第一章輸電線路概論.ppt

1、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線截面選擇,架空線路 電纜線路,工廠架空電力線路是由電桿、導(dǎo)線、金具、絕緣子、橫擔(dān)構(gòu)成的，為了平衡電桿各方向的拉力，增強(qiáng)電桿穩(wěn)定性，有的電桿上還裝有拉線。為防雷擊，有的架空線路上還架有避雷線。架空線路的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,工廠架空線路,工廠架空線路的結(jié)構(gòu),架空線路的基本結(jié)構(gòu) 1導(dǎo)線；2絕緣子；3橫擔(dān)； 4金具；5拉線；6電桿,1電桿,機(jī)械強(qiáng)度大，維修工作量小，使用年限長(zhǎng)，但價(jià)格較貴且材料來源比較緊張，主要應(yīng)用于高壓架空線路,使用年限長(zhǎng)，維修工作量小，能節(jié)省大量的鋼材和木材，質(zhì)量大，運(yùn)輸與施工不方便,被淘汰,1電桿 （1）直線桿：又稱中間桿，是架空線路使用最多的電桿，大約占全部電桿的8

2、0%。直線桿只承受導(dǎo)線本身的重量和拉力，頂部比較簡(jiǎn)單，一般不裝拉線。 （2）耐張桿：又稱承力桿或錨桿，是為了防止線路某處斷線，使整個(gè)線路拉力不平衡以致傾倒而設(shè)的。通常在耐張桿的前后方各裝一根拉線，用來平衡這種拉力。 （3）終端桿：終端桿是安裝在線路起點(diǎn)和終點(diǎn)的耐張桿。終端桿只有一側(cè)有導(dǎo)線，為了平衡單方向?qū)Ь€的拉力，需要在導(dǎo)線的對(duì)面裝拉線。 （4）轉(zhuǎn)角桿：轉(zhuǎn)角桿用在線路改變方向的地方，通過轉(zhuǎn)角可以實(shí)現(xiàn)線路轉(zhuǎn)彎。 （5）分支桿：分支桿用于線路的分支處，它是一種特殊的耐張桿，受外力作用較多，承受順線路方向的拉力、導(dǎo)線的重力、水平方向的風(fēng)力及分支線路方向的導(dǎo)線拉力、重力等。 （6）特種桿：用于跨越鐵路

3、、公路、河流、山谷的跨越桿塔，線路中導(dǎo)線需要換位處的換位桿塔及其他電力線路所采用的特殊形式的桿塔，統(tǒng)稱為特種桿,2導(dǎo)線 導(dǎo)線有裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩種。架空線路一般采用裸導(dǎo)線。 導(dǎo)線的材料有鋁和銅兩種。 鋁絞線的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，價(jià)格低，缺點(diǎn)是導(dǎo)線性能比銅差，機(jī)械強(qiáng)度低，運(yùn)行中表面易形成氧化鋁薄膜，使接頭的接觸電阻增大。 工廠里最常用的是LJ型鋁絞線。在負(fù)荷較大、機(jī)械強(qiáng)度要求高和35kV及以上的架空線路上，多采用LGJ型鋼芯鋁絞線，用以增強(qiáng)導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。 銅絞線的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性能最好，機(jī)械強(qiáng)度也高，抗腐蝕性能好，但密度大，價(jià)格貴。 導(dǎo)線在電桿上的排列方式，一般為三角形排列或水平排列，也可采用垂直排列,

4、3橫擔(dān) 電桿與橫擔(dān)組裝在一起，其作用是支持絕緣子架設(shè)導(dǎo)線，保證導(dǎo)線對(duì)地及導(dǎo)線與導(dǎo)線之間有足夠的距離。常用的橫擔(dān)有角鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)以及低壓瓷橫擔(dān)。鐵橫擔(dān)的機(jī)械強(qiáng)度高，應(yīng)用廣泛。瓷橫擔(dān)兼有橫擔(dān)和絕緣子的作用，但機(jī)械強(qiáng)度低，一般僅用于較小截面導(dǎo)線的架空線路。 角鐵橫擔(dān)和木橫擔(dān)的長(zhǎng)度根據(jù)導(dǎo)線的根數(shù)、相鄰電桿間擋距（跨距）的大小和線間距離決定。 規(guī)程規(guī)定，高、低壓線路同桿架設(shè)時(shí)，直線桿橫擔(dān)間的垂直距離不小于1.2m，分支桿或轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)間垂直距離不小于1m。低壓線路與低壓線路同桿架設(shè)時(shí)，直線桿橫擔(dān)間的垂直距離不小于0.6m，分支桿或轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)間垂直距離不小于0.3m,表4.1 低壓線路不同擋距時(shí)的最小線間

