1、輸電線路的基本知識一、送電線路的主要設備:送電線路是用絕緣子以及相應金具將導線及架空地線懸空架設在桿塔上,連接發電廠和變電站,以實現輸送電能為目的的電力設施。主要由導線、架空地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎、接地裝置等組成。1.導線:其功能主要是輸送電能。線路導線應具有良好的導電性能,足夠的機械強度,耐振動疲勞和抵抗空氣中化學雜質腐蝕的能力。線路導線目前常采用鋼芯鋁絞線或鋼芯鋁合金絞線。為了提高線路的輸送能力,減少電暈、降低對無線電通信的干擾,常采用每相兩根或四根導線組成的分裂導線型式。2.架空地線:主要作用是防雷。由于架空地線對導線的屏蔽,及導線、架空地線間的藕合作用,從而可以減少雷電直接擊于

2、導線的機會。當雷擊桿塔時,雷電流可以通過架空地線分流一部分,從而降低塔頂電位,提高耐雷水平。架空地線常采用鍍鋅鋼絞線。目前常采用鋼芯鋁絞線,鋁包鋼絞線等良導體,可以降低不對稱短路時的工頻過電壓,減少潛供電流。兼有通信功能的采用光纜復合架空地線。3.絕緣子:是將導線絕緣地固定和懸吊在桿塔上的物件。送電線路常用絕緣子有:盤形瓷質絕緣子、盤形玻璃絕緣子、棒形懸式復合絕緣子。(1盤形瓷質絕緣子:國產瓷質絕緣子,存在劣化率很高,需檢測零值,維護工作量大。遇到雷擊及污閃容易發生掉串事故,目前已逐步被淘汰。(2盤形玻璃絕緣子:具有零值自爆,但自爆率很低(一般為萬分之幾。維護不需檢測,鋼化玻璃件萬一發生自爆后

3、其殘留機械強度仍達破壞拉力的80%以上,仍能確保線路的安全運行。遇到雷擊及污閃不會發生掉串事故。在、級污區已普遍使用。(3棒形懸式復合絕緣子:具有防污閃性能好、重量輕、機械強度高、少維護等優點,在級及以上污區已普遍使用。4.金具送電線路金具,按其主要性能和用途可分為:線夾類、連接金具類、接續金具類、防護金具類、拉線金具類。(1線夾類:懸式線夾:用于將導線固定在直線桿塔的懸垂絕緣子串上,或將架空地線懸掛在直線桿塔的架空地線支架上。耐張線夾:是用來將導線或架空地線固定在耐張絕緣子串上,起錨固作用。耐張線夾有三大類,即:螺栓式耐張線夾;壓縮型耐張線夾;楔型線夾。螺栓式耐張線夾:是借U型螺絲的垂直壓力

4、與線夾的波浪形線槽所產生的摩擦效應來固定導線。壓縮型耐張線夾:它是由鋁管與鋼錨組成。鋼錨用來接續和錨固鋼芯鋁絞線的鋼芯、然后套上鋁管本體,以壓力使金屬產生塑性變形,從而使線夾與導線結合為一整體,采用液壓時,應用相應規格的鋼模以液壓機進行壓縮。采用爆壓時,可采用一次爆壓或二次爆壓的方式,將線夾和導線(架空地線壓成一個整體。楔型線夾:用來安裝鋼絞線,緊固架空地線及拉線桿塔的拉線。它利用楔的劈力作用,使鋼絞線鎖緊在線夾內。(2連接金具類:連接金具是用來將絕緣子串與桿塔之間,線夾與絕緣子串之間,架空地線線夾與桿塔之間進行連接的金具。常用的連接金具有:球頭掛環、碗頭掛板、U型掛環、直角掛板等。(3接續金

