架空送电线路基础知识
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架空地线保护角:架空地线和边导线的外 侧连线与架空地线铅垂线之间的夹角,称 为架空地线保护角。
杆塔埋深:电杆(塔基)埋入土壤中的深 度称为杆塔埋深。
跳线:连接承力杆塔(耐张、转角和终端 杆塔)两侧导线的引线,称为跳线,也称 引流线或弓子线。
导线的初伸长:当导线初次受到外加拉力 而引起的永久性变形(延着导线轴线伸 长),称为导线初伸长。
架空输电线路的基本知识
一、送电线路的主要设备: 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线
及架空地线悬空架设在杆塔上,连接发电 厂和变电站,以实现输送电能为目的的电 力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、 金具、杆塔、基础、接地装置等组成。
导线:其功能主要是输送电能。线路导线 应具有良好的导电性能,足够的机械强度, 耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的 能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或 钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能 力,减少电晕、降低对无线电通信的干扰, 常采用每相两根或四根导线组成的分裂导 线型式。
接地装置:
主要由连接架空地线的接地引下线及埋入杆塔地 里的接地体(极)所组成。接地装置的主要作用 是,能迅速将雷电流在大地中扩散泄导,以保持 线路有一定的耐雷水平。杆塔接地电阻值愈小, 其耐雷水平就愈高。
二、送电线路专业术语
档距:相邻两基杆塔之间的水平直线 距离,称为档距,一般用L表示。
雷电保护接地:为雷电保护装置(避雷针、避雷 线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。
接地装置:接地线与接地极的总和。
接地线:电气装置、设施的接地端子与接地极连 接用的金属导电部分。如连接杆塔架空地线与接 地极之间的连线,叫接地线。
接地极:埋入地中并直接与大地接触的金属导体, 称为接地极。
三、送电线路过电压保护专业术语:
雷暴日:一天内只要听到雷声就算一个雷 暴日。
少雷区:平均年雷暴日数不超过15的地区。 中雷区:平均年雷暴日数超过15但不超过
40的地区。 多雷区:平均年雷暴日数超过40但不超过90
的地区。 雷电活动特殊强烈地区:平均年雷暴日数
超过90的地区。
反击:雷电直击于线路架空地线或杆塔时, 雷电流一部分经架空地线流向线路两侧, 大部分经杆塔及接地装置流入大地,引起 塔顶电位升高,而造成绝缘子串的闪络放 电,这种现象称为反击。雷电反击过电压 与雷电参数,杆塔型式、高度和接地电阻 等有关。
分裂导线:一相导线由多根(有2根、3根、4根) 组成型式,称为分裂导线。它相当于加粗了导线 的“等效直径”,改善导线附近的电场强度,减 少电晕损失,降低了对无线电的干扰,及提高送 电线路的输送能力。
导线换位:送电线路的导线排列方式,除正三角 形排列外,三根导线的线间距离是不相等。而导 线的电抗取决于线间距离及导线半径,因此,导 线如不进行换位,三相阻抗是不平衡的,线路愈 长,这种不平衡愈严重。因而,会产生不平衡电 压和电流,对发电机的运行及无线电通信产生不 良的影响。送电线路设计规程规定“在中性点直 接接地的电力网中,长度超过100km的送电线路均 应换位”。一般在换位塔进行导线换位。
线路反击与杆塔的冲击接地电阻值的大小关系较 大。采用工频值(用摇表测量杆塔接地电阻值指 的是工频值),经过<1的冲击系数的换算后,可 以满足线路防雷的要求。用工频值作规定,是便 于杆塔接地电阻的测量检查。
兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、 金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础,金 属管道和设备等称为自然接地极。
接地电阻:接地极或自然接地极的对地电阻和接 地线电阻的总和,称为接地装置的接地电阻。
工频接地电阻:接地装置流过工频电流时所表现 的电阻值。
冲击接地电阻:接地装置流过冲击电流时所表现 的电阻值。
