输电线路架空地线
输配电线路*大飞
1、概述
架空输电线路一般由基础、杆塔、金具、绝缘子、导线、地线（含OPGW光缆）、接地设施等部分组成（如下图）。在架空输电线路导线上方，为尽量避免输电线路导线直接遭受雷击而架设的电力线，既为架空地线（简称地线），又称为避雷线。架空地线除具有防雷作用以外还具有短路电流分流的重要作用。
图架空输电线路的基本组成
架空输电线路分布广、地处旷野、纵横交错，延绵数百公里，在雷雨季节容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统中发生停电事故的主要原因之一。安装架空地线可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。架空地线是高
压输电线路结构的重要组成部分。高压、超高压及特高压变电所占地面积广，要求防直击雷的区域大，安装避雷针会有困难，因而有时也采用架空地线保护，架空地线都是架设在被保护的导线上方。在线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护导线正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在导线上引起的雷电感应过电压，减少雷电直接击于导线的机会。架空地线必须与杆塔接地装置牢固相连，以保证遭受雷击后能将雷电流可靠地导入大地，降低塔顶电位，并且避免雷击点电位突然升高而造成反击，提高耐雷水平。
图雷击地线（雷击杆塔与地线为反击雷）
据统计数据显示，生活用电及工农业用电中，电力系统断电跳闸事故主要因素分别为雷击、人为或是自然灾害等，而其中雷电导致跳闸约占总跳闸数的40%~70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区雷击故障尤为突出。相关资料表面，日本50%以上事故的雷击输电线路引起，美国275kV~500kV总长为2700km的输电线路连续三年雷害事故占总事故的比例高达60%。天气变化是不可控因素，所以只能在人力可控范围内，提高输电系统的安全性及防灾性。架空地线就是电力系统减灾防灾的一项重要技术措施。
输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反击；当雷击输电线路附近大地时，架空地线能起到屏蔽作用，降低输电导线上的感应雷过电压。
2 作用
防止雷击导线
减少了雷电直击导线的机会，降低了线路绝缘承受的雷电过电压幅值。当雷击于塔顶或地线上时，塔身电位很高，加在绝缘子串上的电压等于塔身电位与导线电位之差，这个电压一般远比雷电直接击中导线时绝缘子串上的电压低，不会导致闪络放电。但是，如果接地电阻很大，则塔身电位将会很高，这时就会发生逆闪络，也就是通常说的“反击”。
雷电流分流作用
当雷击塔顶时，架空地线对雷电流有分流的作用，减少流入杆塔的雷电流，使杆塔顶电位降低。
对导线有耦合作用
当雷击塔顶或地线时，由于耦合，导线电位将抬高，所以耦合可使绝缘子串上的电压降低。因此，为了减少“反击”，在接地电阻很难降低时，可以利用架空地线的分流、耦合性质，在导线下面再增加一条耦合地线。
对导线有屏蔽作用
由于架空地线接地，所以可以起到屏蔽感应雷对导线的作用，降低感应雷过电压。
具备通信功能
常规的架空地线经过适当改装，把光纤放置在以铝包钢线绞制成的具地线与通信双重功能的架空地线 -- 光纤复合架空地线（OPGW），它具有避雷、通信等多种功能。
3、防雷原理
架设架空地线是高压、超高压及特高压线路防雷的基本措施，架设于输电线路杆塔顶端，其保护原理是：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变，在架空地线顶端，形成局部电场强度集中空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向架空地线放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。架空地线的材料一般是镀锌钢绞线、铝包钢绞线和光纤复合架
空地线，特殊情况下也用钢芯铝绞线、铜包钢绞线或镁铝合金绞线。架空地线在杆塔上的位置如下图所示。
图架空地线在杆塔上的位置
架空地线使雷云先导放电电场畸变的范围（即高度）是有限的。当雷电先导刚开始形成时，架空地线不能影响它的发展路径，如下图左图所示，只有当雷电先导通道发展到离地面一定高度H（称为定向高度）时，架空地线才可能影响雷电先导的发展方向，如下图右图所示，使雷电先导通道沿着电场强度最大的方向击向架空地线。这个雷电定向高度H与架空地线架设高度h有关，根据模拟实验，h≤30 m，H≈20h；h>30 m时，H≈600h。
图架空地线对雷电先导发展的影响
4、类型
架空地线由于不负担输送电流的功能，所以不要求具有与导线相同的导电率和导线截面，架空地线一般采用镀锌钢绞线。
镀锌钢绞线因为导电性能、防腐性能差，多用于以前的老线路，近年来，国内外架空输电线路采用良导线架空地线的也较多，即用铝合金或铝包钢导线制成的架空地线。这种地线导电性能较好，可以改善线路输电性能，减轻对邻近通信线的干扰。由于铝包钢绞线具有高机械性能、高导电性和良好的抗腐蚀性的优点，现在国内多采用铝包钢绞线。
