教你認(rèn)識(shí)沿途的輸電線路

1、教你認(rèn)識(shí)沿途的輸電線路 實(shí)話說(shuō)，即便是學(xué)電的、在電力系統(tǒng)工作的人都不一定認(rèn)識(shí)輸電線路，輸電工程的確太復(fù)雜了，基本算純工程性問(wèn)題，想了解并不容易。先說(shuō)說(shuō)輸電桿塔的概念，輸電導(dǎo)線是由輸電桿塔一段一段撐起來(lái)的，高電壓等級(jí)的用“鐵塔”，低電壓等級(jí)的比如居民區(qū)里見(jiàn)的一般用“木頭桿”或“水泥桿”，合起來(lái)統(tǒng)稱“桿塔”。高電壓等級(jí)的線路需要有更大的安全距離，所以要架得很高，只有鐵塔才能有能力負(fù)擔(dān)數(shù)十噸的線路，一根電線桿架不了這么高、也沒(méi)這么大支撐力，所以電線桿都是較低電壓等級(jí)的。電壓等級(jí)都是說(shuō)線電壓，ABC三相中任意兩相之間的電壓。家里用的220V是相電壓，是三相中任意一相對(duì)大地的電壓。實(shí)際家里用電是380V

2、線電壓的(220V的根號(hào)3倍)，只是到了樓門(mén)口了，才三相分開(kāi)，比如ABC三相各入一棟樓的三個(gè)單元。380V電壓等級(jí)在電力系統(tǒng)也叫0.4kV電壓等級(jí)，對(duì)比下目前的1000kV特高壓輸電線路，差2500倍，顫抖吧我們?cè)诼眯醒赝究吹降囊话愣际禽旊婅F塔，至于塔型什么的沒(méi)啥意思就不說(shuō)了，貓頭塔、酒杯塔、門(mén)型塔、V字塔都是“象形”的，看樣子就知道。輸電線路也分直流和交流(DC和AC)，直流好認(rèn)但不是很常見(jiàn)，國(guó)內(nèi)的線路就那么幾條，碰上不容易。下圖就是±800kV云南至廣東的輸電線路。鐵塔是T型的，下面吊著兩回輸電線路，一邊正極，一邊負(fù)極。仔細(xì)看鐵塔上面還伸出來(lái)了兩個(gè)小“角”，一邊也各一條“細(xì)線”，

3、這不是輸電用的，而是避雷用的避雷線，也叫地線。(避雷概念參見(jiàn)“雷電軼事與防雷”，回復(fù)“雷電”)下面集中說(shuō)說(shuō)交流線路，這個(gè)幾乎“大寶天天見(jiàn)”。交流的一回線路有ABC三相，輸電鐵塔最頂端頂著的是避雷線。雷暴多地區(qū)或電壓等級(jí)高的線路是兩根避雷線，雷暴不嚴(yán)重或電壓等級(jí)低的線路可以減少到一根避雷線，這個(gè)是從工程實(shí)際和省錢的角度選擇的，反正大家看到最頂端細(xì)細(xì)的一或兩根線就知道是避雷線了。避雷線都是直接跟鐵塔相連的，為的是把雷擊時(shí)的電流能順著鐵塔引到地里面去。下圖就是只有一根避雷線的線路。避雷線一般都高電壓等級(jí)的空曠地區(qū)的輸電鐵塔用，咱們看到的電線桿上一般很少有避雷線，一是電線桿一般是在城市內(nèi)，有其他更高的

4、建筑可以被雷劈；二是本來(lái)低電壓等級(jí)的電線桿就送不了多少電，還要架根避雷線的成本就高了。避雷線下面就是輸電線路了，根數(shù)都是3的倍數(shù)，3根線的叫一回線，6根線的叫兩回線，12根的就叫四回線了，每一回里都有ABC三相的三根線。上面這張圖我們就叫“同塔雙回”線路，一邊是一回線。之所以一個(gè)塔上有多回線路，主要是考慮輸送容量和占地面積，所以也衍生出了“線路長(zhǎng)度”和“回路長(zhǎng)度”的概念，對(duì)同塔雙回而言，回路長(zhǎng)度是線路長(zhǎng)度的2倍，以此類推。下圖是個(gè)同塔四回的，如果是不同電壓等級(jí)的，則上面導(dǎo)線的電壓要高于下面導(dǎo)線的電壓，電壓越高對(duì)地的安全距離要求越高。避雷線和輸電導(dǎo)線其實(shí)也很好區(qū)分，一個(gè)是直接頂在桿塔上的，一個(gè)是

