電力工程--輸電線路

1、輸電線路輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來實(shí) 現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、導(dǎo)線、 絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成，架設(shè)在地面z上。按照輸送電流的 性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。（19iu：紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。但由于 直流輸電的電壓在當(dāng)吋技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。19壯紀(jì) 末，肓流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20壯紀(jì)電氣化社會的新時 代。）常用術(shù)語輸電線路常用專業(yè)術(shù)語主要有：桿塔高度、桿塔呼稱高度、懸掛點(diǎn)高度、線間距離、根 開

2、、架空地線保護(hù)角、桿塔埋深、跳線、導(dǎo)線的初伸長、檔距、分裂導(dǎo)線、弧垂、限距、水 平檔距、垂直檔距、代表檔距、導(dǎo)線換位、導(dǎo)（地）線振動、桿塔。1、桿塔高度：桿塔最高點(diǎn)至地面的垂直距離，稱為桿塔高度。用h1表示。2、桿塔呼稱高度：桿塔最下層橫擔(dān)至地而的垂宜距離稱為桿塔呼稱高度，簡稱呼稱高, 用h2表示。3、懸掛點(diǎn)高度：導(dǎo)線懸掛點(diǎn)至地而的垂總距離，稱為導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度，用h3表示。4、線間距離：兩相導(dǎo)線z間的水平距離，稱為線間距離，用d表示。5、根開：兩電桿根部或塔腳之間的水平距離，稱為根開。用a表示。6、架空地線保護(hù)角：架空地線和邊導(dǎo)線的外側(cè)連線與架空地線鉛垂線之間的夾角，稱 為架空地線保護(hù)角。7、

3、桿塔埋深：電桿（塔慕）埋入土壤中的深度稱為桿塔埋深。用h0表示。8、跳線：連接承力桿塔（耐張、轉(zhuǎn)角和終端桿塔）兩側(cè)導(dǎo)線的引線，稱為跳線，也稱引 流線或弓子線。9、導(dǎo)線的初伸長：當(dāng)導(dǎo)線初次受到外加拉力而引起的永久性變形（延著導(dǎo)線軸線伸長）, 稱為導(dǎo)線初伸長。10、檔距：相鄰兩棊桿塔z間的水平直線距離，稱為檔距，一般用l表示。11、分裂導(dǎo)線：一相導(dǎo)線由多根（冇2根、3根、4根）組成型式，稱為分裂導(dǎo)線。它相當(dāng) 于加粗了導(dǎo)線的“等效直徑”，改善導(dǎo)線附近的電場強(qiáng)度，減少電暈損失，降低了對無線電 的干擾，及捉高送電線路的輸送能力。12、弧垂：對于水平架設(shè)的線路來說，導(dǎo)線相鄰兩個懸掛點(diǎn)之間的水平連線與導(dǎo)線最

4、 低點(diǎn)的垂直距離，稱為弧垂或弛度。用f表示。13、限距：導(dǎo)線對地而或?qū)Ρ豢缭皆O(shè)施的最小距離。一般指導(dǎo)線最低點(diǎn)到地而的最小 允許距離，常用h表示。14、水平檔距：相鄰兩檔距之和的一半，稱為水平檔距15、垂肯檔距：相鄰兩檔距間導(dǎo)線最低點(diǎn)之間的水平距離，稱為垂肓檔距。16、代表檔距：一個耐張段里，除弧立檔外，往往有多個檔距。山于導(dǎo)線跨越的地形、 地物不同，各檔距的大小不相等，導(dǎo)線的懸掛點(diǎn)標(biāo)高也不一樣，各檔距的導(dǎo)線受力情況也不 同。而導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂跟檔距的關(guān)系非常密切，檔距變化，導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂也變化，如 果每個檔距一個一個計算，會給導(dǎo)線力學(xué)計算帶來i木i難。但一個耐張段里同一相導(dǎo)線，在施 工時是一

5、道收緊起來的，因此，導(dǎo)線的水平拉力在整個耐張段里是相等的，即各檔距弧垂最 低點(diǎn)的導(dǎo)線應(yīng)力是相等的。我們把人小不等的一個多檔距的i耐張段，用-個等效的假想檔距 來代替它，這個能夠表達(dá)整個耐張力學(xué)規(guī)律的假想檔距，稱z為代表檔距或稱為規(guī)律檔距, 用l0表示。17、導(dǎo)線換位：送電線路的導(dǎo)線排列方式，除正三角形排列外，三根導(dǎo)線的線間距離 是不相等。而導(dǎo)線的電抗取決于線間距離及導(dǎo)線半徑，因此，導(dǎo)線如不進(jìn)行換位，三札i阻抗 是不平衡的，線路愈長，這種不平衡愈嚴(yán)重。因而，會產(chǎn)生不平衡電壓和電流，對發(fā)電機(jī)的 運(yùn)行及無線電通信產(chǎn)生不良的影響。送電線路設(shè)計規(guī)程規(guī)定“在屮性點(diǎn)宜接接地的電力網(wǎng) 屮，長度超過100km的