随着电力工业的迅速发展，电力系统现代化管理水平的提高，在电力系统内部需要传递的信息形式和信息容量日益增多。综合光纤通信的传输容量大、速度快、适于远距离传输、能抗电磁感应和串音干扰等优点，铝包钢线的高机械性能、高导电性和良好的抗腐蚀性，把光纤放置在以铝包钢线绞制成的具地线与通信双重功能的架空地线叫光纤复合架空地线，一般称作OPGW光缆。OPGW光缆具有防雷、通信等多种功能，由于光纤具有抗电磁干扰、自重轻等特点，它可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂位置和电磁腐蚀等问题，所以OPGW光缆现在在架空输电线路地线中应用较多。采用OPGW光缆作为架空地线具有许多优点：①传输信号损耗小，通信质量高，光缆的芯数可以较多；②安全性好，不易被盗割，也不易遭到破坏性枪击；③适应用于多种电压等级的输电线路；④光缆与常规地线同为一体，避免了重复建设和维护的巨大费用。
工程中采用多大的架空地线，不同冰区与不同的导线截面对于的截面是不一样的，除满足规程要求的截面要求外，还需要满足因线路发生故障时，地线
上会通过很大的短路电流，使地线温度急剧升高，很可能导致地线损坏，因此，选择的架架空地线还应满足热稳定的要求。
图架空地线
5、保护角
架空输电线路需要采用架空地线将被保护的导线全部置于它的保护范围内。此保护范围通常用保护角α来表示，α角是指架空地线与最外侧的导线所处的平面和架空地线垂直于地面的平面之间所构成的夹角（如下图所示）。保护角越小，架空地线就越可靠的保护线路。
图单地线保护角示意图
单架空地线，为介绍保护角，可提高架空地线的悬挂高度，但会增加杆塔重量，导致造价升高。架空地线就越可靠的保护线路。一般架空单地线保护角α不大于25°为宜。
图双地线保护角示意图
双架空地线的保护范围大于单架空地线，在设计中可以采用地线外移的方法，减少架空地线的保护角，增强地线保护的可靠性。实际经验证明，只要双架空地线之间的距离不大于架空地线与中间导线高度差的5倍，中间导线便可以可靠保护。
对于采用双架空地线的输电线路，单回路塔330kV及以下线路的保护角α不宜大于15°；单回路塔500kV~750kV及以下线路的保护角α不宜大于10°；对于同塔双回或多回路110kV线路的保护角α不宜大于10°；220kV及以上的线路的保护角α不宜大于0°。
6、架设原则
地线架设在导线上方，综合考虑架空地线的保护范围、保护角度及经济型三方面的因素，在满足耐雷水平后架空地线架设需满足下列要求。
3kV~10kV 混凝土杆架空电力线路，在多雷区可架设地线。
35kV 架空电力线路在变电站（所）进出线段宜架设地线，加挂地线长度一般宜为~ 。
66kV 架空电力线路年平均雷暴日数为30d 以上的地区，宜沿全线架设地线。
110kV 输电线路宜沿全线架设地线，在年平均雷暴日数不超过15d 或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设地线。无地线的输电线路，宜在变电站或发电广的进线段架设1km~2km 地线。
220kV~330kV 输电线路应沿全线架设地线，年平均雷暴日数不超过15d 的地区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可架设单地线，山区宜架设双地线。
500kV~750kV 输电线路应沿全线架设双地线。
当采用双地线时，两根地线之间的距离不大于地线与导线间垂直距离的5倍。750kV及以下架空输电线路一般档距的档距中央，导线与地线在档距中央的距离，在+15℃气温，无风无冰条件时，应不小于S≥+1式计算的值，式中S为计算档导线与地线在档距中央的距离(m)，L为计算档档距(m)。具体可以参考《架空输电线路档距中央导线与地线之间的距离计算探讨》。
7、节能要求
我国110 kV及以上输电线路架空地线主要有普通地线(镀锌钢绞线、铝包钢绞线等)和光纤复合架空地线2种，基于防雷和通信考虑，架空地线大多采
取逐基接地方式，由于架空地线与导线间存在电磁感应，架空地线中产生较大的感应电流。广东电网在对1条双地线都逐基接地500 kV线路架空地线感应电流实测时架空地线感应电流达70 A，电能损耗达 x104 kW "h/a"km，可见，对于电压等级较高的输电线路架空地线电能损耗不容忽视，但传统输配电线损计算只考虑导线电能损耗，其大小基于负荷电流和导线电阻，对架空地线电能损耗未足够重视。
为减小架空地线逐基接地或多点接地引起的电磁感应电流及电能损耗，实现架空地线节能，并综合考虑架空地线防雷、通信性能，一般用带放电间隙绝缘子使之与杆塔相互绝缘，利用间隙（一般放电间隙距离取20mm~30mm，需要融冰时放电间隙距离可取50mm~100mm）引导雷电流入地，这样，可利用架空地线作为载波通道并减少电能感应损耗。
由于架空绝缘地线与杆塔相连接的带放电间隙的绝缘子的间隙的距离不易整定，整定距离过小，雷击时的工频续流不易切断，大负荷电流时的高感应电压可能导致间隙长期击穿放电，对地线金具、OPGW等产生危害；整定距离过大，短路故障时地线绝缘子不易击穿，不能起到很好的分流效果，同时对电力系统的保护装置及通信产生不利的影响。
