电线路污污闪事故故的发生生。它和和耐污型型悬式瓷瓷绝缘子子比较,具具有体积积小、重重量轻、清清扫周期期长、污污闪电压压高、不不易破损损、安装装运输省省力方便便等优点点。四、电力力线路金金具输电线路路导线的的自身连连接及绝绝缘子连连接成串串,导线线、绝缘缘子自身身保护等等所用附附件称为为线路金金具。线线路金具具在气候候复杂、污污秽程度度不一的的环境条条件下运运行,故故要求金金具应有有足够的的机械强强度、耐耐磨和耐耐腐蚀性性。金具的用用
22、途和分分类金具在架架空电力力线路中中,主要要用于支支持、固固定和接接续导线线及绝缘缘子连接接成串,亦亦用于保保护导线线和绝缘缘子。按按金具的的主要性性能和用用途,可可分以下下几类:1、线夹夹类线夹是用用来握住住导、地地线的金金具。根根据使用用情况,线线夹分为为耐张线线夹(见见图4-8)和和悬垂线线夹(见见图4-9)两两类。悬垂线夹夹用于直直线杆塔塔上悬吊吊导、地地线,并并对导、地地线应有有一定的的握力。耐张线夹夹用于耐耐张、转转角或终终端杆塔塔,承受受导、地地线的拉拉力。用用来紧固固导线的的终端,使使其固定定在耐张张绝缘子子串上,也也用于避避雷线终终端的固固定及拉拉线的锚锚固。图4-88 耐张
23、张线夹图图4-9 悬垂垂线夹2、联结结金具类类联结金具具(见图图4-110)主主要用于于将悬式式绝缘子子组装成成串,并并将绝缘缘子串连连接、悬悬挂在杆杆塔横担担上。线线夹与绝绝缘子串串的连接接,拉线线金具与与杆塔的的连接,均均要使用用联结金金具,常常用的联联结金具具有球头头挂环、碗碗头挂板板,分别别用于联联结悬式式绝缘子子上端钢钢帽及下下端钢脚脚,还有有直角挂挂板(一一种转向向金具,可可按要求求改变绝绝缘子串串的连接接方向),UU形挂环环(直接接将绝缘缘子串固固定在横横担上)、延延长环(用用于组装装双联耐耐张绝缘缘子串等等)、二二联板(用用于将两两串绝缘缘子组装装成双联联绝缘子子串)等等。联结
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