5、具類:用于導線的接續及架空地線的接續,耐張桿塔跳線的接續。定型的接續金具有:鉗壓接續金具、液壓接續金具、螺栓接續金具、爆壓接續金具。(4防護金具類:用于防護導線,架空地線振動的防震錘、護線條、阻尼線;用于抑制次檔距振動的間隔棒;用于防護絕緣子串產生電暈的屏蔽環及均壓環等。(5拉線金具類:用于調整和穩固桿塔拉線的金具有:可調式UT型線夾;鋼線卡子、及雙拉線聯板等。5.桿塔:桿塔是支承架空線路導線和架空地線,并使導線與導線之間,導線和架空地線之間,導線與桿塔之間,以及導線對大地和交叉跨越物之間有足夠的安全距離。常規桿塔型號表示方法:(1按桿塔用途分類代號含義:Z直線桿塔D終端桿塔ZJ直線轉角桿塔F

6、分支桿塔N耐張桿塔K跨越桿塔J轉角桿塔H換位桿塔(2按桿塔外形或導線布置型式代號含義:S上字型SZ正傘型C叉骨型(鳥骨型SD倒傘型M貓頭型T田字型VV字型W王字型J三角型AA字型G干字型Me門型Y羊角型Gu鼓型B酒杯型(3桿塔材料和結構代號含義:G鋼筋混凝土電桿T自立式鐵塔X拉線式鐵塔(4分級代號含義同一種桿塔型式按荷重不同進行分級,其分級代號用角注1、2、3表示。(5高度代號含義桿塔高度是指橫擔對地面的距離(m,稱為呼稱高,一般用數字表示。(6鐵塔型號表示方法鐵塔型號由字母及數字共六個部分組成:220 Z B T上例中表示,該塔為220kV直線酒杯型自立鐵塔,第一級呼稱高33m。(7鋼筋混凝

7、土桿型號表示方法鋼筋混凝土電桿型號與鐵塔型號的表示方法基本相同,通常不寫出線路電壓等級的代號。例:NMeG221,表示無拉線耐張門型鋼筋混凝土電桿,第二級呼稱高為21m。6.基礎:基礎的作用主要是穩定桿塔,能承受桿塔、導線、架空地線的各種荷載所產生的上拔力、下壓力和傾覆力矩。電桿及拉線宜采用預制裝配式基礎。鐵塔宜采用現澆鋼筋混凝土基礎或混凝土基礎。有條件時,應優先采用原狀基礎。包括有:巖石基礎、機擴樁基礎、掏挖(半掏挖基礎、爆擴樁基礎和鉆孔樁基礎等。7.接地裝置:主要由連接架空地線的接地引下線及埋入桿塔地里的接地體(極所組成。接地裝置的主要作用是,能迅速將雷電流在大地中擴散泄導,以保持線路有一

8、定的耐雷水平。桿塔接地電阻值愈小,其耐雷水平就愈高。二、送電線路專業術語1.檔距:相鄰兩基桿塔之間的水平直線距離,稱為檔距,一般用L表示。2.弧垂:對于水平架設的線路來說,導線相鄰兩個懸掛點之間的水平連線與導線最低點的垂直距離,稱為弧垂或弛度。用f表示。3.限距:導線對地面或對被跨越設施的最小距離。一般指導線最低點到地面的最小允許距離,常用h表示。4.水平檔距:相鄰兩檔距之和的一半,稱為水平檔距,常用表示,即。5.垂直檔距:相鄰兩檔距間導線最低點之間的水平距離,稱為垂直檔距,常用表示,如圖2-1所示。6.代表檔距:一個耐張段里,除弧立檔外,往往有多個檔距。由于導線跨越的地形、地物不同,各檔距的

9、大小不相等,導線的懸掛點標高也不一樣,各檔距的導線受力情況也不同。而導線的應力和弧垂跟檔距的關系非常密切,檔距變化,導線的應力和弧垂也變化,如果每個檔距一個一個計算,會給導線力學計算帶來困難。但一個耐張段里同一相導線,在施工時是一道收緊起來的,因此,導線的水平拉力在整個耐張段里是相等的,即各檔距弧垂最低點的導線應力是相等的。我們把大小不等的一個多檔距的耐張段,用一個等效的假想檔距來代替它,這個能夠表達整個耐張力學規律的假想檔距,稱之為代表檔距或稱為規律檔距,用LO表示。導線懸掛點等高情況:導線懸掛點不等高情況:式中:LO規律檔距(米Ln各檔檔距(米Qn懸掛點高差角(度7.桿塔高度:桿塔最高點至