5、需要用絕緣子串懸掛在桿塔上的。桿塔上是地電位，沒(méi)有絕緣子串的絕緣，導(dǎo)線就直接對(duì)桿塔短路了?？摧旊娋€路，能分清電壓等級(jí)是首位的，這決定了是哪條線，大概輸送多少功率，輸送多遠(yuǎn)距離。對(duì)于不同的電壓等級(jí)怎么區(qū)分呢？小編的方式是“三看”：看導(dǎo)線分裂數(shù)、看絕緣子串長(zhǎng)度、看桿塔高度。先說(shuō)分裂數(shù)，正如下面這張圖片顯示的，對(duì)于ABC三相中的每一相導(dǎo)線，都是分成好幾股的，比如下面這個(gè)特高壓輸電線路就分了8股，叫“八分裂”導(dǎo)線。之所以一相導(dǎo)線要分裂成好幾股，是要把導(dǎo)線的“等效直徑”擴(kuò)大，相當(dāng)于用幾股較細(xì)的導(dǎo)線(相對(duì)較細(xì)，其實(shí)也有女生的手腕子粗)，圍成一個(gè)近似圓形，相當(dāng)于把整相的導(dǎo)線直徑“等效”擴(kuò)大了。擴(kuò)大“導(dǎo)線直徑

6、”有這么幾個(gè)原因：一是交流電有“趨膚效應(yīng)”，因?yàn)樽愿械脑颍娏鞔蟛糠侄荚趯?dǎo)線表面流動(dòng)，導(dǎo)體中間幾乎沒(méi)有電流，把導(dǎo)體弄成管狀可以簡(jiǎn)約材料減輕重量，既然是管狀，不如弄成分裂導(dǎo)線代替管狀線；二是高壓輸電線電流很大，要求導(dǎo)線的電阻低，電阻與導(dǎo)線的面積成反比，因此本來(lái)要用很粗管狀導(dǎo)線代替，現(xiàn)在就用分裂導(dǎo)線了(在變電站里還是用管母線)；三是導(dǎo)線越粗，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度就越低，電暈就越小，電暈是對(duì)電能的損耗，我們當(dāng)然希望把導(dǎo)線弄粗些，降低表面場(chǎng)強(qiáng)及電暈(電暈是一種放電現(xiàn)象，雨天在輸電線周圍可能會(huì)聽(tīng)到“茲茲”的聲音，那就是電暈的聲音，夜里也能看到導(dǎo)線在發(fā)微弱的光，當(dāng)然電暈也不是只有壞處，以后可以細(xì)說(shuō))。由電暈

7、的“茲茲”聲，也會(huì)帶來(lái)無(wú)線電干擾，這也是為什么直流導(dǎo)線也要分裂的原因，都是為了降低電暈。在1000kV以下還有750kV的超高壓輸電線路，這個(gè)電壓等級(jí)只在我國(guó)的西北電網(wǎng)使用，歐洲倒也有765kV這個(gè)電壓等級(jí)的線路。750kV電壓等級(jí)一般用六分裂的導(dǎo)線。500kV的是四分裂導(dǎo)線，不過(guò)據(jù)小編觀察，現(xiàn)在六分裂導(dǎo)線居多了，可能是輸送功率大了。220kV的一般是四分裂，110kV一般是兩分裂，再往下的電壓等級(jí)就不用分裂導(dǎo)線了，單根就行，電暈已經(jīng)不嚴(yán)重了。三分裂的導(dǎo)線理論上有，但小編還真沒(méi)怎么見(jiàn)過(guò)。再說(shuō)絕緣子片數(shù)。導(dǎo)線分裂數(shù)比較好數(shù)，數(shù)清楚幾根線就知道是多高電壓等級(jí)的了。除了看分裂數(shù)，也可以數(shù)絕緣子的片數(shù)