为降低架空地线逐塔接地引起的由于电磁感应在架空地线回路或架空地线与大地回路产生的电磁感应电流及电能损耗，同时解决采用架空绝缘地线因间隙的距离整定过小或过大产生的危害，电压等级较高的线路宜采用分段绝缘单点接地的方式，接地点可设置在架空地线端部或中部。线路正常运行时(对应经济电流密度)，地线端部因导、地线间电磁耦合，架空地线上产生的电磁感应电压宜限制在1000V及以下，当地线电磁感应电压未超过1000V 时，宜采用单点接地方式；当电磁感应电压超过1000V 时，为降低地线端部感应电压，宜采用地线分段或地线换位、导地线配合换位等方式等措施降低绝缘架空地线单点接地时端部电磁感应电压。关于接地详细内容可以参考《输电线路架空地线接地、地线（含OPGW）绝缘及接续技术要求》。
单回线路和同塔多回(或双回)线路架空地线感电压沿线分布规律是不同的，可根据其不同特性总结出单回线路、多回线路架空地线典型接地方式，既能实现架空地线的节能降损，又能限制架空地线感应电压低于1 000 V 。
7、发展
对于普通架空地线，1987年5月，水利电力部武汉高压研究所组织召开了架空地线应用技术座谈会，起草了架空地线规范。随后研究试制了聚乙烯绝缘架空地线、聚氯乙烯绝缘架空地线、黑色非交联聚乙烯架空地线等，在随后的工程中采用镀锌钢绞线校对，特殊情况下也用钢芯铝绞线、铜包钢绞线等。如今我国普遍采用镀锌钢绞线、铝包钢绞线和光纤复合架空地线作为普通架空地线，他们其具有柔软性好、稳定性高、可靠性强、强度高等特点。
500kV 输电线路架空绝缘地线摘要〕通过对一起500kV 输电线路地线掉线事故的分析，指出了目前输电线 路设计、运行的不足和潜在的安全隐患，并提出若干防止地线掉线、改进防雷性能的对策。同时结合实际情况，对保护OPGW 复合光缆的课题进行了初步探讨。 关键词〕输电线路；感应电压；架空绝缘地线；掉线 500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在东莞站解口而成，是西电东送工 程的重要部分。该线路采用双地线结构，其中型号为LGJ-95/55的普通地线全线绝缘，另一回型号为AY/ST127/28 的OPGW 复合光缆则全线接地。 2004-10-16T 8:50,输电线路巡视人员发现500 kV东惠甲线N102塔地 线由于瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，掉线的地线跌落在导线A 相横担上，地线与A相导线的距离缩小，最大减幅达4 m。由于N102采用ZB1 直线塔型，横担比地线支架长约1.5 m，且前后数基均为直线塔，前后档距 也较小，因而地线垂直跌落后在距离横担边1 m 处，虽使地线对导线的距离减少,却未引发线路跳闸。 1原因分析 1.1架空绝缘地线的感应电压 输电线路上的架空地线，大多数都是在每基杆塔上直接接地的，但接了地的地线会长期流过感应电流，使线损增大。为了减少地线的线损和利 用地线进行高频载波通讯，不少线路都采用了架空绝缘地线。2000 年，500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在500 kV东莞站解口时，将原来一回架空 绝缘地线改为OPGW 复合光缆，通讯功能由OPGW 复合光缆承担，但为了减少线损，另一回仍采用架空绝缘形式。
架空绝缘地线有较高的感应电势，其大小与线路电压、负荷、长度及地线与导线间距离有关。500 kV 东惠甲线由于电压高、负荷重，架空绝缘地线的感应电势可能达到10 kV 级。如此高的感应电压使地线绝缘子实际上相当于被作为导线绝缘子(电压等级为几个10 kV 级的输电线路)使用，造 成对绝缘子电气和机械性能的损伤。 1.2瓷绝缘子电气和机械性能的丧失 (1) 由于所使用的瓷绝缘子为内胶装结构，其胶装粘合剂水泥和钢脚、铁帽、瓷件的热膨胀系数各不相同。温度变化时因各部件热胀系数的差异，将使瓷件受到压应力和剪切应力的作用；水泥的长期膨胀(俗称“水泥生长”) 也使瓷件和铁帽受到局部应力并产生疲劳效应，其绝缘性能随着运行时间的延长会逐渐降低，甚至完全丧失，此时瓷绝缘子处于击穿运行状态。运行中的瓷质绝缘子承受的感应电压越高，其电气性能丧失的时间越短。 (2) 处于临界击穿或已击穿状态的绝缘子的电气性能虽已大幅度下降或丧失，不能满足绝缘的要求，但其机械强度仍然可以满足设计的要求，所以此时地线不会马上掉线。由于胶装粘合剂水泥等填充物的存在，绝缘子有一定的电阻值，在10 kV 级感应电压的作用下，绝缘子出现了比正常接地感应电流大得多的“短路”感应电流。这个感应电流对绝缘子内部会有明显的热作用，热量的积累导致绝缘子温度升高。机电负荷和温升的长 期变化进一步加速了绝缘子的老化，而进一步老化的结果又导致热效应的加剧，从而形成了恶性循环。经过一段长时间或遭受雷击等强电流的作用，胶装粘合剂水泥等填充物因热效应局部融化，失去支撑能力，或因瞬间骤热而发生爆炸，因而产生绝缘子断串。 1.3掉线原因 500 kV东惠甲线的架空绝缘地线采用大连电瓷厂生产的XDP6-7C地线 专用绝缘子，带保护间隙，于1996 年投运。由于绝缘子掉线前2 个月内，当地并未出现雷电，因此掉线原因应该是绝缘子老化，绝缘子填充物局部融化。更换下来的绝缘子与悬垂线夹连接的金属部分有严重锈蚀，上面还残留有泪滴状的绝缘子填充物，绝缘子头部填充物有局部融化的痕迹，这表明高感应电压及其产生的强泄漏电流对绝缘子的老化和掉线起到了重要作用。 2暴露的问题 2.1绝缘子选用不当 500 kV 东惠甲线的架空绝缘地线采用瓷质绝缘子，有多种不利于运行的因素。