10、地面的垂直距離,稱為桿塔高度。用H1表示。8.桿塔呼稱高度:桿塔最下層橫擔至地面的垂直距離稱為桿塔呼稱高度,簡稱呼稱高,用H2表示。9.懸掛點高度:導線懸掛點至地面的垂直距離,稱為導線懸掛點高度,用H3表示。10.線間距離:兩相導線之間的水平距離,稱為線間距離,用D表示。11.根開:兩電桿根部或塔腳之間的水平距離,稱為根開。用A表示。12.架空地線保護角:架空地線和邊導線的外側連線與架空地線鉛垂線之間的夾角,稱為架空地線保護角。用表示。13.桿塔埋深:電桿(塔基埋入土壤中的深度稱為桿塔埋深。用h0表示,如圖2-2所示。圖2-2 桿塔高度、線間距離、根開、避雷線保護角等示意圖14.跳線:連接承力

11、桿塔(耐張、轉角和終端桿塔兩側導線的引線,稱為跳線,也稱引流線或弓子線。15.導線的初伸長:當導線初次受到外加拉力而引起的永久性變形(延著導線軸線伸長,稱為導線初伸長。16.分裂導線:一相導線由多根(有2根、3根、4根組成型式,稱為分裂導線。它相當于加粗了導線的“等效直徑”,改善導線附近的電場強度,減少電暈損失,降低了對無線電的干擾,及提高送電線路的輸送能力。17.導線換位:送電線路的導線排列方式,除正三角形排列外,三根導線的線間距離是不相等。而導線的電抗取決于線間距離及導線半徑,因此,導線如不進行換位,三相阻抗是不平衡的,線路愈長,這種不平衡愈嚴重。因而,會產生不平衡電壓和電流,對發電機的運

12、行及無線電通信產生不良的影響。送電線路設計規程規定“在中性點直接接地的電力網中,長度超過100km的送電線路均應換位”。一般在換位塔進行導線換位。18.導(地線振動:在線路檔距中,當架空線受到垂直于線路方向的風力作用時,就會在其背風面形成按一定頻率上下交替的穩定渦流(如圖2-3示,在渦流升力分量的作用下,使架空線在其垂直面內產生周期性振蕩,稱為架空線振動。當渦流的頻率恰好與架空線的自振頻率相同時,將會形成架空線的穩定振動波,這種穩定的振動波將在架空線內部產生交變應力,長期作用會造成架空線的損傷。最嚴重的地方是架空線線夾出口處。架空線振動時的最高點(如圖2-4中1點叫做波峰,當導線鄰近的另外的一

13、點停留在原有位置(如2點時,便形成了所謂的波節。兩個相鄰波節之間的距離叫做振動的半波長。兩個相鄰的半波則稱為振動全波長。兩個波峰之間的垂直距離稱為波幅(振幅。因風力作用而引起的周期性振蕩,一般每秒幾到幾十個周波。振幅一般不超過幾個厘米的“靜止波”。均勻的風速和風向是引起架空線振動的基本因素,其振動的頻率,波長和振幅還與架空線的檔距長度,年平均運行應力及架空線的材料、直徑和張力等因素有關。架空線的防振措施,主要是安裝防振錘,護條線、阻尼線等,用其來吸收振動能量。以達到減輕架空線振動的效果。防振錘的安裝位置最好在“波峰”點處,使其上下甩動幅度最大,從而起到消耗最大振動能量的作用。其公式如下示:式中

14、:S防震錘安裝距離(線夾中心線至防震錘夾板中心線距離振動的最小半波長振動的最大半波長三、送電線路過電壓保護專業術語:1.雷暴日:一天內只要聽到雷聲就算一個雷暴日。2.少雷區:平均年雷暴日數不超過15的地區。3.中雷區:平均年雷暴日數超過15但不超過40的地區。4.多雷區:平均年雷暴日數超過40但不超過90的地區。5.雷電活動特殊強烈地區:平均年雷暴日數超過90的地區。6.反擊:雷電直擊于線路架空地線或桿塔時,雷電流一部分經架空地線流向線路兩側,大部分經桿塔及接地裝置流入大地,引起塔頂電位升高,而造成絕緣子串的閃絡放電,這種現象稱為反擊。雷電反擊過電壓與雷電參數,桿塔型式、高度和接地電阻等有關。