5、距離,4絕緣子 絕緣子用來支承架空導(dǎo)線，使導(dǎo)線與大地保持足夠的絕緣，同時(shí)還承受著導(dǎo)線的質(zhì)量與其他作用力。 在工廠架空線路上常用的絕緣子有針式絕緣子、蝴蝶式絕緣子、拉線絕緣子，其形式如圖所示,常見的幾種絕緣子,4絕緣子 針式絕緣子有木橫擔(dān)直腳、鐵橫擔(dān)直腳和鐵橫擔(dān)彎腳三種類型。按針腳長(zhǎng)短分為長(zhǎng)腳絕緣子和短腳絕緣子。長(zhǎng)腳絕緣子用在木橫擔(dān)上，短腳絕緣子用在鐵橫擔(dān)上。 蝴蝶式絕緣子用在耐張桿、轉(zhuǎn)角桿和終端桿上。拉線絕緣子用在拉線上，使拉線上下兩段互相絕緣,5金具和拉線 金具是架空線路上用來連接導(dǎo)線、安裝橫擔(dān)和絕緣子等所用到的金屬部件,圖4.9 常用的金具,5金具和拉線 圓形抱箍可以把拉線固定在電桿上 花

6、籃螺絲可以調(diào)節(jié)拉線的緊度 橫擔(dān)墊鐵和橫擔(dān)抱箍可以把橫擔(dān)裝在電桿上 支撐扁鐵從下面支撐橫擔(dān)，可以防止橫擔(dān)歪斜，支撐扁鐵的下端需要固定在帶凸抱箍上 木橫擔(dān)安裝在木電桿上時(shí)，需要用穿心螺釘擰緊 各種金具都應(yīng)該鍍鋅或涂漆，防止生銹,1線路巡視 （1）定期巡視 （2）特殊巡視 （3）夜間巡視 （4）故障巡視 （5）登桿塔巡查,架空線路的運(yùn)行管理和檢修,2事故預(yù)防 架空配電線路經(jīng)常出現(xiàn)故障的設(shè)備有電桿、導(dǎo)線、絕緣子等。應(yīng)根據(jù)事故特點(diǎn)，掌握季節(jié)和環(huán)境變化，采取以下的預(yù)防措施,架空線路的運(yùn)行管理和檢修,1）防污 （2）防雷 （3）防暑監(jiān)視 （4）防寒防凍 （5）防風(fēng) （6）防汛,3線路檢修 低壓架空線路長(zhǎng)期露

7、天運(yùn)行，受環(huán)境和氣候影響會(huì)發(fā)生斷線、污染等故障。為確保線路長(zhǎng)期安全運(yùn)行，必須堅(jiān)持經(jīng)常性的巡視和檢查，以便及時(shí)消除設(shè)備隱患。 （1）電桿電桿的檢修主要是加固電桿基礎(chǔ)，扶直傾斜的電桿，修補(bǔ)有裂紋露鋼筋的水泥桿，處理接觸不良的接頭和松弛、脫落的綁線，緊固電桿各部分的連接螺母，更換或加固腐朽的木桿及橫擔(dān)。 （2）導(dǎo)線檢修導(dǎo)線主要是調(diào)整導(dǎo)線的弧垂，修補(bǔ)或更換損傷的導(dǎo)線，調(diào)整交叉跨越距離。 （3）絕緣子絕緣子要清掃，并及時(shí)更換劣質(zhì)或損壞的絕緣子、金具或橫擔(dān),架空線路的運(yùn)行管理和檢修,電纜線路,電纜的結(jié)構(gòu)、型號(hào)及敷設(shè),1電纜的種類 （1）按電壓可分為高壓電纜和低壓電纜。 （2）按線芯數(shù)可分為單芯、雙芯、三芯

8、和四芯等。 （3）按絕緣材料可分為油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜和橡膠絕緣電纜及交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜等，還有正在發(fā)展的低溫電纜和超導(dǎo)電纜,1電纜的種類 油浸紙絕緣電纜成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，易于安裝和維護(hù)，不宜用在有高度差的環(huán)境下。 塑料絕緣電纜穩(wěn)定性高，安裝簡(jiǎn)單，但塑料受熱易老化變形。 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜耐熱性好，載流量大，適宜高落差甚至垂直敷設(shè)。 橡膠絕緣電纜彈性好，性能穩(wěn)定，防水防潮，一般用做低壓電纜,2電力電纜的基本結(jié)構(gòu) 電纜由線芯、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。 線芯導(dǎo)體要有好的導(dǎo)電性，以減少輸電時(shí)線路上能量的損失,圖4.10 電纜的剖面圖 1鉛皮；2纏帶絕緣； 3芯線絕緣； 4填充物；

