【干貨】電力線路、架空線路專業知識大全
一、電力線路的基本概念
1、電力系統中電廠大部分建在動力資源所在地,如水力發電廠建在水力資源點,即集中在江河流域水位落差大的地方,火力發電廠大都集中在煤炭、石油和其他能源的產地;而大電力負荷中心則多集中在工業區和大城市,因而發電廠和負荷中心往往相距很遠,就出現了電能輸送的問題,需要用輸電線路進行電能的輸送。因此,輸電線路是電力系統的重要組成部分,它擔負著輸送和分配電能的任務。并聯絡各發電廠,變電站(所)使之并列運行,實現電力系統聯網,并能實現電力系統間的功率傳遞。
2、輸電線路的輸送容量及輸送距離均與電壓有關。線路電壓越高輸送距離越遠。線路及系統的電壓等級需根據其輸送的距離和容量來確定。在相同的送電電壓下,送電容量越小,可輸送的距離越長,反之,容量越大,則送電距離越短。另外,輸送容量和距離還取決于其他技術條件和是否采用補償措施。
3、電力線路按結構可分為架空線路和電纜線路兩大類。
架空線路:將導線架設在室外的桿塔上。優點是經濟,并且便于架設和維護;缺點是可靠性差。
電纜線路:一般埋于地下的電纜溝或管道中。優點是可靠性高,并且對廊道占用小;缺點是造價高。
4、電力線路按電能性質分類有交流輸電線路和直流輸電線路。
5、按電壓等級有輸電線路和配電線路之分。輸電線路電壓等級一般在35kV及以上,目前我國輸電線路的電壓等級主要有35、60、110、154、220、330kV、500kV、1000kV交流和±500kV、±800kV直流。配電線路擔負分配電能任務的線路,稱為配電線路。我國配電線路的電壓等級有380/220V、6kV、l0kV。
6、如何快速區分電力線路的種類
(1)、絕緣子的數量:35kV一般有三到四片絕緣子,110kV一般有七到八片絕緣子,220kV一般有十三到十四片絕緣子,500kV一般有二十八到二十九片絕緣子。合成絕緣子則基本可按長度進行區分。
(2)、導線的數量:一般而言,110kV線路不采用分裂導線(容量的原因),220kV一般有單導線,雙分裂導線(分垂直、斜排、水平),500kV一般采用雙分裂到四分裂導線。
(3)、直流輸電線路:分正和負兩回路線路,±800kV的電力線路還會在線路旁邊架設一回專用的地線。
二、架空線路簡介
架空線路主要指架空明線,架設在地面之上,優點是架設及維修比較方便,成本較低,缺點是容易受到氣象和環境(如大風、雷擊、污穢、冰雪等)的影響而引起故障,同時整個輸電走廊占用土地面積較多,易對周邊環境造成電磁干擾。
架空線路主要由(1)導線、(2)避雷線(即架空地線)、(3)絕緣子、(4)金具、(5)桿塔、(6)基礎、(7)接地裝置等部件組成,如圖所示。
(1)導線
導線的種類
線路常用的導線有鋼芯鋁絞線、硬鋁線(裸鋁絞線)、鋁包鋼芯鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金線、特強鋼芯鋁型線等。
鋼芯鋁絞線比銅線電導率略小,但是具有機械強度高、重量輕、價格便宜等特點,特別適用于高壓輸電線。鋼芯鋁絞線由于其抗拉強度大,弧垂小,所以可以使檔距放大。
導線的結構型式:導線分為裸導線和絕緣導線兩大類,高壓線路一般用裸導線,低壓線路一般用絕緣導線。
1.多股絞線的性能優于單股線,所以架空線路一般采用多股鋼芯鋁絞線。鋁線為載流部分,鋼芯承擔主要的機械荷載。
2.為減小220kV及以上輸電線路的電暈損耗或線路電抗,多采用分裂導線或擴徑導線。
導線在桿塔上的排列方式:
三相四線制低壓線路的導線,一般都采用水平排列;
三相三線制的導線,可三角排列,也可水平排列;
多回路導線同桿架設時,可三角、水平混合排列,也可全部垂直排列;
電壓不同的線路同桿架設時,電壓較高的線路應架設在上面,電壓較低的線路應架設在下面;
架空導線和其他線路交叉跨越時,電力線路應在上面,通訊線路應在下面。
弧垂:導線懸掛在桿塔的絕緣子上,自懸掛點至導線最低點的垂直距離稱為弧垂。
檔距:同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱為架空線路的檔距(或跨距)。
線間距離:380V為0.4~0.6m;6~10kV為0.8~1m;35kV為2~3.5m;110kV為3~4.5m。2)架空地線
架空地線的作用