本次未介绍规程中未涉及的但我们使用过的如部分耐热、节能等导线及前面我们做过专题介绍的电力系统光纤通信线路中常用的OPGW光纤复合地线及OPPC光纤复合相线等光缆，架空输电线路的导线是用来传导电流、输送电能的元件。架空线路常用的导线有铝绞线、铝合金绞线、铝合金绞线、钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线等。地线一般直接架设在杆塔顶部，并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。常用的架空地线有镀锌钢绞线、铝包钢绞线及光纤复合架空地线等，下面就各种架空导、地线型号及含义进行简单介绍。 1 铝绞线 主要执行过的标准有GB 1179-74、GB 1179-83、GB 1179-1999与GB 1179-2008。 GB 1179-74、GB 1179-83标准中的表示方法：代号(JL)-铝绞线标称截面标准编号 如：JL-400 GB 1179-74 GB 1179-1999、GB 1179-2008标准中的表示方法：代号(JL)-铝绞线标称截面-铝绞线结构铝线根数标准编号 如：JL-400-37 GB/T 1179-2008 型号中表示的意义： JL--铝绞线 J--同心绞合，下面相同的不再重复介绍 L--铝(LY9型硬铝线，单线金属的电阻率为28.264nΩ˙m，对应于61%IACS)，下面相同的不再重复介绍 上面两种表示方法中的400表示标称截面为400mm2，37表示铝绞线中铝线单线根数37根。 2 铝合金绞线 主要执行过的标准有 GB 9329-88、GB 1179-1999与GB 1179-2008。 GB 9329-88标准中的表示方法：代号-铝合金绞线标称截面标准编号 如：LHAJ-400 GB 9329-88 型号中表示的意义： LHAJ--热处理铝镁硅合金绞线 LHBJ--热处理铝镁硅稀土合金绞线
输电线路架空地线 输配电线路*大飞 1、概述 架空输电线路一般由基础、杆塔、金具、绝缘子、导线、地线（含OPGW光缆）、接地设施等部分组成（如下图）。在架空输电线路导线上方，为尽量避免输电线路导线直接遭受雷击而架设的电力线，既为架空地线（简称地线），又称为避雷线。架空地线除具有防雷作用以外还具有短路电流分流的重要作用。 图架空输电线路的基本组成 架空输电线路分布广、地处旷野、纵横交错，延绵数百公里，在雷雨季节容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统中发生停电事故的主要原因之一。安装架空地线可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。架空地线是高
压输电线路结构的重要组成部分。高压、超高压及特高压变电所占地面积广，要求防直击雷的区域大，安装避雷针会有困难，因而有时也采用架空地线保护，架空地线都是架设在被保护的导线上方。在线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护导线正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在导线上引起的雷电感应过电压，减少雷电直接击于导线的机会。架空地线必须与杆塔接地装置牢固相连，以保证遭受雷击后能将雷电流可靠地导入大地，降低塔顶电位，并且避免雷击点电位突然升高而造成反击，提高耐雷水平。 图雷击地线（雷击杆塔与地线为反击雷） 据统计数据显示，生活用电及工农业用电中，电力系统断电跳闸事故主要因素分别为雷击、人为或是自然灾害等，而其中雷电导致跳闸约占总跳闸数的 40%~70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区雷击故障尤为突出。相关资料表面，日本50%以上事故的雷击输电线路引起，美国275kV~500kV总长为2700km的输电线路连续三年雷害事故占总事故的比例高达60%。天气变化是不可控因素，所以只能在人力可控范围内，提高输电系统的安全性及防灾性。架空地线就是电力系统减灾防灾的一项重要技术措施。 输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反
架空输电线路的防雷及接地措施 架空输电线路一直以来都是电力行业中的重要组成部分，它们将电力从发电厂输送到各个用电单位，承载着人们日常生活和各行各业的发展。然而，架空输电线路在运作过程中也会遭受各种天气影响，如雷电天气会对架空输电线路造成破坏，危及电网的正常运行。因此，防雷及接地措施的重要性不言而喻。 一、架空输电线路的特点 架空输电线路是由一系列电线、电缆、线杆和附属设备组成的，其主要特点包括以下几点： 1.线杆的高度往往在10米以上，电线从高空悬挂，因此容易受到雷电影响。 2.电线之间的距离比较短，面积大，容易形成较强的电荷场，也容易被雷电击中。 3.电线由金属材料构成，易于导电，雷电一旦击中，容易引起电线或设备的损坏。 二、防雷措施 1.避雷针 避雷针是一种用于保护建筑物或其他大型设施免受雷击的装置，其原理是将大气中的自然电荷引到高处，形成电位差，