6、送電線路均m換位”。一般在換位塔進(jìn)行導(dǎo)線換位。18、導(dǎo)（地）線振動：在線路檔距屮，當(dāng)架空線受到垂直于線路方向的風(fēng)力作用時，就會 在其背風(fēng)面形成按一定頻率上下交替的穩(wěn)定渦流（如圖2-3示），在渦流升力分量的作用下， 使架空線在其垂宜面內(nèi)產(chǎn)生周期性振蕩，稱為架空線振動。19、桿塔：桿塔是支承架空線路導(dǎo)線和架空地線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線z間，導(dǎo)線和架空 地線z間，導(dǎo)線與桿塔z間，以及導(dǎo)線對大地和交叉跨越物z間有足夠的安全距離。常規(guī)桿塔型號表示方法:按桿塔用途分類代號含義:z-直線桿塔d-終端桿塔zj-直線轉(zhuǎn)角桿塔f分支桿塔n-耐張桿塔k跨越桿塔j轉(zhuǎn)角桿塔h換位桿塔(2)按桿塔外形或?qū)Ь€布置型式代號含義:q

7、 o上字型sz-一正傘型c-叉骨型(鳥骨型)sd-倒傘型m-貓頭型t-田字型vv字型w一王字型j一三角型a-a字型g-干字型me-門型y一羊角型gu-一鼓型b酒杯型存在問題1雷擊。雷雨季節(jié)遭受雷擊機(jī)會很多。線路遭受雷擊冇三種情況：一是雷擊于線路導(dǎo)線 上，產(chǎn)生直擊雷過電壓；二是雷擊避雷線后，反擊到輸電線上；三是雷擊于線路附近或桿塔 上，在輸電線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。無論是直擊雷過電壓還是感應(yīng)過電壓，都使得導(dǎo)線上產(chǎn)生 大量電荷，這些電荷以近于光的速度（每秒30萬公里）向?qū)Ь€兩邊傳播，這就是雷電進(jìn)行 波。直擊雷過電壓，輕則引起線路絕緣子閃烙，從而引起線路單相接地或跳閘，重則引起絕 緣了破裂、擊穿、斷線等

8、事故，造成線路較長時間的供電屮斷。雷電進(jìn)行波順線路侵入到變 電站，威脅電氣設(shè)備的絕緣，造成避雷器爆炸、主變壓器絕緣損壞等事故，肓接影響了變電 站的安全運(yùn)行。2. 覆冰。在低溫雨雪天氣里，大氣寒冷時，由于濕度高，大量水氣凝聚在導(dǎo)線表面造成 覆冰，容易造成電力系統(tǒng)的冰凍災(zāi)害。覆冰時保桿兩側(cè)的張力不平衡，會出現(xiàn)導(dǎo)線斷落沖擊 荷載造成倒桿；結(jié)冰的電線遇冷會收縮，風(fēng)吹引起震蕩，電線有時會因不勝重荷而斷裂，即 使不斷舞動時間過長，也會使導(dǎo)線、塔桿、絕緣了和金具等受到不平衡沖擊而疲勞損傷。由 覆冰、舞動引起的輸電線路倒桿（塔）、斷線及跳閘事故會給電力系統(tǒng)的輸電線路造成重人的 損害，更會威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)

9、行和供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。3. 外力破壞。外力破壞電力線路引起的故障越來越多，情況也鮫復(fù)雜，分布而廣。在山 區(qū)，開山炸石很容易炸傷絕緣子、炸斷導(dǎo)線；在線路經(jīng)過的下方燃燒農(nóng)作物，火焰和濃煙易 導(dǎo)致線路跳閘；在線路保護(hù)區(qū)內(nèi)施工的人型吊車、挖掘機(jī)有時會碰斷導(dǎo)線，撞壞塔桿等；還 有些不法分子受到經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使盜竊塔材、拉線等電力設(shè)施；以及在輸電線路卜-釣魚、違 章施工等。線路借戶輸電線路的保護(hù)有主保護(hù)與后備保護(hù)z分。主保護(hù)主保護(hù)一般有兩種縱差保護(hù)和三段式電流保護(hù)。而在超高壓系統(tǒng)屮現(xiàn)在主要采用高頻保護(hù)。后備制戶后備保護(hù)主要有距離保護(hù)，零序保護(hù)，方向保護(hù)等。電壓保護(hù)和電流保護(hù)由于不能滿足可靠性和選擇性現(xiàn)在