15、7.繞擊:雷電繞過架空地線直擊于導線,而造成絕緣子串的閃絡放電,這種現象稱為繞擊。8.繞擊率:雷電繞過架空地線直擊導線的概率,稱為繞擊率。用表示:(對平地線路(對山區線路式中:繞擊率(%保護角(度桿塔高度(米繞擊率的大小與架空地線的保護角,桿塔高度及線路經過地區的地形、地貌、地質條件等有關。9.線路的耐雷水平:線路遭受雷擊時,絕緣子串不發生閃絡的最大雷電流幅值,稱為該線路的耐雷水平。用Io表示,(KA。雷電流幅值一般不超過100KA,雷電的極性有正、有負。負極性的雷電占85%左右。線路的耐雷水平與絕緣子串的U50%雷電沖擊電壓,桿塔的沖擊接地電阻,桿塔塔型及對地高度等有關。10雷電保護接地：為

16、雷電保護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而 設的接地。 11接地裝置：接地線與接地極的總和。 12接地線：電氣裝置、設施的接地端子與接地極連接用的金屬導電部分。如連接桿塔架 空地線與接地極之間的連線，叫接地線。 13接地極：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地極。 兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土建（構）筑物的 基礎，金屬管道和設備等稱為自然接地極。 14接地電阻：接地極或自然接地極的對地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接 地電阻。 15工頻接地電阻：接地裝置流過工頻電流時所表現的電阻值。 16沖擊接地電阻：接地裝置流過沖擊電流時所

17、表現的電阻值。沖擊接地電阻與工頻接地 電阻的關系為： 式中： 沖擊接地電阻 工頻接地電阻 沖擊系數（宜1） 線路反擊與桿塔的沖擊接地電阻值的大小關系較大。采用工頻值（用搖表測量桿塔接地電 阻值指的是工頻值） ，經過1 的沖擊系數的換算后，可以滿足線路防雷的要求。用工頻值作規 定，是便于桿塔接地電阻的測量檢查。 17土壤電阻率：所謂土壤電阻率就是 1 立方米土壤的電阻值。單位是：歐·米（ ·m） 。它 反映土壤流散雷電流的能力，其值越大，流散雷電流能力就越差。 18跨步電壓：接地短路（故障）電流流過接地裝置時，地面上水平距離為 0.8m 的兩點間 的電位差，稱為跨步電位差，即

18、跨步電壓。 （如圖 2-3 左側所示） 。 19接觸電壓：接地短路（故障）電流流過接地裝置時，大地表面形成分布電位，在地面 上離設備水平距離為 0.8m 處與設備外殼，架構或墻壁離地面的垂直距離 1.8m 處，兩點間的電 位差，稱為接觸電位差，即接觸電壓。 （如圖 2-3 右側所示） 20電暈現象：在帶電的高壓導線周圍會產生電場，如果電場強度超過了空氣擊穿強度時， 就使導線周圍的空氣電離而呈現局部放電現象，這種現象叫電暈現象。 四、絕緣子機電及外絕緣特性術語 1工頻干放電電壓：是指沿干燥而清潔的絕緣子表面發生火花放電時的最小工頻電壓。 工頻干放電電壓是在標準大氣條件下（溫度+20、氣壓 760

19、 毫米水銀柱、濕度為 11 克/米 3）定義出來的，當不是標準大氣條件時應進行換算。干放電電壓與絕緣子的形狀和大氣條件關 系較小，而主要決定于放電距離（是指兩電極之間繞過裙邊的最小距離） 。 2工頻濕放電電壓：是指絕緣子受雨量為 3 毫米/分鐘，水電阻率為 950010500 ·m，水 溫為 20的均勻的與水平面成 45°角的雨水作用下，沿絕緣子表面引起火花放電的最小工頻電 壓。絕緣子的工頻濕放電電壓與絕緣子的形狀，絕緣子的放電距離，下雨時間等有關。 3工頻擊穿電壓：是指引起絕緣子兩極間本體絕緣擊穿的最小工頻電壓。一般擊穿電壓為 干放電電壓 1.21.5 倍。絕緣子的擊穿電