从而避免雷电击中。同样的道理，对于架空输电线路，也可以设置避雷针来保护电线或设备不受雷电影响。 2.避雷网 避雷网是用金属网构成的，通常被安装在建筑物的屋顶或高处，可以有效地抵御雷电攻击。对于架空输电线路，避雷网同样可以起到保护作用。一般情况下，避雷网需要与接地网相连接，以便将蓄电荷等电荷引导到地下。 3.接地线 接地线是将设备与大地相连的一种导线，通过进行接地，可以将电压和电流引入地下，以地下的土壤和其他材料来分散和吸收电能。对于架空输电线路，通过铺设接地线并与电线或设备相连接，当雷电击中时，可以将电流引入地下，保证电线或设备的安全。 三、接地措施 1.接地网 接地网是一个基本的电气安装，主要是为了将设备的金属构件连接到地下，使其与地面保持相同的电位。对于架空输电线路，首先需要建造一个良好的接地网，这样可以避免雷电攻击造成的电势差，确保系统的稳定运行。 2.接地极 接地极是一种地下导电材料，作为接地系统的一部分，其主要功能是将电荷引入地下，以达到保护设备的目的。对于架空输电线路，需要建立接地极，在架空线路的某些关键位置，
架空输电线路基础知识 电力系统中电厂大部分建在动力资源所在地，如水力发电厂建在水力资源点，即集中在江河流域水位落差大的地方，火力发电厂大都集中在煤炭、石油和其他能源的产地；而大电力负荷中心则多集中在工业区和大城市，因而发电厂和负荷中心往往相距很远，就出现了电能输送的问题，需要用输电线路进行电能的输送。因此，输电线路是电力系统的重要组成部分，它担负着输送和分配电能的任务。 1.输电线路的分类 输电线路有架空线路和电缆线路之分。按电能性质分类有交流输电线路和直流输电线路。按电压等级有输电线路和配电线路之分。输电线电压等级一般在35kV及以上。目前我国输电线路的电压等级主要有35、60、110、154、220、330kV、500kV、1000kV 交流和±500kV 、±800kV直流。一般说，线路输送容量越大，输送距离越远，要求输
电电压就越高。配电线路担负分配电能任务的线路，称为配电线路。我国配电线路的电压等级有380/220V、6kV、l0kV。 2.输电线路的组成 架空输电线路的主要部件有: 导线和地线（含OPGW）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等组成，如下图： 3.输电线路的导线和地线 导线是用来传导电流、输送电能的元件。输电线路一般都采用架空裸导线，每相一根，220kV及以上线路由于输送容量大，同时为了减少电晕损失和电晕干扰而采用相分裂导线，即每相采用两根及以上的导线。采用分裂导线能输送较大的电能，而且电能损耗少，有较好的防振性能。裸导线一般可以分为铜绞线、铝绞线、钢芯绞线、镀锌钢绞线等。目前架空输电线路导线几乎全部使用钢芯铝绞线。
架空输电线路的导地线设计分析 导地线是输电线路中非常重要的一部分，其主要作用是保护输电线路、维护电力系统 的稳定运行和安全运行。在本文中，将针对架空输电线路的导地线设计进行分析。 首先，针对导地线的材料选择方面，应根据具体的工程情况来选择。在选择材料时， 需要考虑线路的设计参数、风区、气象条件等因素，同时还要考虑经济性、可靠性等因素。一般来说，高强度导地线具有较好的耐腐蚀性、机械性能和导电性能，可以满足输电线路 的需要。在具体的工程中，可以根据实际情况选择铝、铜和钢等材料，以满足导线导电性 能要求。 其次，导地线的截面形状和尺寸也是设计中需要考虑的重要因素。导线的截面形状通 常为圆形、扁平和椭圆形，在选择时应综合考虑导线的导电性能、机械强度等因素。导线 的尺寸一般根据线路电压和功率来确定，也需要考虑导线受风载等自然因素的影响，以保 证导线的安全性和稳定性。 此外，导地线的接头设计和制造也十分重要。导线的接头必须具备良好的导电性能和 机械强度，防止接头产生电感以及因外力等原因导致接触不良等问题。在制造过程中，应 严格按照工艺要求，采用先进的制造技术，确保接头质量可靠，同时还要对接头进行严格 的检测和测试，以确保其符合设计要求。 最后，导地线的智能化设计和管理也是当前亟待解决的问题。随着电力系统的发展， 越来越多的智能化技术应用到了输电线路中。例如，利用光纤等技术对导线和杆塔进行实 时监测，可以提高线路的安全性和可靠性，避免故障的发生。此外，还可以通过建立能够 实现远程控制和管理的智能化管理平台，提高输电线路的运行效率，降低维护成本。 总之，导地线的设计对于架空输电线路的稳定运行具有重要的作用，设计时需要充分 考虑材料、截面、接头等多个因素，保证导线满足设计要求，在智能化管理方面也需要不 断进行改进和创新。
分析输电线路架空地线断股成因与对策 高压输电线路由于导线截面积大、档距长、导线安装距离高，加之多建设在山脊、平原的开阔地带，导线和架空地线因常年受到风、冰、低温等气象条件的影响，时常发生强烈振动，以致造成架空输电线路的导线断股、断线，给输电线路安全运行带来危害。 1 220kV铜能线#17塔左架空地线外层铝股严重断股现象 事件发生在江门台山市赤溪镇，220kV铜能线于2006年11月投产，由铜鼓电厂至220kV能达站，线路全长81.56km。该线路导线采用2xJL/LB20A-400/35 型，架空地线采用JLB2-4070/40、OPGW光缆。#17塔为Z402型单回路直线铁塔，弧程高为18m，小号侧档距为413m，大号侧档距为574m。2012年11月07日11时分，由江门供电局输电管理所在对220kV铜能线进行线路特巡时，发现220kV铜能线#17左架空地线外层铝股严重断股。