架空地線架設在導線上方,其主要功能是防止雷電直接擊于導線上,并把雷電流引入大地。架空地線懸掛于桿塔頂部,并在每基桿塔上均通過接地線與接地體相連接,當雷云放電雷擊線路時,因架空地線位于導線的上方,雷首先擊中地線,并藉以將雷電流通過接地體泄入大地,從而減少雷擊導線的幾率,起到防雷保護作用。35kV線路一般只在進、出發電廠或變電站兩端架設架空地線,110kV及以上線路一般沿全線架設地線。
架空地線的種類
架空地線一般采用鍍鋅鋼絞線,當用作通信通道,則需采用OPGW
光纜與良導體地線相配合,良導體一般采用鋁包鋼絞線(JLB)。
(3)絕緣子
(1)針式絕緣子,如圖所示。針式絕緣子主要用于線路電壓不超過35kV,導線張力不大的直線桿或小轉角桿塔。優點是制造簡易、價廉,缺點是耐雷水平不高,容易閃絡。
(2)瓷橫擔絕緣子,如圖所示。這種絕緣子已廣泛用于110kV及以下線路,它具有許多顯著的優點,如:絕緣水平高;同時起到橫擔和絕緣子的作用,能節約大量鋼材,并能提高桿塔懸掛點高度,可節約線路投資25%~30%;運行中便于雨水沖洗。
(3)懸式絕緣子,如圖所示。在35kV及以上架空線路采用。通常把它們組裝成絕緣子串使用,每串絕緣子的數目與額定電壓有關。
按其制造材料可分為瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子;按其金屬附件連接方式分為球形和槽形。按機電破壞荷載可分為4t,6t,7t,10t,16t,21t,30t等7個級別。
(4)、其他類型絕緣子,如圖所示。防污絕緣子用于通過污穢地區(如工業、化工區或接近沿海、鹽場、鹽堿地區等)的線路區段上。因為線路通過這些地區時,絕緣子表面易沉積一層污穢物質,在下霧、毛毛細雨的天氣,絕緣子表面沉積的污穢物質受到潮濕后,會使絕緣子的耐壓值顯著降低,往往引起閃絡,即所謂污閃。防污絕緣子的高度與普通絕緣子相同,但泄露距離較大,從而可以防止絕緣子的污閃。(5)復合絕緣子
是一種新型的防污絕緣子,尤其適合污穢地區使用,能有效地防止輸電線路閃事故的發生。它和耐污型懸式瓷絕緣子比較,具有體積小、重量輕、清掃周期長、污閃電壓高、不易破損、安裝運輸省力方便等優點。
(4)金具
金具的作用
在架空線路上用于懸掛、固定、保護、聯結、接續架空線或絕緣子以及在拉線桿塔的拉線結構上用于連接拉線的金屬器件。
金具的種類
1.懸垂線夾:在直線桿塔上懸掛架空線的金具。起到懸掛和一定的緊握作用,再經其他金具及絕緣子與桿塔的橫擔或地線支架相連。
2.耐張線夾:在一個線路耐張段的兩端固定架空線的金具,主要用在耐張、轉角、終端桿塔的絕緣子串上。
3.聯結金具:將懸式絕緣子組裝成串,并將一串或數串絕緣子串連接,懸掛在桿塔橫擔上。聯結金具分為專用聯結金具和通用聯結金具兩類。
專用聯結金具是直接用來連接絕緣子的,其連接部位的結構尺寸與絕緣子相配合。
球頭掛環碗頭掛板
直角掛環直角掛板
通用聯結金具用于將絕緣子組成兩串、三串或更多串數,并將絕緣子與桿塔橫擔或與線夾之間相連接也用來將地線禁固或懸掛在桿塔上,或將拉線固定在桿塔上等。
U型掛環U型掛板
直角掛板平行掛板
4.保護金具:改善或保護導線以及絕緣子金具串的機械與電氣工作條件的金具。
保護金具的種類
一、機械保護金具
(1)防微風振動金具
(2)間隔棒
(3)防舞動金具
二、電氣保護金具
(1)防微風振動金具
防震錘
防震錘通常安裝在線夾附近。
預絞絲護線條
包纏在線夾處導線外面的條狀金具。
(2)間隔棒
安裝在分裂導線上固定和保持各分裂導線間的間距,以防止導線互相鞭擊的金具。
(3)防舞動金具
防止導線單側覆冰而產生的大幅度舞動的金具。
5.拉線金具:
由桿塔至地錨之間連接、固定、調整和保護拉線的金屬器件,用于拉線的連接和承受拉力之用。
(5)桿塔:桿塔的作用主要是支持導線、地線、絕緣子和金具,保證導線
與地線之間,導線與導線之間、導線與地面或交叉跨越物之間所需的距離。
桿塔的種類
按材料分:有木桿、鋼筋混凝土桿(水泥桿)、鐵塔、鋼管塔(桿)等。
按用途分:有直線桿塔(中間桿塔)、耐張桿塔(承力桿塔)、轉角桿塔、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。
按回路數來分類:單回路、雙回路、三回路、四回路、多回路。
直線桿塔:直線桿塔是線路中使用最多的一種桿塔,一般占全線桿塔總數的80%以上。在正常情況只承受導線風壓和重量,結構比較簡單,材料消耗量較少,造價較低。
耐張桿塔:耐張桿塔是用來錨固導線、限制線路故障范圍、便利施工與檢修的。除承受導線風
責任編輯:售電小陳
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