9、5導(dǎo)體,2電力電纜的基本結(jié)構(gòu) 絕緣層的作用是將線芯導(dǎo)體間及保護(hù)層相隔離，因此必須具有良好的絕緣性能、耐熱性能。油浸紙絕緣電纜以油浸紙作為絕緣層，塑料電纜以聚氯乙烯或交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層。 保護(hù)層又可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層兩部分，內(nèi)護(hù)層直接用來保護(hù)絕緣層，常用的材料有鉛、鋁和塑料等。外護(hù)層用以防止內(nèi)護(hù)層免受機(jī)械損傷和腐蝕，通常為鋼絲或鋼帶構(gòu)成的鋼鎧，外覆瀝青、麻被或塑料護(hù)套。 電纜頭指的是兩條電纜的中間接頭和電纜終端的封端頭。電纜頭是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)，在施工和運(yùn)行中要由專業(yè)人員進(jìn)行操作,3電纜的型號(hào) 電纜型號(hào)中的字母排列一般按照下列次序： 絕緣種類線芯材料內(nèi)護(hù)層其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外護(hù)層,3電纜的型號(hào),電

10、力電纜型號(hào)中各符號(hào)的含義,電纜的結(jié)構(gòu)、型號(hào)及敷設(shè),4電纜的敷設(shè),1）直接埋地，如圖所示（單位：mm,電纜直接埋地,4電纜的敷設(shè),2）敷設(shè)在混凝土管中，如圖所示（單位：mm,電纜敷設(shè)在混凝土管中,4電纜的敷設(shè),3）敷設(shè)在電纜溝中，如圖所示（單位：mm,電纜敷設(shè)在電纜溝中 1蓋板；2電纜支架；3預(yù)埋鐵件,4電纜的敷設(shè),對(duì)于車間內(nèi)線路的敷設(shè)，可采用沿墻架設(shè)、沿梁架設(shè)或電纜穿管埋地敷設(shè)等方式,組合式匯線橋架空間布置示意圖,電纜線路的運(yùn)行維護(hù),4電纜的敷設(shè),保證電纜正常運(yùn)行要注意以下幾個(gè)方面： （1）塑料電纜不允許浸水。 （2）要經(jīng)常測(cè)量電纜的負(fù)荷電流，防止電纜過負(fù)荷運(yùn)行。 （3）防止受外力損壞。 （4

11、）防止電纜頭套管出現(xiàn)污閃,4電纜的敷設(shè),表4.3 電力電纜線路常見故障和預(yù)防方法,供電線路導(dǎo)線和電纜的選擇,導(dǎo)線、電纜選擇的內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是選型號(hào)，二是選截面,導(dǎo)線和電纜型號(hào)的選擇,1常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇,戶外架空線路一般采用裸導(dǎo)線，其常用型號(hào)適用范圍如下： （1）鋁絞線（LJ）。戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10kV及以下線路上，其桿距不超過100125m。 （2）鋼芯鋁絞線（LGJ）。此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流電的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過，所以鋼

12、芯鋁絞線的截面面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kV及以上的架空線路上多被采用。 （3）銅絞線（TJ）。銅絞線導(dǎo)電性能好，對(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定,2常用電力電纜型號(hào)及選擇,供電系統(tǒng)中常用電力電纜型號(hào)及適用范圍如下： （1）油浸紙絕緣鋁包或鉛包電力電纜（如鋁包鋁芯ZLL型，鋁包鉛芯ZL型）。它具有耐壓強(qiáng)度高，耐熱能力好，使用年限長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使用最普遍。這種電纜在工作時(shí)，其內(nèi)部浸漬的油會(huì)流動(dòng)，因此不宜用在有較大高度差的場(chǎng)所。如610kV電纜水平高度差不應(yīng)大于15m，以免低端電纜頭脹裂漏油。 （2）塑料絕緣電力電纜。這種電纜重量

13、輕、耐腐蝕，可以敷設(shè)在有較大高度差，甚至是垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐步取代油浸紙絕緣電纜的趨向。目前生產(chǎn)的有兩種：一種是聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套的全塑電力電纜（VLV和VV型），已生產(chǎn)至10kV電壓等級(jí)。另一種是交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜（YJLV和YJV型），已生產(chǎn)至35kV電壓等級(jí),3常用絕緣導(dǎo)線型號(hào)及選擇,工廠車間內(nèi)采用的配電線路及從電桿上引進(jìn)戶內(nèi)的線路多為絕緣導(dǎo)線。配電干線也可采用裸導(dǎo)線和電纜。絕緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能好，價(jià)格較低，又可節(jié)約大量橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡皮絕緣線。由于塑料在低溫時(shí)要變硬變脆，高溫時(shí)易軟化，因此塑料絕緣導(dǎo)線不