经从现场仔细检查，发现外层铝线是从线夹处往两侧断开的，截止于防振锤处。 2架空地线断股原因分析的必要性. 220kV铜能线N17处于微气象地区（长期处于大风）引起直线塔悬垂线夹部位的架空地线（钢芯铝绞线）断股。架空地线的断股影响着输电线路上的电流流动，还使它的抗拉性能降低，严重威胁着整个输电线路的运行安全。微风振动是造成架空线断股的重要原因，一般发生在防振锤夹板、悬垂线夹、架空线内层等位置，工作人员在巡检时有些位置是不容易发现的，并且这种情况的危害性一般会比较大，可能造成重大的安全事故和经济损失。 3架空线的微风振动 3.1架空线产生受迫振动 架空线的受迫振动主要是由于层流风在遇到架空线后就会绕行，在架空线的背面，层流风发生分离，这样就会产生两个漩涡，这两个漩涡是对称反向的。当它的雷诺数达到100-210时，这两个漩涡就会上下交替、交错排列、周期性脱落，产生周期性的策动力，就产生了架空线的受迫振动。由于策动力的作用，会产生随着策动力变化的频率，而架空线也存在着一组固有频率，当两者相等或者接近时，就会使架空线产生强烈的共振，即微风振动。 3.2架空线振动时产生的能量关系
浅析架空输电线路的地线绝缘常江 摘要：绝缘架空线有效解决了城市绿化中的树线矛盾，美化了城市景观，提高 了线路通道的利用率，防止了环境污秽对导线的直接影响，产生了良好的社会效 益经济效益。但事物都有两面，绝缘架空线带来诸多好处的的同时也产生了一些 问题。如何对绝缘导线进行有效防雷，减少绝缘线雷害事故的发生，确保架空线 路的安全运行，是提高配电网运行水平所迫切需要解决的问题。 关键词：架空；线路；绝缘 1 架空输电线路的地线绝缘常见问题 1.1 雷击问题 ①常见故障 接地电阻的改造是防雷工作中最经济最有效的办法，有的单位未能将接地电 阻的测试以及接地电阻的开挖检查作为常规工作来开展。未采取有效的接地电阻 的测试方法。在新建工程中，有些未对接地电阻进行检查，留下隐患。配电网的 线路长，设备类别较多，可以说是点多面广。而且设备投入时间不同，设备的绝 缘水平也不同，故发生雷击事故时，往往在绝缘水平较低的设备引发故障，形成 跳闸。应加强配电网的全过程管理，从配网建设和配网的生产运行的全过程加强 防雷工作。 ②应对措施 对已经投运的配电线路中那些易遭雷击段线路，应加大考虑防雷措施的应用。特别是针对架空绝缘导线，应加装线路过电压保护器。建议在雷害频发区域，每 基杆顶安装一组，其它区域可每间隔二至四基杆安装一组。对新建和已建的l0 kV 绝缘架空线路，进行接点的防水处理，可有效减少应力断线和雷击断线。搭接点、接火点选用穿刺线夹，并同步做好密封措施。干线段耐张杆连接处为保证连接效果，也可选用并沟线夹。但应用绝缘自粘带将破皮处包裹两层和做其他密封处理。钳位绝缘子，即在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹，并设 置引弧放电间隙。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直 至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。通过增长闪 络路径，降低工频建弧率，也是防止架空绝缘线路雷击断线事故的另一思路。在 横担上安装一U形绝缘闪络路径．使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比 绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪 络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流。 1.2 进水氧化问题 ①常见故障 进水不易挥发的原因多是由于其结构和安装条件不合理引起的。水往往通过 毛细管的吸泓作用进入铝导线的内部，并在弧垂的低处结聚，这是因为绝缘层破 裂或者风头没有被堵好。带有酸性的环境污水会与铝产生化学反应生成白色的粉 末产生氧化物。在电场的作用下，此类氧化物会加速污水对导线的腐蚀速率，降 低导线强度，发生鼓肚现象，直至发生断线，缩短导线的寿命。进水的原因大概 是以下三点：第一点，在安装中发生的破皮现象没有作出封堵措施，或者虽然已 经封堵，但是效果不好，导致长时期的进水；第二点，验收和保管的不妥，没有 作封头处理，进水在现场施工中多次发现，安装前导线就已经被氧化；第三点， 施工及运行过程中外力破坏绝缘层进水。 ② 应对措施
浅析架空输电线路的地线绝缘 摘要：防雷是架空输电线路运行中需要关键注意的问题之一，这就需要在架空输电线路的设计中进行合理设计。地线绝缘是架空输电线路防雷击的重要措施，它对保证架空输电线路的正常运行、提供高质量的电力服务都起着至关重要的作用。本文通过分析架空输电线路采用地线绝缘的意义，并简单论述架空输电线路地线绝缘的设计要点。 