1.輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)解析

1、模塊1輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)【模塊描述】本模塊主要介紹輸電線路的基礎(chǔ)知識(shí)。 通過概念描述和圖例講 解，使學(xué)員能夠認(rèn)知導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具、桿塔、基礎(chǔ)、拉線、接地裝 置及附屬設(shè)施等元件?！菊摹恳?、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（簡稱避雷線）、金具、 絕緣子、桿塔、拉線和基礎(chǔ)、接地裝置等，如圖。7接地裝置俯視圖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;34067七-七EZP接地裝置俯視圖91避雷線；2

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;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)?，F(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

3、-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

4、難，故我國只在個(gè)別線路上使用。圖0 3 IS合金純此外，還有以下幾種特殊用途的導(dǎo)線：1、大檔距導(dǎo)線國外大跨越中，要求導(dǎo)線具有特高抗拉強(qiáng)度，采用過硅銅線、鍍鋅鋼線、鋁 包鋼線等。2、防腐蝕導(dǎo)線線路經(jīng)過海邊及污穢地區(qū)，為提高導(dǎo)線的抗腐蝕能力，延長使用壽命， 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，已引起各國的重視。£圖05 宮困尼諾線I 一內(nèi)芯上一界尿顱»=空吒剛4、光滑導(dǎo)線光滑導(dǎo)線由于外

5、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，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度相同；(2) 單位電納大，等于增加了無功補(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

6、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接地線與接地體相連接，當(dāng)雷云放電雷擊線起到防雷保護(hù)作用。35kV線路一般只在110kV及以上線路一般沿全線架設(shè)避雷路時(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接地 體泄入大地，從而減少雷擊導(dǎo)線的幾率， 進(jìn)、出發(fā)電廠或變電站兩端架設(shè)避雷線， 線，避雷線常用鍍鋅鋼絞線。(三) 、線路金具它的類型繁多。以下簡單介紹通常把輸電線路使用的金屬部件總稱為金具, 幾種金具。；1、連接金具連接金具是用來連接懸式絕緣子， 以構(gòu)成絕緣子串，如球頭掛環(huán)，碗頭掛板（如圖）。(a)(b)Cc)«）圖卜9常用的連接金具（fl）球頭

7、掛環(huán)* 5）碗頭掛板；（c直角掛板,Cd） U型g環(huán)2、接續(xù)金具接續(xù)金具是用來連接導(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240mm時(shí)，采用鉗 接管連接，當(dāng)導(dǎo)線截面大于等于300 mm2寸，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。圖KLO導(dǎo)線的連接方法Ca）鉗壓f （b）液壓1 一導(dǎo)線！ 2鉗壓接續(xù)管（3鋁管;4一鋼管,5-鋼絞線（鋼芯3、固定金具固定金具是用來將導(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

8、上為了防止和減少電暈的影響，還采 用了 XG型防暈懸垂線夾。 - -IJII7T圖】-e懸垂線夾K5圖卜8 I耐張線夾(a) «鮭型耐雀皺殼及安藏形式(b)壓蠟型耐張線來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。a 141妗觸姍賺寓 1-122SOOkV凹甘舉導(dǎo)絨 曲冋隔4*O OO Q2) 均壓環(huán)。用來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)。用來降

9、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 Lffi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。It-fflH4可調(diào)式irr型線夾1 可2-«/ 3-毀夾圖卜15 *用拉線組合方ft1一可調(diào)式£一«旳«畑3=&線* 4一拉蜒#6金具材料及機(jī)械強(qiáng)度的計(jì)算(1) 線路金

10、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。金具安全廉H*«路Tff情況賢童系ftI安全柔56運(yùn) frltaNST斷找1

11、*況111,5金具承受拉荷載時(shí).安金系數(shù)為(1-1)式中K-一金ft的蟲全系數(shù)t的規(guī)定，標(biāo)稱破壞荷295、490、585kN 等可根據(jù)使用悄況男行T 金具的®壞荷載，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2315-85) 載系列分為 39, 69、98* 118. 157, 196、245、 10個(gè)零級(jí)；1作用在金具上的眾大荷熱kN.在設(shè)計(jì)線路時(shí)，應(yīng)盡a采用國家標(biāo)準(zhǔn)金具特殊«況下, 加匸(四) 、絕緣子絕緣子是線路絕緣的主要元件，用來支撐或懸吊導(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)

12、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 35kV，導(dǎo) 線張力不大的直線桿或小轉(zhuǎn)角桿塔。優(yōu)點(diǎn)是制造簡易、價(jià)廉， 缺點(diǎn)是耐雷水平不 咼，容易閃絡(luò)。Iftr(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。r中川"LT(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

13、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污穢地區(qū)(如工業(yè)、 化工區(qū)或接近沿海、鹽場、鹽堿地區(qū)等)的線路區(qū)段上。因?yàn)榫€路通過這些地區(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。ji .；沖Bi2、絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度(1*2)Ti mu 式中K瞬子機(jī)

14、械強(qiáng)度的安全系數(shù)T,瓷橫擔(dān)的受彎破壞荷載或懸式絕塊子Ih機(jī)電試驗(yàn)的試驗(yàn)荷載，N* 丁冋絕緣子®大使用甌N.3、絕緣子串片數(shù)的選擇和組裝形式絕緣子串的片數(shù)決定原亂按工作電壓所要求的泄轆離來決定鼠-般地 區(qū)單位泄霞瞰不小于L 6«n/kV,并按內(nèi)外過電腰求進(jìn)行驗(yàn)JL在1000m W下非污穢地區(qū).按）CP-6型組合暴垂«集子串的片亂不同電 壓等級(jí)要求的數(shù)值如表卜3所示.«1-3電ft (kV)351101i30500xp-eflietfftl w351學(xué)10n11928a »aa過 KMXhn的地區(qū)lOOm.內(nèi)外ftStJl大 1%.2）為了控制風(fēng)酬

15、，機(jī)採用Y形鱗子軋3）耐駄 酬和躺滯均釆用耐張絕辭気它敘詐線全部張九小型 旖線采用單車耐張絕紆恥大型弼線來用雙串耐張絕鼾串；330-50flkV 鮭擁用均壓描區(qū)（五）、桿塔用來支持導(dǎo)線.難雷線及其他附件，使導(dǎo)績避雷縱桿塔彼此保持-定的安全 飜*并使導(dǎo)線對(duì)地甌交叉蹴m或其他翊物等設(shè)施保持允許揪全距飢按照稈翻料的不尿-般分為木機(jī) 繃W5土松 贈(zèng)三楸國外還采用了 鋁合僉粗我風(fēng)森林資源貶.故木桿已不再使用。桿堆可分為直線M耐張型兩気直卿包額線桿斛直線撕桿塔；耐張型 包括鳩甌終船軋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

16、簡單，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。圖0-38綣塔進(jìn)岀線示意圖（六）、拉線和基

17、礎(chǔ)1、拉線為了節(jié)省桿塔鋼材起見，國內(nèi)外廣泛使用了帶拉線桿塔。拉線材料一般用鍍 鋅鋼絞線。拉線上端是通過拉線抱箍和拉線相連接，下部是通過可調(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。ffi 0 53 直線驅(qū)桿V形拉找O SZ It戟單桿垃戟2、基礎(chǔ)包括底盤、卡盤，其中帶拉線桿塔 底盤承受下壓力，卡盤承受傾覆力，拉線盤承受上拔力。ff 0=43 卡fta (J 44 ft址嶽桿塔基礎(chǔ)是用來支撐桿塔的，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)， 基礎(chǔ)包括底盤和拉線盤。(2)鐵