輸電線路的結(jié)構(gòu)及各部件分類.ppt

1.2 輸電線路的結(jié)構(gòu)及各部件分類,一、輸電線路的構(gòu)成 輸電的通路由電力線路、變配電設(shè)備構(gòu)成。 輸電線路從結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜線路兩類。 構(gòu)成架空輸配電線路的主要部件有:導(dǎo)線、避雷線（簡(jiǎn)稱避雷線）、金具、絕緣子、桿塔、拉線和基礎(chǔ)、接地裝置等，如圖。,架空輸電線路的組成,1橫擔(dān)；2橫梁；3避雷線；4絕緣子；5砼桿； 6拉線；7拉線盤；8接地引下線；9接地裝置； 10底盤；11導(dǎo)線；12-防振錘； 圖1-3 輸電線路的組成元件（雙桿）,接地裝置俯視圖,接地裝置俯視圖,1避雷線；2雙分裂導(dǎo)線；3塔頭；4絕緣子； 5塔身；6塔腿；7接地引下線；8接地裝置； 9基礎(chǔ)；10間隔棒； 圖1-4 輸電線路的組成元件（貓頭塔）,二、各部件作用及分類,一、導(dǎo)線 導(dǎo)線是固定在桿塔上輸送電流用的金屬線，由于導(dǎo)線常年在大氣中運(yùn)行，經(jīng)常承受拉力，并受風(fēng)、冰、雨、雪和溫度變化的影響，以及空氣中所含化學(xué)雜質(zhì)的侵蝕。因此，導(dǎo)線的材料除了應(yīng)有良好的導(dǎo)電率外，還須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和防腐性能。目前在輸電線路設(shè)計(jì)中，架空導(dǎo)線和避雷線通常用鋁、鋁合金、銅和鋼材料做成，它們具有導(dǎo)電率高，耐熱性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，耐振、耐腐蝕性能強(qiáng)，重量輕等特點(diǎn)。 現(xiàn)在的輸電線路多采用中心為機(jī)械強(qiáng)度高的鋼線，周圍是電導(dǎo)率較高的硬鋁絞線的鋼芯鋁絞線，如圖0-2所示。鋼芯鋁絞線比銅線電導(dǎo)率略小，但是具有機(jī)械強(qiáng)度高、重量輕、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，特別適用于高壓輸電線。鋼芯鋁絞線由于其抗拉強(qiáng)度大，弧垂小，所以可以使檔距放大。,鋼芯鋁絞線按其鋁、鋼截面比的不同，分為正常型（LGJ）、加強(qiáng)型（LGJJ）、輕型（LGJQ）三種。在高壓輸電線路中，采用正常型較多。在超高壓線路中采用輕型較多。在機(jī)械強(qiáng)度高的地區(qū)，如大跨越、重冰區(qū)等，采用加強(qiáng)型的較多。 鋁合金線比純鋁線有更高的機(jī)械強(qiáng)度，大致與鋼芯鋁絞線強(qiáng)度相當(dāng)，但重量比鋼芯鋁絞線輕，因而弧垂減小，檔距可放大，可使桿塔基數(shù)減少或降低高度，但導(dǎo)電性能比鋁線稍差。因此，鋁合金線有一定的優(yōu)越性，但目前在生產(chǎn)上尚有一定困難，故我國(guó)只在個(gè)別線路上使用。,此外，還有以下幾種特殊用途的導(dǎo)線： 1、大檔距導(dǎo)線 國(guó)外大跨越中，要求導(dǎo)線具有特高抗拉強(qiáng)度，采用過(guò)硅銅線、鍍鋅鋼線、鋁包鋼線等。 2、防腐蝕導(dǎo)線 線路經(jīng)過(guò)海邊及污穢地區(qū)，為提高導(dǎo)線的抗腐蝕能力，延長(zhǎng)使用壽命，制造了各種防腐蝕導(dǎo)線，例如鍍鋁鋼線、鋁包鋼線、鋼芯涂防腐油等。北歐一些國(guó)家生產(chǎn)鋼芯鋁線時(shí)鋼芯就涂以凡士林進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。,3、自阻尼導(dǎo)線 又稱防振導(dǎo)線，如圖所示，加拿大、挪威等國(guó)已使用，認(rèn)為使用它可以提高運(yùn)行應(yīng)力而不必加防振措施，已引起各國(guó)的重視。,4、光滑導(dǎo)線 光滑導(dǎo)線由于外徑較普通導(dǎo)線略小，可減少導(dǎo)線承受的風(fēng)和冰荷載，由于表面光滑可減少導(dǎo)線舞動(dòng)現(xiàn)象。在歐洲，美國(guó)，日本都已得到應(yīng)用。 5、分裂導(dǎo)線 一般，每相2根為水平排列，3根為兩上一下倒三角排列，4根為正方形排列。 分裂導(dǎo)線在超高壓線路得到廣泛應(yīng)用。它除具有表面電位梯度小，臨界電暈電壓高的特性外，還有以下優(yōu)點(diǎn)。 （1）單位電抗小，其電氣效果與縮短線路長(zhǎng)度相同； （2）單位電納大，等于增加了無(wú)功補(bǔ)償； （3）用普通標(biāo)號(hào)導(dǎo)線組成，制造較方便； （4）分裂導(dǎo)線裝間隔棒可減少導(dǎo)線振動(dòng)，實(shí)測(cè)表明雙分裂導(dǎo)線比單根導(dǎo)線減小振幅50%，減少振動(dòng)次數(shù)20%，四分裂減少更大。,二、避雷線 避雷線作用是防止雷電直接擊于導(dǎo)線上，并把雷電流引 入大地。避雷線懸掛于桿塔頂部，并在每基桿塔上均通過(guò)接 地線與接地體相連接，當(dāng)雷云放電雷擊線路時(shí)，因避雷線位 于導(dǎo)線的上方，雷首先擊中避雷線，并藉以將雷電流通過(guò)接 地體泄入大地，從而減少雷擊導(dǎo)線的幾率，起到防雷保護(hù)作 用。35kV線路一般只在進(jìn)、出發(fā)電廠或變電站兩端架設(shè) 避雷線，110kV及以上線路一般沿全線架設(shè)避雷線，避雷線 常用鍍鋅鋼絞線。,三、線路金具 通常把輸電線路使用的金屬部件總稱為金具，它的類型繁多。以下簡(jiǎn)單介紹幾種金具，詳情可查部頒電力金具產(chǎn)品樣本等有關(guān)技術(shù)資料。,1、連接金具 連接金具是用來(lái)連接懸式絕緣子，以構(gòu)成絕緣子串，如球頭掛環(huán)，碗頭掛板（如圖）。,2、接續(xù)金具 接續(xù)金具是用來(lái)連接導(dǎo)線或避雷線的，主要為導(dǎo)線各種壓接方式（鉗壓、液壓、爆壓等）所用的接續(xù)管及補(bǔ)修管、并溝線夾、預(yù)絞絲等。 導(dǎo)線的連接方法主要有鉗接和壓接，當(dāng)導(dǎo)線截面小于等于240mm2時(shí)，采用鉗接管連接，當(dāng)導(dǎo)線截面大于等于300 mm2時(shí)，采用壓接管連接，例如用液壓或爆壓方法連接，避雷線均采用壓接法連接。,3、固定金具 固定金具是用來(lái)將導(dǎo)線固定在絕緣子串上，或?qū)⒈芾拙€固定在金具串上，如懸垂線夾，耐張線夾。此外，在超高壓線路上為了防止和減少電暈的影響，還采用了XGF型防暈懸垂線夾。,4、保護(hù)金具 它包括導(dǎo)線及避雷線的防振金具和絕緣金具。防振金具有：防震錘、護(hù)線條、阻尼線、補(bǔ)修條、鋁包帶等。絕緣金具有：間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)、重錘等。 1）間隔棒。使用在分裂導(dǎo)線上，作用是防止導(dǎo)線之間的鞭擊，抑止微風(fēng)振動(dòng)，抑止次檔距震蕩。,2）均壓環(huán)。用來(lái)均勻絕緣子上電壓分布的環(huán)，以使絕緣子每片承受的電壓基本均勻。 3）屏蔽環(huán)。用來(lái)降低金具上電暈強(qiáng)度的環(huán)稱為屏蔽環(huán)。 4）重錘?？梢砸种茟掖菇^緣子串或跳線絕緣子串搖擺過(guò)大、直線桿塔上導(dǎo)線和避雷線被上拔。 5）防震錘?？梢詼p少振動(dòng)的振幅，從而減少導(dǎo)線的振動(dòng)。,5、拉線金具 主要用于拉線桿塔拉線的緊固、調(diào)整和連接，可分為緊線、調(diào)節(jié)及連接三類。如圖所示為可調(diào)式UT型線夾，利用該線夾可調(diào)節(jié)拉線的松緊；可調(diào)式U型螺絲，可以調(diào)節(jié)拉線的松緊；楔子可以與線夾本體固定拉線。,6、金具材料及機(jī)械強(qiáng)度的計(jì)算 （1）線路金具材料。懸垂線夾的線夾本體及壓板、楔形線夾本體及楔子以及可調(diào)式UT型線夾本體及楔子，均采用KT33-8可鍛鑄鐵，其極限強(qiáng)度不低于370N/mm2。連接金具的U型掛環(huán)、掛板、球頭掛環(huán)，采用極限強(qiáng)度不低于370N/mm2的鑄鋼澆制。標(biāo)稱破壞荷載小于等于12t的碗頭掛板，采用KT33-8牌號(hào)的可鍛鑄鐵。標(biāo)稱破壞荷載大于等于16t的碗頭掛板，采用QT50-5牌號(hào)的球墨鑄鐵。 （2）金具的機(jī)械強(qiáng)度。為了保證線路安全運(yùn)行，金具的機(jī)械強(qiáng)度要有一定的安全系數(shù)。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，金具的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于表中所列數(shù)值。,四、絕緣子 絕緣子是線路絕緣的主要元件，用來(lái)支撐或懸吊導(dǎo)線使之與桿塔絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強(qiáng)度，用來(lái)支持或懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔間不發(fā)生閃絡(luò)的原件，是支撐導(dǎo)線并使之與桿塔絕緣的物體，它是由硬質(zhì)陶瓷或玻璃、塑料制成的。