关键字：架空输电线路；地线绝缘；设计 Abstract: lightning protection overhead transmission lines is in operation of the key problems that need one, this needs in the overhead transmission lines in the design of the reasonable design. Ground insulation overhead transmission lines is the lightning of the important measures, it to guarantee the normal operation of the overhead transmission lines, provide high quality service of electric power plays a critical role. Through analysis of the overhead transmission lines using ground insulation significance, and discusses the overhead transmission lines simple ground insulation design key points. Key word: overhead transmission lines; Ground insulation; design 随着我国社会经济的快速发展，电网的不断完善，架空输电线路的建设长度也日趋增加。架空输电线路的特点是位于自然环境之中，极易受到自然因素，特别是雷击的影响，而为了保证架空输电线路在运行中能够充分发挥其应有的作用与功能，减少因雷击而造成线路传输故障，架设地线就成了非常重要的措施。 一、地线绝缘的缘由 输电线路防雷击最为有效与基本的措施就是设置地线，其主要作用就是防止导线被雷电直击，以及将分流杆塔雷电流，降低塔顶电位，使线路导线绝缘子电压减小等。通常情况下，地线的使用效果会随着线路电压的升高而越好，同时由于其经济性优势，使它成为了最为普遍的防雷击措施之一。 目前输电线路地线一般有三种：钢绞线地线、良导体地线和OPGW光纤复合架空地线。钢绞线及良导体地线主要采用分段绝缘接地、逐基接地两种方式，对于OPGW主要采用逐基接地。因线路导线与地线之间的电磁感应和静电感应，逐基接地的地线及OPGW会引起地线之间以及地线与大地之间的环流。 逐基接地的输电线路地线环流与导线电流和导线排列方式紧密相关，据测量，110kV架空输电线路OPGW和普通地线环流约为3—20A，220kV架空输电
架空地线在输电线路中的作用 摘要：架空地线在线路中有着十分重要的作用，它并不是可有可无。而是真实 存在这它独特的作用。架空地线由于不负担输送电流的功能，所以不具有导线相 同的导电率和导线截面积，通常是由钢绞线组成。本文介绍了架空地线在实际中 的应用，包括电气部分及机械部分，电气部分主要研究架空地线如何防雷击，机 械部分简单阐述了安全系数的配合，并且对于一些地线断线事故做了简单的分析。 关键词：红河电网；输电线路；防雷技术；机械性能 1.引言 当前，输电线路的架空地线已经广泛应用，架空地线目前不仅仅简单充当避 雷线，有时还会充当通讯线，这样成本就会降低很多，而架设地线的方式也有很多，按照现行规程对各级电压线路架设架空地线的要求有如下规定：（1）、330 kV及500 kV线路应沿全线架设双避雷线；（2）、220 kV线路应沿全线架设避雷线。在山区宜架设双避雷线，但少雷区除外；（3）、110 kV线路一般应沿全线 架设避雷线。在雷电活动特别强烈地区，宜架设双避雷线。在少雷地区或运行经 验证明雷电活动轻微地区，可不沿全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。（4）、66 kV线路，负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为30天以上者地区， 宜全线架设避雷线；（5）、35 kV及以下的输电线路一般不在全线架设避雷线， 只在进出线1—2公里长度内架设避雷线，主要是因为这些线路的绝缘水平较低，即使加装上避雷线来截住直击雷，往往仍难以避免发生反击闪络，因而效果不好。在无避雷线的线路段，且多雷区及易受雷击点或在山顶高位的杆塔，可以在杆塔 顶部装设避雷针作为防雷保护，但应改善杆塔的接地电阻。 本文就红河州地区实际情况，对避雷线的实际应用进行了分析，并通过其原理，理解其特质特性，红河州地区线路基本处于多山地区，多山地区易发生雷雨 天气，所以此地区110 kV以上线路都要全线架设双根架空地线。 2.架空地线在输电线路中的作用 2.1红河电网输电线路的特点 红河州地处云贵高原西南部，地形起伏变化较大，地势总体西北高，东南低，最高海拔3074.3米，最低海拔76.4米。 红河州所处位置在云南省属于雷暴密集地区，红河局输电线路处于山区多， 分布在雷区线路较多，以2010年为例，全年雷暴日达88个，其中每年的5月至10月为雷雨季节，是雷害多发时段。 红河电网输电线路较长，到2011年底，红河供电局所辖输电线路总长3 628 km，包括110 kV及以上线路145条，6 117基杆塔，具体数据如表1所示。 表1 红河供电局线路概况 红河电网架空输电线路分布广泛，而且输电线路较庞大，遍布整个红河州地区，大部分地区为山区，所以遭遇雷击的机率也较大。 2.2架空线路在线路中的电气性能作用 首先讲到架空地线在线路中的电气性能作用，大致来说便是防雷作用，雷电 是一种大自然放电现象，它具有巨大的破坏性。架空输电线路输送功率大，线路长，杆塔位置高，位于旷野或高山上，受雷击的机会较多。架空输电线路一般采 用架设架空地线的方法降低雷击跳闸率，并取得了较好的效果。 2.2.1架空地线防直击导线技术