20、壓與其電介質的質量好壞，電介質薄厚及電極形狀有 關。 4沖擊放電電壓：指絕緣子的 U50%放電電壓。它與絕緣子的放電距離、輪緣、裙邊、空 氣密度及濕度等有關。但由于沖擊電壓作用時間很短，絕緣子的沖擊干放電和濕放電電壓相差 不多，因此，沖擊放電電壓只有干放電電壓而無濕放電電壓。 5一小時機電負荷：即對絕緣子施加 75%額定機械破壞負荷，同時施加 50%的工頻擊穿電 壓，此條件下保持一小時，絕緣子不喪失其機械及電氣性能。 6有機復合絕緣子的額定機械負荷：對有機復合絕緣子平穩地施加某一機械負荷值耐受 1 分鐘，然后在 3090 秒時間內將負荷升到 100%額定機械負荷耐受 1 分鐘。此時有機復合絕緣

21、 子不應發生抽芯、端部附件的傘套裂紋、傘套與附件分離現象。 7污閃：指絕緣子的電瓷（玻璃）表面沉積了帶有導電物質的污穢層，當遇到霧、露和毛 毛雨等潮濕氣候條件時，污穢層受潮，表面電導增大，泄漏電流增加，產生局部放電，在工頻 電壓作用下，這種局部放電發展成為電弧閃絡。這種現象稱為絕緣子污閃。 8 泄漏距離： 指絕緣子承受正常運行工頻電壓的二電極間沿絕緣件處表面輪廓的最短距離。 如圖 2-5 示的 AB 之間虛線所示的距離。 泄漏距離是絕緣子重要特征之一。在一定的合理的傘棱條件下，絕緣子的污穢閃絡電壓， 隨泄漏距離的增加而直線上升。 9泄漏比距：指單位電壓（每千伏）在絕緣子表面上的泄漏距離。即絕緣

22、子外絕緣的泄漏 距離對系統最高工作電壓有效值之比。泄漏比距是表示絕緣子抗污閃能力的重要技術指標。 10等值附鹽密度：以絕緣子表面上每平方厘米的面積上有多少毫克 Nacl（氯化納）來等 值絕緣子表面上導電物質的含量。是目前劃分污區等級的重要技術指標。單位： （mg/cm2） 。 11絕緣子表面積：指絕緣子絕緣件外露表面積。是計算絕緣子等值附鹽密度一個重要定 量參數。 五、線路帶電作業術語： 1地電位作業：地電位作業是指作業人員站在大地或桿塔上用絕緣工具（指絕緣操作桿、 檢測桿、吊桿、拉桿、絕緣繩等）對帶電體進行的作業。 2等電位作業：等電位作業是指作業人員通過絕緣物（包括絕緣子和絕緣工具）對大地

23、絕 緣后進入高壓電場，人體與帶電體保持相等電位的作業。 3電場：在電荷（帶電體）的周圍空間存在著一種特殊形式的物質，它對放在其中的任何 電荷（帶電體）均表現為力的作用。這種特殊形式的物質，就稱之為電場。 4電場強度：在電場中某一位置上受到的作用力 F 與電荷 的比值，稱之為某點的電場強 度。法定單位：伏（特）每米（v/m） 即： 式中：E電場強度（牛頓/庫侖） F電場力（牛頓） 試驗電荷的電量（庫侖） 5靜電感應：一個不帶電的物體，如果移近帶電的物體（但沒有接觸） ，在不帶電的物體 上接近帶電體的一面產生與帶電體異性的電荷；而在另一面產生同性的電荷，這種現象叫靜電 感應。 如桿塔上的帶電作業人員，由于穿用絕緣膠底鞋，使人體與接地體具有一定的絕緣，人體 上就會產生一定的靜電感應電壓。作業人員離帶電體愈近，感覺愈強烈。防靜電感應措施是穿 靜電防護服及導電鞋。 6組合間隙：作業人員由絕緣子串或絕緣梯進入電場過程中，人對接地體的空間距離（S1） 和人對帶