输电线路工程基础知识

一、紧凑型铁塔：一种多回路同塔架设紧凑型输电线路铁塔，它是由塔体、绝缘子串及横担组成，其特点是，塔体每回路三层横担从上到下依次缩短，相应的绝缘子串采用V型结构。新型的结构使每回路的垂直相间距离可以明显减少，水平排列及两回路之间的水平距离也有了明显减小，从而使每回路的自然输送功率比常规多回路同塔的每回路有了明显提高，输电线路走廊也有了明显压缩，同时不仅输送单位容量的工程造价有大幅度下降，而且还能节省工程建设投资。

二、架空输配电线路的组成

1、架空输配电线路主要由基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置等部件组成。

导线的作用是传递电能。为保持导线对地面或其他建筑物的安全距离，必须将导线架设在杆塔上。杆塔和导线之间用绝缘子串连接，使导线与杆塔绝缘。杆塔要稳定耸立于地面之上，必须借助基础。为了避免直接雷击导线，在杆塔顶部设有避雷线以作保护。在杆塔处地下设有接地装置，用接地引下线或杆塔本身可将雷电流导人大地。

2、用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。它由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等组成。导线由导电良好的金属制成，有足够粗的截面（以保持适当的通流密度）和较大曲率半径（以减小电晕放电）。超高压输电则多采用分裂导线。架空地线(又称避雷线）设置于输电导线的上方，用于保护线路免遭雷击。重要的输电线路通常用两根架空地线。绝缘子串由单个悬式（或棒式）绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。每串绝缘子个数由输电电压等级决定。杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空输电线路的主要支撑结构。架空输电线路在设计时要考虑它受到的气温变化、强风暴侵袭、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等各种自然条件的影响，还要考虑电磁环境干扰问题。架空输电线路所经路径还要有足够的地面宽度和净空走廊。

下面仅介绍架空输电线路主要部件

1．杆塔

杆塔是钢筋混凝土电杆与铁塔的总称。杆塔的呼称高指杆塔最下层横担至基础顶面的垂直距离。杆塔全高指杆塔呼称高与塔头的高度之和。杆塔的档距指相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离。

(1)杆塔的分类。杆塔按其作用及受力分为承力杆塔和直线杆塔两种。

承力杆又可分为耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔、分支杆塔及耐张换位杆塔5种。它们在正常情况下均承受具有各自特点的力的作用，在断线时都能承受断线拉力。采用耐张绝缘子串悬挂导、地线。

直线杆塔也有普通直线杆塔、换位直线杆塔和跨越直线杆塔等，它们都用于线路直线段上，支持导线垂直和水平荷载，有的直线杆塔也能兼小转角。采用垂悬绝缘串挂导、地线。

杆塔又可分为有拉线与无拉线两种类型。拉线可以承受大风载荷及断线荷载，这样可以减轻杆塔的结构，节省原材料。

(2)钢筋混凝土电杆。钢筋混凝土电杆是220kV以下输配电线路最广泛使用的杆塔材料。它坚实耐久，维护工作量少，结构简单，可分段组装满足各种跨越高度要求。其缺点是易产生裂纹、笨重，给运输、施工带来不便。防止裂缝的最好办法，就是在电杆浇注时将钢筋预拉，使混凝土在承载前就受到一个预压应力。当电杆承载时，受拉区混凝土所受拉应力与预压应力部分抵消而不致产生裂纹，这种电杆叫预应力钢筋混凝土电杆。使用预应力钢筋混凝土电杆，可以节省大量钢材，壁厚也相应减少，故杆重减轻、价格下降，是今后的发展方向。

(3)铁塔。铁塔是用角钢焊接或螺栓连接的钢架。它坚固、可靠，使用年限长，但钢材消耗大、造价高、施工工艺复杂、维护工作量大。220kV以下线路中，铁塔多用于交通不便

和地形复杂的山区，或一般地区的大荷载的终端、耐张、大转角、大跨越等处。拉线铁塔可节省大量钢材，较多用于直线塔。

对于新建工程若投资允许一般只选用1～2种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔，材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍，直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。

三、碎石=1.6-1.8吨/立方米，中砂=1.5吨/立方米，粗砂=1.7吨/立方米

三相三线制

电力系统高压架空线路一般采用三相三线制，三条线路分别代表a，b，c三相，我们在野外看到的输电线路，一回即有三根线（即三相），三根线可能水平排列，也可能是三角形排列的；对每一相可能是单独的一根线（一般为钢芯铝绞线），也有可能是分裂线（电压等级很高的架空线路中，为了减小电晕损耗和线路电抗，采用分裂导线，多根线组成一相线，一般2—4分裂），没有中性线，故称三相三线制。

三相四线制

在低压配电网中，三相四线制供电能同时供出220V、380v两种不同的电压，因而得到广泛应用。输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，不分裂，另一条是中性线N（区别于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下中性线是无电流的），故称三相四线制；在380V低压配电网中为了从380V 相间电压中获得220V线间电压而设N线，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。

三相五线制是指A、B、C、N和PE线，其中，PE线是保护地线，也叫安全线，是专门用于接到诸如设备外壳等保证用电安全之用的。PE线在供电变压器侧和N 线接到一起，但进入用户侧后约不能当作零线使用，否则，发生混乱后就与三相四线制无异了。

输电线路铁塔简称电力铁塔，按其形状一般分为：酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种，按用途分有：耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔（更换导线相位位置塔）、终端塔和跨越塔等，它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构，杆件主要由单根等边角钢或组合角钢组成，材料一般使用Q235（A3F）和Q345（16Mn）两种，杆件间连接采用粗制螺栓，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件，因此热镀锌防腐、运输和施工架设极为方便。对于呼高在60m以下的铁塔，在铁塔的其中一根主材上设置脚钉，以方便施工作业人员登塔作业。

线路杆塔分类：

①按结构材料可分为木结构、钢结构、铝合金结构和钢筋混凝土结构杆塔几种。木结构杆塔因强度低、寿命短、维护不便，并且受木材资源限制，在中国已