输电线路架空地线断线原因分析及其防范对策 摘要：随着科学技术的日益更新和完善，我国电力系统建设规模正在不断扩大，在市场竞争中取得了一定的优势地位，给人们的生产生活提供了便利的发展条件，因此对电力系统输电线路的安全性能提出了更高的细节要求。但是，目前我国输 电线路架空地线断线问题越来越严重，由于受高压输电线路及地形条件、气象因 素的制约，导致输电线路架空地线发生断线，影响了输电线路的安全性和可靠性，电力企业部门及技术管理人员要引起高度重视，树立安全保护意识，从多种角度 分析架空地线断线的具体原因，加强监测与管理力度，创新制定科学有效的防范 措施，有利于带动输电线路系统的安全运行，能够将各项损失降到最低，从而带 动经济水平的最大化。本文对输电线路架空地线断线存在的问题进行了简要分析，并提出了针对性解决策略，为后期输电系统的质量检测提供了详细的数据参考。 关键词：输电线路；架空地线；断线原因；防范对策；分析探究 一、引言 输电线路的覆盖范围比较广泛，由于输电线路架空地线所接触的地形环境存 在着一定的差异再加上线路结构部件比较复杂多样，容易引发大量的安全隐患问题，给输电线路的安全运行增加了一定的难度，很难在规定的期限内完成工作任务。因此技术人员在项目实施过程中要树立安全防范意识，从细节问题抓起进行 深入分析，如果输电线路系统中的问题得不到解决，极有可能影响整个线路系统 到正常工作，导致不同的故障问题凸显出来，110kV-220kV输电线路架空地线断 线问题越来越严重，技术人员要对产生问题进行分析研究。 二、当前输电线路架空地线断线存在的问题分析 输电线路架空地线断线问题是整个电力系统中比较常见的问题，其中主要包 括线路结构内部地线断线，导致架空地线断线问题产生的原因主要有以下几点说明： 1.线路衔接接头碎裂 经过实际调查发现，输电线路架空地线存留着的金属芯，衔接接头没有达到 特有的规格，在安装过程中存在着质量问题。这与工作人员的日常保管是有关系的，再加上输电线路在运行过程中受到不同因素的干扰，影响了整个系统结构的 质量性能。如钢绞线主要就是锈蚀、雷击、连接松动这些造成，接头应该是施工 中存在问题，主要是压接时力度不够等问题造成的。 2.承载力过重 输电线路系统处于长期运行的工作状态，由于承载力过重，当处于偏高的负 荷发展趋势，输电线路的负荷能力较大。架空线路原有的地线会发生断裂现象， 比如当某地区的温度相对较低，当架空地线覆冰发生断裂时，这时裂痕范畴内的 回形铝线逐渐分散，地线衔接的钢芯就会慢慢连接到一起。技术人员可以根据钢 芯裂痕的大小分析原因，对比室温态势下的杯状断口，逐渐凸显出来颈缩弊病， 阻碍了整个输电系统的稳定运行。 3.地线线路发生振动 在输电线路运行过程中由于受气候条件及地形特征的影响，导致地线线路发 生振动现象。使得架空地线承载的较大的力量，容易发生碎裂。比如对于110kV-220kV输电线路来说，一般设立在风力较大的地区，架空地线受风力的影响而产 生碎裂。断线部位一般位于线夹附近，经过实际调查可以看出铝质股线碎裂的断口，涵盖不同层次的断裂层，朝着原始的方向转动，从而碎裂成45°倾料截面，
幻灯片1 特高压输变电技术 幻灯片2 特高压架空输电线路 六 目录 CONTENTS 特高压架空输电线路杆塔 1 特高压架空输电线路导线及地线 2 特高压架空输电线路绝缘子 3 特高压架空输电线路金具 4 幻灯片3 02特高压架空输电线路导线及地线 幻灯片4 特高压架空输电线路 课题二特高压架空输电线路导线及地线 一、特高压架空输电线路导线和地线的结构形式 导线是架空输电线路的主要元件之一,在架空输电线路建设投资中占有很大的比重。特高压架空输电线路分裂导线的选择,除了要满足传送能量的要求外,还要满足电磁环境要求、机械安全特性要求,同时综合考虑初投资与全寿命周期成本。研究表明,电晕产生的无线电干扰和可听噪声对环境的影响,已经成为影响特高压输电线路导线结构形式选择的主要因素。 幻灯片5 特高压架空输电线路 ●(一)特高压输电线路导线的结构形式 ●我国特高压输电线路已采用的导线有三种类型。 ●钢芯铝绞线：架空输电线路中大量应用 ●钢芯铝合金绞线：重冰区线路中大量应用 ●特强钢芯铝合金绞线：大跨越工程中大量应用 幻灯片6 特高压架空输电线路 表6-1我国已建特高压工程线路一般导线结构形式及相关参数
幻灯片7 特高压架空输电线路 表6-1我国已建特高压工程线路一般导线结构形式及相关参数 幻灯片8 特高压架空输电线路 幻灯片9 特高压架空输电线路 幻灯片10 特高压架空输电线路 表6-2我国部分特高压直流输电工程导线形式及电流密度
幻灯片11 特高压架空输电线路 幻灯片12 特高压架空输电线路 (二)特高压输电线路地线的结构形式 地线架设在导线上方，其作用主要是防止输电线路遭受雷击，要求机械强度高，具有一定的导电性和足够的热容量。 从电网建设的经验来看,早期的地线普遍采用镀锌钢绞线,随着污 秽的加重,在经济比较发达地区(如上海市),220kV以上电网已普遍更换或采用铝包钢绞线。我国的大气环境条件长期以来呈连续下降的态势,降尘和酸雨是造成地线腐蚀的主要原因,因此我国特高压输电线路地线全部采用铝包钢地线。 幻灯片13 特高压架空输电线路 幻灯片14 特高压架空输电线路