14、宜在戶外使用。 車間內(nèi)常用的塑料絕緣導(dǎo)線型號(hào)有：BLV塑料絕緣鋁芯線，BV塑料絕緣銅芯線，BLVV（BVV）塑料絕緣塑料護(hù)套鋁（銅）芯線。BVR塑料絕緣銅芯軟線。常用橡皮絕緣導(dǎo)線型號(hào)有：BLX（BX）棉紗編織橡皮絕緣鋁（銅）芯線，BBLX（BBX）玻璃絲編織橡皮絕緣鋁（銅）芯線，BLXG（BXG）棉紗編織、浸漬、橡皮絕緣鋁（銅）芯線（有堅(jiān)固保護(hù)層，適用面寬），BXR棉紗編織橡皮絕緣軟銅線等。上述導(dǎo)線中，軟線宜用于儀表、開關(guān)等活動(dòng)部件，其他導(dǎo)線除注明外，一般均可用于戶內(nèi)干燥、潮濕場(chǎng)所固定敷設(shè),導(dǎo)線和電纜截面的選擇,從滿足正常發(fā)熱條件看，要求通過導(dǎo)線或電纜的電流不應(yīng)大于它的允許載流量 從滿足機(jī)械強(qiáng)

15、度條件看，要求架空導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于它的最小截面 從保證電壓質(zhì)量看，線路電壓損失不應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗 滿足經(jīng)濟(jì)要求,對(duì)于35kV及110kV高壓供電線路，其截面主要按照經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，但應(yīng)按允許載流量來校驗(yàn)。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗的校驗(yàn)。車間內(nèi)動(dòng)力線路一般按照允許載流量來選擇截面。照明線路一般按照電壓損耗來選擇,導(dǎo)線和電纜截面的選擇,1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線、電纜截面,截面選得越大，電能損耗就越小，但線路投資及維修管理費(fèi)用就越高；截面選得小，線路投資及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗則增加。綜合考慮這兩方面的因素，定出總的經(jīng)濟(jì)效益為最好的截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)

16、應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度,AJn=Imax/jn,式中 Ajn 導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面； Imax 線路最大長(zhǎng)期工作電流； jn 經(jīng)濟(jì)電流密度,2按允許載流量選擇導(dǎo)線、電纜截面,為保證安全可靠，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不能超過其允許值?；蛘哒f通過導(dǎo)線的計(jì)算電流或正常運(yùn)行方式下的最大負(fù)荷電流Imax應(yīng)當(dāng)小于它的允許載流量,IalIc,式中 Ial導(dǎo)線允許載流量； Ic線路最大長(zhǎng)期工作電流，即最大負(fù)荷電流,2按允許載流量選擇導(dǎo)線、電纜截面,相同截面下，銅的載流能力是鋁的1.3倍，因此若導(dǎo)線為TJ型銅絞線時(shí)，其允許載流量為相同截面LJ型鋁絞線允許載流量的1.3倍。 允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。查

17、允許載流量時(shí)注意根據(jù)環(huán)境溫度查出或乘上溫度修正系數(shù)求出相應(yīng)的允許載流量,導(dǎo)體正常工作時(shí)的最高允許溫度； 導(dǎo)體允許載流量所采用的環(huán)境溫度； 導(dǎo)體敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度,3按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面,架空裸導(dǎo)線和不同敷設(shè)方式的絕緣導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于其最小允許截面的要求，可查表進(jìn)行校驗(yàn)。規(guī)程規(guī)定110kV架空線路不得采用單股線。電纜不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度,表4.14 架空裸導(dǎo)線的最小截面,4按電壓損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面,為了保證用電設(shè)備端子處電壓偏移不超過其允許值，設(shè)計(jì)線路時(shí)，高壓配電線路的電壓損耗一般不超過線路額定電壓的5%，從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備端子處的低壓配電線路的電壓損耗，一般也不超過線路額定電

18、壓的5%（以滿足用電設(shè)備要求為限）。如果線路電壓損耗超過了允許值，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，使之小于允許電壓損耗。 對(duì)于輸電距離較長(zhǎng)或負(fù)荷電流較大的線路，必須按允許電壓損耗來選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線的截面,式中 線路實(shí)際的電壓損耗； P、Q干線上總的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷； l線路的長(zhǎng)度； R0、X0線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗； UN線路的額定電壓,4按電壓損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面,對(duì)于架空線路可先取 ，對(duì)于電纜線路可先取 ，因此可由上式求出R0： R0 于是，可導(dǎo)出滿足電壓損耗要求的導(dǎo)線截面A： A 式中 導(dǎo)線材料的電阻率。 根據(jù)上式所得A值選出導(dǎo)線標(biāo)稱截面后，再根據(jù)線路布置情況得出實(shí)際和代入式（3-31）再進(jìn)行校驗(yàn),例3.2 設(shè)有一回10k