第三章 矿山供电线路

第三章矿山供电线路

供电线路的任务是输送和分配电能。按线路结构不同，供电线路分架空线路和电缆线路两大类。

架空线路与电缆线路相比，具有投资费用低、发现故障容易、维护检修方便等优点，因而被广泛应用。只有在特殊条件下，如高压线路通过居民区和建筑物稠密区，架空线敷设有困难或室内、井下不能使用架空线时，才采用电缆线路。

第一节架空线路

一、架空线路的结构

由于架空线路受自然条件（如风、雪、雷、电等）影响较大，因而，架空线路应具有机械强度高、抗腐蚀能力强、绝缘性能好等特点。架空线路主要由导线、绝缘子、金具、电杆、横担、拉线以及避雷线等部分组成，如图3-1所示。

图3-1 架空线路的结构

a-低压杆塔;b-高压杆塔

1-导线；2-针式绝缘子；3-横担；4-电杆；5-悬式绝缘子；

6--线夹；7-避雷线；8-斜撑

1.导线

导线按其有无绝缘分绝缘导线和裸导线两种，按结构可分为单股导线和多股绞线，架空线路一般采用多股裸绞线。绞线按材料又可分为铜绞线、铝绞线、钢绞线和钢芯铝绞线等。

铜绞线( TJ )：导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，易焊接。但较贵重，一般只用于腐蚀严重的地区。

铝绞线(LJ)：导电性能较好，质轻，价格低，机械强度较差，不耐腐蚀。一般用在10 kV及以下线路。

钢绞线(GJ)：导电性能差，易生锈，但其机械强度高。只用于小功率的架空

线路，或作避雷线与接地装置的地线。为避免生锈常用镀锌钢绞线。

钢芯铝绞线(LGJ )：用钢线和铝线绞合而成，集中了钢绞线和铝绞线的优点。其芯部是几股钢线用以增强机械强度，其外围是铝线用以导电。钢芯铝绞线型号中的截面是指其铝线部分的截面积。这种绞线又分为轻型、一般型和加强型等几种，以适应不同输电线路的要求。其结构如图3-2所示。