10、i般不單獨(dú)使用一般是二者配 合使njo n各種保護(hù)都配冇自動垂合閘裝置。而保護(hù)又冇相間和單相z分。如是雙回線路則 需要考慮方向。在整定時則需要注意各個保護(hù)z間的配合。還要考慮輸電線路電容，互感，冇無分支線 路。和分支變壓器，系統(tǒng)運(yùn)行方式，接地方式，重合閘方式等。還冇一點(diǎn)重要的是在220kv 及以上系統(tǒng)的輸電線路，山于電壓等級高故障主要是單相接地故障，有吋可能會岀現(xiàn)故障電 流小于負(fù)荷電流的情況。而且受各種線路參數(shù)的影響較人。在配制保護(hù)吋尤其要充分考慮各 種情況和參數(shù)的彫響。注意問題路徑選擇路徑選擇和勘測是整個線路設(shè)計屮的關(guān)鍵，方案的合理性對線路的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)和施 工、運(yùn)行條件起著重要作用。為了

11、做到既合理的縮範(fàn)路徑氏度、降低線路投資乂保證線路安 全可靠、運(yùn)行方便，一條線路冇時盂要徒步往返35趟才能確定出最佳方案，所以線路勘 測工作是對設(shè)計人員業(yè)務(wù)水平、耐心和責(zé)任心的綜合考驗(yàn)。在工程選線階段，設(shè)計人員要根據(jù)每項(xiàng)工程的實(shí)際情況，對線路沿線地上、地下、在建、 擬建的工程設(shè)施進(jìn)行充分搜資和調(diào)研，進(jìn)行多路徑方案比選，盡可能選擇長度短、轉(zhuǎn)角少、 交叉跨越少，地形條件較好的方案。綜合考慮清賠費(fèi)用和民事工作，盡可能避開樹木、房屋 和經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)。在勘測工作中做到兼顧桿位的經(jīng)濟(jì)介理性和關(guān)鍵桿位設(shè)立的可能性（如轉(zhuǎn)介點(diǎn)、交跨點(diǎn) 和必須設(shè)立桿塔的特殊地點(diǎn)等），個別特殊地段更要反復(fù)測雖比較，使桿塔位置盡量避

12、開交 通困難地區(qū)，為組立桿塔和緊線創(chuàng)造較好的施工條件。桿塔選型不同的桿塔型式在造價、占地、施丁、運(yùn)輸和運(yùn)行安全等方面均不相同，桿塔工程的費(fèi) 用約占整個工程的30%40%,合理選擇桿塔型式是關(guān)鍵。對于新建工程若投資允許一般只選用12種直線水泥桿，跨越、耐張和轉(zhuǎn)角盡量選用 角鋼塔，材料準(zhǔn)備簡單明了、施工作業(yè)方便且提高了線路的安全水平。對于同塔多回沿規(guī) 劃路建設(shè)的線路，桿塔一般采用占地少的鋼管塔，但大的轉(zhuǎn)角塔若采用鋼管塔山于結(jié)構(gòu)上的 原因極易造成桿頂撓度變形，基礎(chǔ)施工費(fèi)用也會比角鋼塔增加一倍，直線塔采用鋼管塔，轉(zhuǎn) 角塔采用角鋼塔的方案比較合理，能夠滿足環(huán)境、投資和安全要求。針對多條老線路運(yùn)行十幾年后

13、出現(xiàn)對地距離不夠造成隱患的情況，在新建線路設(shè)計屮適 當(dāng)選川較高的桿塔并縮小水平檔距可捉高導(dǎo)線對地距離。在線路加高工程屮設(shè)計采川占地 小、安裝方便的酒杯型（y型）鋼管塔，施工工期可由傳統(tǒng)桿塔的35天縮短為1天，能夠 減少施工停電時間。結(jié)束語縱觀近年來的輸電建設(shè)工程，何項(xiàng)工程都有各口特點(diǎn)，設(shè)計中脫離工程實(shí)際，一味綸搬 偵套是無法保證設(shè)計質(zhì)量與滿足電網(wǎng)發(fā)展需要的。只有結(jié)合實(shí)際，因地制宜，通過優(yōu)化方案, 科技攻關(guān)，不斷探索與創(chuàng)新，才能滿足建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)的要求，才能開創(chuàng)工程設(shè)計“技術(shù)先進(jìn)、 安全合理”的全新局面。補(bǔ)充：斷路器（英文名稱：circuit-breaker, circuit breaker）是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈?條件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的吋間內(nèi)承