8、，不過(guò)比較費(fèi)眼，熟了的話掃一眼就知道。絕緣子是飛碟狀的，一個(gè)飛碟算一片絕緣子，絕緣子串是把若干飛碟串起來(lái)，就如下圖所示，隔離導(dǎo)線與桿塔用的。一片絕緣子大概的厚度是15厘米，串7片差不多一米。下表是電壓等級(jí)與對(duì)應(yīng)的絕緣子片數(shù)，如果高海拔、污穢重的地區(qū)或者重要的塔，片數(shù)還要增加幾片?；究梢钥闯?片絕緣子可以承受1-1.5萬(wàn)伏特的電壓，但隨著電壓等級(jí)的升高，承壓的非線性越強(qiáng)。實(shí)際上，絕緣子片數(shù)選擇是個(gè)工程問(wèn)題而不是科學(xué)問(wèn)題，因?yàn)榭諝獾膿舸?shí)在太復(fù)雜了，算是算不出來(lái)，只能做試驗(yàn)試出來(lái)，不同地區(qū)不同環(huán)境，絕緣子片數(shù)可能差別很大，下表只算個(gè)參考。當(dāng)然不同類型的絕緣子，要求的片數(shù)也不同，下圖那張1000k

9、V特高壓的圖，小編用肉眼數(shù)了下，大概接近60片了，真是好長(zhǎng).除了數(shù)分裂數(shù)和絕緣子片數(shù)，還可以看看桿塔的高度，雖然設(shè)計(jì)規(guī)程上沒(méi)有規(guī)定桿塔要多高，但非常詳細(xì)地規(guī)定了輸電導(dǎo)線距離其他物體的最小距離。輸電線路一檔大約500米，導(dǎo)線是要下垂的，尤其是天氣熱和用電負(fù)荷大的時(shí)候，導(dǎo)線熱脹冷縮，會(huì)下垂的更厲害。所以規(guī)定中明確寫(xiě)了各電壓等級(jí)的輸電線路的導(dǎo)線對(duì)各種物體的最小距離。例如在居民區(qū)導(dǎo)線對(duì)地面最小距離分別為35110kV是7米，220kV是7.5米，330kV是8.5米，500kV是14米，750kV為19.5米。如果考慮導(dǎo)線弧垂和絕緣子長(zhǎng)度，則110kV大概離地面十幾米，220kV和330kV是二十幾米

10、，500kV是三四十米，750kV是五十幾米，1000kV是七八十米，換算成樓房高度，那分別是5層樓、8層樓、12層樓、18層樓和25層樓，有點(diǎn)具象了吧。不過(guò)這都很粗略，根據(jù)氣候和地形不同，高度是要調(diào)整很大的?？傮w來(lái)說(shuō)，區(qū)分電壓等級(jí)最容易看的是導(dǎo)線分裂數(shù)，最準(zhǔn)確能判斷的是絕緣子片數(shù)，最有震撼力的是桿塔的高度。不過(guò)說(shuō)實(shí)話，送電線路是門(mén)很大的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，大多數(shù)公式都是大量工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，沒(méi)有什么完美的理論，各種地形地貌各種氣候條件，都要從實(shí)踐中得真知。因而我們應(yīng)該敬重總變電工人以及科研工作者們，是他們大量的辛勤勞動(dòng)，才讓電從遠(yuǎn)方送到我們的城市。我們能看到的輸電線路，都是地形地貌比較好的地區(qū)，要知道崇山峻嶺中、大川大河上也都有輸電線路，尤其是給偏遠(yuǎn)地區(qū)送電，鐵塔和電線材料都是人拉肩扛上去的，相當(dāng)辛苦!可以說(shuō)連公路都沒(méi)有的地方，可能會(huì)有輸電線路，真的要向送變電工作人員們致敬！除了上面的避雷線和下面的輸電導(dǎo)線外，有時(shí)候還能看到輸電導(dǎo)線的下面有一根細(xì)線，不過(guò)并不常見(jiàn)，一般是在接地條件很不好的山區(qū)或者雷擊頻繁跳閘的地區(qū)才有這么一根線。這根線就是耦合地線，利用電磁感應(yīng)原理，分流一部分雷電流，使得絕緣子串兩端的電位差小于擊穿電壓。最后說(shuō)說(shuō)輸電桿塔上的小玩意兒。Look!猜猜這個(gè)刺兒和橘黃色的小風(fēng)車是干嘛的?答案揭曉：都是防鳥(niǎo)的！倒刺是防止鳥(niǎo)筑巢，用在鐵塔上；小風(fēng)車是驅(qū)趕鳥(niǎo)的，一般用在電線桿