,1、絕緣子的種類和用途 （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(guò)35kV，導(dǎo)線張力不大的直線桿或小轉(zhuǎn)角桿塔。優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)易、價(jià)廉，缺點(diǎn)是耐雷水平不高，容易閃絡(luò)。,（2）瓷橫擔(dān)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(yōu)點(diǎn)，如：絕緣水平高；同時(shí)起到橫擔(dān)和絕緣子的作用，能節(jié)約大量鋼材，并能 提高桿塔懸掛點(diǎn)高度，可節(jié)約線路投資25%30%；運(yùn)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(shù)目與額定電壓有關(guān)。 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(jī)電破壞荷載可分為4t，6t，7t，10t，16t，21t，30t等7個(gè)級(jí)別。,（4）、其他類型絕緣子，如圖所示。防污絕緣子用于通過(guò)污穢地區(qū)（如工業(yè)、化工區(qū)或接近沿海、鹽場(chǎng)、鹽堿地區(qū)等）的線路區(qū)段上。因?yàn)榫€路通過(guò)這些地區(qū)時(shí)，絕緣子表面易沉積一層污穢物質(zhì)，在下霧、毛毛細(xì)雨的天氣，絕緣子表面沉積的污穢物質(zhì)受到潮濕后，會(huì)使絕緣子的耐壓值顯著降低，往往引起閃絡(luò)，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。,2、絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度,3、絕緣子串片數(shù)的選擇和組裝形式,五、桿塔,1、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(shù)的80%以上。在正常情況只承受導(dǎo)線風(fēng)壓和重量，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，材料消耗量較少，造價(jià)較低。,2、耐張桿塔 耐張桿塔是用來(lái)錨固導(dǎo)線、限制線路故障范圍、便利施工與檢修的。除承受導(dǎo)線風(fēng)壓和重力外，還承受導(dǎo)線張力，大多數(shù)兼有轉(zhuǎn)角，因此，還有角度力。故桿塔強(qiáng)度要求較高，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，鋼材消耗量和造價(jià)都比較高。,3、終端桿塔 終端桿塔是輸電線路進(jìn)出變電所或發(fā)電廠的最后或最初一基桿塔。其特點(diǎn)是一側(cè)（線路側(cè)）承受很大導(dǎo)線張力，而另一側(cè)（變電所側(cè)）承受很小的松弛張力。這是因?yàn)樽冸娝T型架的設(shè)計(jì)只能承受很小的導(dǎo)線、避雷線張力。終端桿一般也兼轉(zhuǎn)角。由于桿塔兩側(cè)導(dǎo)線、避雷線的不平衡張力很大，所以材料消耗量大、造價(jià)高，塔型與耐張塔相似。,六、拉線和基礎(chǔ) 1、拉線 為了節(jié)省桿塔鋼材起見，國(guó)內(nèi)外廣泛使用了帶拉線桿塔。拉線材料一般用鍍鋅鋼絞線。拉線上端是通過(guò)拉線抱箍和拉線相連接，下部是通過(guò)可調(diào)節(jié)的拉線金具與埋入地下的拉線棒、拉線盤相連接。 拉線在桿塔上的布置視桿塔型式和它受力情況而定。直線單桿拉線，對(duì)地夾角為60，對(duì)橫擔(dān)夾角為45。拉線在正常大風(fēng)情況承受導(dǎo)線風(fēng)壓、桿身風(fēng)壓和導(dǎo)線垂直荷載，在事故斷線情況拉線承受導(dǎo)線的斷線張力。直線雙桿用的V形拉線，不能承受導(dǎo)線、避雷線及桿身的風(fēng)壓荷載，而只能承受事故斷導(dǎo)線時(shí)的斷線張力。因此，能節(jié)約大量鋼材。,2、基礎(chǔ) 桿塔基礎(chǔ)是用來(lái)支撐桿塔的，一般受到下壓力、上拔力和傾覆力等作用。 （1）鋼筋混凝土桿塔基礎(chǔ) 鋼筋混凝土桿塔一般為裝配式預(yù)制基礎(chǔ)，包括底盤、卡盤，其中帶拉線桿塔基礎(chǔ)包括底盤和拉線盤。底盤承受下壓力，卡盤承受傾覆力，拉線盤