(4)防护金具类:用于防护导线,架空地线振动 的防震锤、护线条、阻尼线;用于抑制次档距振 动的间隔棒;用于防护绝缘子串产生电晕的屏蔽 环及均压环等。
(5)拉线金具类:用于调整和稳固杆塔拉线的金 具有:可调式UT型线夹;钢线卡子、及双拉线联 板等。
杆塔是支承架空线路导线和架空地线,并使导线与 导线之间,导线和架空地线之间,导线与杆塔之间, 以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距 离。
送电线路金具,按其主要性能和用途可分为:具类。
(1)线夹类:
悬式线夹:用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝 缘子串上,或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空 地线支架上。
耐张线夹:是用来将导线或架空地线固定在耐张 绝缘子串上,起锚固作用。耐张线夹有三大类, 即:螺栓式耐张线夹;压缩型耐张线夹;楔型线 夹。
绕击:雷电绕过架空地线直击于导线,而 造成绝缘子串的闪络放电,这种现象称为 绕击。
绕击率:雷电绕过架空地线直击导线的概率, 称为绕击率。
绕击率的大小与架空地线的保护角,杆塔高度 及线路经过地区的地形、地貌、地质条件等有 关。
线路的耐雷水平:线路遭受雷击时,绝缘子串 不发生闪络的最大雷电流幅值,称为该线路的 耐雷水平。雷电流幅值一般不超过100KA,雷 电的极性有正、有负。负极性的雷电占85%左 右。线路的耐雷水平与绝缘子串的50%U雷电 冲击电压,杆塔的冲击接地电阻,杆塔塔型及 对地高度等有关。
导(地)线振动:在线路档距中,当架空 线受到垂直于线路方向的风力作用时,就 会在其背风面形成按一定频率上下交替的 稳定涡流,在涡流升力分量的作用下,使 架空线在其垂直面内产生周期性振荡,称 为架空线振动。
架空线的防振措施,主要是安装防振锤, 用其来吸收振动能量。以达到减轻架空线 振动的效果
SZ——正伞型 SD——倒伞型 T——田字型 W——王字型 A——A字型 Me——门型 Gu——鼓型
(3)杆塔材料和结构代号含义:
G——钢筋混凝土电杆
T——自立式铁塔 X——拉线式铁塔
(4)分级代号含义 同一种杆塔型式按荷重不同进行分级,其分级 代号用角注1、2、3……表示。 (5)高度代号含义 杆塔高度是指横担对地面的距离(m),称为 呼称高,一般用数字表示。
钢筋混凝土杆型号表示方法
钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本 相同,通常不写出线路电压等级的代号。例: NMeG2—21,表示无拉线耐张门型钢筋混凝土电 杆,第二级呼称高为21m
基础:
基础的作用主要是稳定杆塔,能承受杆塔、导线、 架空地线的各种荷载所产生的上拔力、下压力和 倾覆力矩。
常规杆塔型号表示方法: (1)按杆塔用途分类代号含义:
Z-直线杆塔 D-终端杆塔 ZJ-直线转 F-分支杆塔 角杆塔 N-耐张杆塔 K-跨越杆塔 J-转角杆塔 H-换位杆塔
(2)按杆塔外形或导线布置型式代 号含义
S——上字型 C——叉骨型(鸟骨型) M——猫头型 V——V字型 J——三角型 G——干字型 Y——羊角型 B——酒杯型
楔型线夹:用来安装钢绞线,紧固架空地 线及拉线杆塔的拉线。它利用楔的劈力作 用,使钢绞线锁紧在线夹内。
(2)连接金具类:连接金具是用来将绝缘子串与 杆塔之间,线夹与绝缘子串之间,架空地线线夹 与杆塔之间进行连接的金具。常用的连接金具有: 球头挂环、碗头挂板、U型挂环、直角挂板等。
(3)接续金具类:用于导线的接续及架空地线的 接续,耐张杆塔跳线的接续。定型的接续金具有: 钳压接续金具、液压接续金具、螺栓接续金具、 爆压接续金具。
式中HA、HB、HC—分别为悬挂点和档距 中点上导线的高程。
斜弛度(或称档距中点的导线弛度)f和导线 最低点的弛度fA和fB 有如下关系,即
弛度的力学意义与档距f、导线的单位重量 g (包括额外负荷如复冰、风力等)以及导线 的应力等因素积关,它是用另一个公式计 算的,即
l─观测档距(米) g─导线自重比载 (N/m·mm2) σ─使用应力(N/mm2)
杆塔高度:杆塔最高点至地面的垂直距离, 称为杆塔高度。
杆塔呼称高度:杆塔最下层横担至地面的 垂直距离称为杆塔呼称高度。
悬挂点高度:导线悬挂点至地面的垂直距 离,称为导线悬挂点高度。
线间距离:两相导线之间的水平距离,称 为线间距离。
根开:两电杆根部或塔脚之间的水平距离, 称为根开。