工矿企业10 kV及以下配电线路常采用铝绞线，机械强度要求高的配电线路和35 kV及以上的送电线路上一般采用钢芯铝绞线。

图3-2钢心铝绞线的结构

1-钢质心线；2-铝质导线

2.电杆

电杆也称为杆塔，其作用是支撑架空导线，使导线和大地之间保持一定距离，以确保人身和架空线路的安全。因此，要求电杆必须具有足够的机械强度。

电杆按材料的不同可分为木杆、水泥杆和铁塔。其中，水泥杆由钢筋混凝土制成，具有经久耐用、造价低、维修量小等优点，被广泛应用在35kV以下的架空线路中。

铁塔由型钢加工而成，具有机械强度高、使用年限长的特点，但它的结构复杂、造价高，故多用于跨越距离大及110kV以上的高压架空线路。

根据电杆在架空线路中的作用和装设位置的不同，电杆又分为多种类型。图3-3所示为各种电杆在不同位置时的示意图。

图3-3各种杆塔在架空线路上的应用

1-终端塔杆；2-分支杆；3-转角杆；4-直线杆、5-分段杆；6-跨越杆终端杆：用于线路的始端和终端，承受沿线路方向的拉力和导线的重力。

耐张杆：用于线路直线段、数根直线杆之间，能承受沿线路方向的拉力，断线时能限制事故范围，架线施工中可在两耐张杆之间紧线。因此，电杆机械强度较直线杆大。

直线杆：用于线路的直线段，起支撑导线的作用，不承受沿线路方向的导线拉力，断线时不能限制事故范围。

分支杆：用于线路的分支处，承受分支线路方向的导线拉力和杆上导线的重力。其特点同耐张杆。

转角杆：用于线路转弯处，其特点与耐张杆相同，转角的角度通常为30°、

45°、60°、90°等。

跨越杆：用于河流、道路、山谷等跨越处的两侧，其特点是跨距大、电杆高、受力大。

3.拉线

拉线的作用是为了平衡电杆各方向上的拉力，用于稳固电杆、防止电杆倾倒。其结构如图3-4所示。

电杆由拉线包箍、拉线绝缘子、花兰螺栓、拉线地盘和拉线等组成。拉线的断面大小取决于电杆所受作用力的大小。

图3-4拉线结构

1-杆塔；2-拉线包箍；3-上把；4-拉线绝缘子；5-中把；6-花兰螺栓；7-下把；

8-拉线地盘

4.横担

横担安装在电杆的上部，用于固定绝缘子及导线，使导线保持一定的距离，以防止风吹导线或其他作用力使导线产生摆动而造成相间短路。

根据横担质材的不同，可分为铁质横担和瓷质横担2种。铁横担具有经久耐用、机械强度高的特点而被广泛应用;瓷横担具有绝缘性能好和节省钢材的特点，多应用于高压输电线路上。

5.绝缘子

绝缘子又称瓷瓶.它不仅用于固定导线，又是导线和横担之间的绝缘物，因而要求它不仅具有很好的电气绝缘性能，而且还要具有较高的机械强度，以保证绝缘子在各种气象条件下不破裂。

绝缘子按电压不同可分为高压绝缘子和低压绝缘子;按结构和作用的不同又可分为针式绝缘子、蝶式绝缘子和旋式绝缘子。其外形结构如图3-5所示。

（a）（b）(c) (d) (e)

图3-5 绝缘子外形结构

a-低压针式绝缘子;b-高压针式绝缘子;c-蝶式绝缘子;d-悬式绝缘子;e-拉紧绝

缘子

6.夹金具

在架设、安装架空线路时，用于连接和固定导线、横担、绝缘子以及紧固和

调整拉线所用到的各种金属附件统称为金具，如穿心螺钉、L型抱箍、花兰螺栓等;另外还有悬垂线夹、耐张线夹以及防止(风吹)导线产生振动用的护线条、防振锤等。

二、架空线路的敷设

1、敷设路径的选择

选择架空线路的敷设路径时必须考虑以下原则：

1）选取线路短、转角少、交叉跨越少的路径；

2）交通运输要方便，以利于施工和维护；

3）尽量避开河洼和雨水冲刷地带及有爆炸危险、化学腐蚀、工业污秽、易发生机械损伤的地区；

4）应与建筑物保持一定的安全距离，禁止跨越易燃屋顶的建筑物，避开起重机械频繁活动地区；

5）应与工矿企业厂（场）区和生活区的规划协调，在矿区尽量避开煤田，少压煤；

6）妥善处理与通信线路的平行接近问题，考虑其干扰和安全的影响。

2、线路的敷设

1）档距与弧垂

架空线路的档距是指同一线路上两相邻电杆之间的水平距离。导线的弧垂是指架空线路的最低点与两端电杆导线悬挂点的垂直距离。如图3-6所示。

图3-6 架空线路的档距与弧垂

线路档距的大小与电杆的高度、导线的型号与截面、线路的电压等级和线路所通过的地区有关，一般 3 kV~10 kV线路在城区为40 m~50 m，在郊区为50m~100 m；低压线路在城区30 m~50m，在郊区40m~60 m。

导线的弧垂不宜过大和过小。如弧垂过大，在风吹摆动时容易引起导线碰线短路和导致与其他设施的安全间距不够，影响运行安全。弧垂过小，将使导线受拉应力过大降低导线的机械强度安全系数，严重时可能将导线拉断。

还有，导线受外界温度的变化或导线荷载的变化都将导致导线长度发生变化，而导线长度的微小变化，会导致导线的拉应力和弧垂很大的变化。因此，为了保证线路运行安全、可靠和经济合理，架空线路的弧垂在架空线路的设计和施工中应给子足够的重视。

2）导线的在电杆上的排列方式