架空地线:主要作用是防雷。由于架空地 线对导线的屏蔽,及导线、架空地线间的 藕合作用,从而可以减少雷电直接击于导 线的机会。当雷击杆塔时,雷电流可以通 过架空地线分流一部分,从而降低塔顶电 位,提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌 钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线,铝包钢 绞线等良导体,可以降低不对称短路时的 工频过电压,减少潜供电流。兼有通信功 能的采用光缆复合架空地线。
弧垂:对于水平架设的线路来说,导线相 邻两个悬挂点之间的水平连线与导线最低 点的垂直距离,称为弧垂或弛度。用f表示。
在实际工作中,当两悬挂点不等高时,常以 连接两悬挂点的直线AB与导线所形成的曲 线之间的最大铅垂距离代表弛度,称为斜弛 度,如因15—2中的f。在弛度理论中证明, 斜弛度f也产生在档距的中央,但不是导线 的最低点。弛度的这一几何性质,可以用一 个公式来表示,即
相邻两耐张杆塔之间的水平距离, 称耐张段长度。
35kV以下的线路,档距为150m左右; 110 kv的线路,档距为250m左右。 耐张段长度大约为3—5km。在一个 耐张段内,由于各处地形情况不同, 各杆塔间的档距互不相等;为了计 算导线的应力和弛度,必须选得一 个理想的档距,这个档距称为该耐 张段的代表档距。设各杆塔间的相 应档距为li,则代表档距lr按下式 计算
绝缘子:是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上 的物件。送电线路常用绝缘子有:盘形瓷质绝 缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。
(1)盘形瓷质绝缘子:国产瓷质绝缘子,存 在劣化率很高,需检测零值,维护工作量大。 遇到雷击及污闪容易发生掉串事故,目前已逐 步被淘汰。
(2)盘形玻璃绝缘子:具有零值自爆,但自 爆率很低(一般为万分之几)。维护不需检测, 钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍 达破坏拉力的80%以上,仍能确保线路的安全 运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在 Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。
螺栓式耐张线夹:是借U型螺丝的垂直压力与线 夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线。
压缩型耐张线夹:它是由铝管与钢锚组成。 钢锚用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯、 然后套上铝管本体,以压力使金属产生塑 性变形,从而使线夹与导线结合为一整体, 采用液压时,应用相应规格的钢模以液压 机进行压缩。采用爆压时,可采用一次爆 压或二次爆压的方式,将线夹和导线(架 空地线)压成一个整体。
(3)棒形悬式复合绝缘子:具有防污闪性能 好、重量轻、机械强度高、少维护等优点,在 Ⅲ级及以上污区已普遍使用。
绝缘子俗称瓷瓶,它有两种形式: 3—10 KV线路 采用的是针式瓷瓶,立放在横担之上,如图15— 1(a);35KV和更高的高压线路,采用悬式绝缘子 串,如图15—1(b),并且电压愈高,绝缘瓷片愈多。 35KV一般采用3—4片,110 KV则采用7片左右。
限距:导线对地面或对被跨越设施的最小
距离。一般指导线最低点到地面的最小允 许距离,常用h表示。
水平档距:相邻两档距之和的一半,称为水平档距。
垂直档距:相邻两档距间导线最低点之间的水平距 离,称为垂直档距。
代表档距:一个耐张段里,除弧立档外,往往有多 个档距。由于导线跨越的地形、地物不同,各档距 的大小不相等,导线的悬挂点标高也不一样,各档 距的导线受力情况也不同。而导线的应力和弧垂跟 档距的关系非常密切,档距变化,导线的应力和弧 垂也变化,如果每个档距一个一个计算,会给导线 力学计算带来困难。但一个耐张段里同一相导线, 在施工时是一道收紧起来的,因此,导线的水平拉 力在整个耐张段里是相等的,即各档距弧垂最低点 的导线应力是相等的。我们把大小不等的一个多档 距的耐张段,用一个等效的假想档距来代替它,这 个能够表达整个耐张力学规律的假想档距,称之为 代表档距或称为规律档距。