第一章电力线路基本知识
第一节概述
一、电力线路的作用
电能是现代社会必不可少的二次能源，可由水力、风力等机械能，煤炭、石油等燃烧产生的热能，太阳的光能和原子核裂变时产生的原子能等多种一次能源转化而来。受资源或环境条件的制约，发电厂和负荷中心往往相距很远。如水力发电厂建在江河流域中上游水位落差大的地方，风力发电厂建在风力强劲的人烟稀少的空旷地区，火力发电厂建在煤炭、石油和其它能源的产地，核电站则需要建在有比较稳定的地质结构、有充足的冷却水和淡水供应、具有稳定的气象环境、低人口密度、与空中、水上航道有足够的安全距离等条件的地方。大的电力负荷中心则多集中在工业区和大城市，我国多集中于江河的中下游和沿海地带。因此必须用送电线路来把电能从发电厂输送到电力负荷中心。另一方面，为了保证安全可靠、经济合理地供电，需将使用不同能源的孤立运行的发电厂用输电线路连接起来，组成统一的电力系统。要把电能送达电力用户的用电设备，还需要建设配电线路。简言之，电力线路在电力系统中起着输送和分配电能的作用。
二、电力线路的分类
电力线路的分类方法因侧重点不同而异，常见有如下几种方法。
（一）按输送电能的性质分为交流输电线路和直流输电线路。直流输电与交流输电相比的优点是线路建设费用较低，没有稳定性的问题，可将非同期或异周波的电网联系起来，不增大电力系统的短路容量。目前，发电和用电设备主要用交流电，而由交流电变为直流电及其逆变所需的换流设备造价较高，故直流输电仅用于高电压长距离送电线路。
（二）按电压等级分为输电线路和配电线路。从发电厂将电能输送到变电所的高压电力线路叫做输(送)电线路，电压等级一般为35kV及以上。其中，又分为高压输电线路，超高压输电线路和特高压输电线路。在我国，通常称35～220kV的线路为高压输电线路，330～750kV的线路为超高压输电线路，750kV以上线路为特高压输电线路。电压等级越高，输送能量越大，输送距离越远。
担负分配电能任务的电力线路称为配电线路。其中，1～20kV的线路称为高压配电线路，用于从变电所将电能送至配电变压器，电压等级一般为20kV、10 kV或6 kV。1 kV以下的线路称为低压配电线路，用于将电能从配电变压器送至各用电点，按我国标准，其电压等级一般为0.38、0.22kV。
（三）按结构分为架空线路和绝缘线路，绝缘线路又分为架空绝缘线路和地下电缆线路。架空线路是指用绝缘子和杆塔将裸导线架设于地面上的线路。
用裸导线架设的架空线路，与绝缘线路相比，具有结构简单、加工制造容易、施工简便、建设速度快、施工周期短，投资少、经济效益高，散热条件好、输送容量大，容易发现运行线路中的故障并易于修复等优点。其缺点一是在发生断线事故时，未跳闸前电线的电压对外界有很大的危险性；二是短路时可能因电动力造成混线；三是在穿越树林时易引起短路或接地故障。
绝缘线路采用绝缘导线或电缆建设。与架空明线相比，采用绝缘线路的显著优点，一是在发生断线事故时，仅在电线断头处有电，线路其它部分对外无电，从而降低了对外界的危险性；二是使用架空绝缘导线即可避免架空明线可能由电动力造成混线，在穿越树林时易引起短路或接地故障之类的事故。因此，采用绝缘线路有利于降低线路事故率，提高城市供电网的安全可靠性。在城市中采用地下电缆线路将使街道更加美观。绝缘线路的缺点，一是散热条件差、输送容量较小；二是建设成本较高，电压越高，绝缘部分所占成本的比例越大；三是地下电缆线路不易检修。
三、架空输电线路的结构和组成元件
图1-1 架空输电线路的结构
（一）输电线路的结构
每一条架空输电线路都有若干基杆塔，在杆塔上部用绝缘子金具串支撑着导线，如图1-1所示。相邻杆塔中心线之间的水平距离l称为档距。相邻两基承力杆塔之间的几个档距组成一个耐张段，如图中#1~#5杆塔为一个耐张段，该耐张段由4个档距组成。如果耐张段中只有一个档距，如图中#5和#6杆塔之间，则称为孤立档。一条输电线路总是由多个耐张段组成的，其中包括孤立档。
线路跨越通航大河流、湖泊或海峡等，因档距较大(在1000m 以上)或杆塔较高(在100m 以上)，导线选
型或杆塔设计需特殊考虑，且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段称为大跨越。
（二）输电线路的组成元件
架空输电线路的组成元件主要有导线、架空地线（或称避雷线，简称地线）、金具、绝缘子、杆塔、
拉线和基础，如图1-2所示。
导线用来传输电流、输送电能。一般输电线路每相采用单
根导线，对于超高压大容量输电线路，为了减小电晕以降低电
能损耗，并减小对无线电、电视等的干扰，多采用相分裂导线，
即每相采用两根、三根、四根或更多根子导线，子导线间的间
距用间隔棒控制。
地线悬挂于杆塔顶部，并在每基杆塔上均通过接地线与接
地体相连接。当雷云放电雷击线路时，因地线位于导线的上方，
雷首先击中地线，并借以将雷电流通过接地体泄入大地，从而
减少雷击导线的几率，保护线路绝缘免遭雷电过电压的破坏，
起到防雷保护作用，保证线路安全运行。
杆塔用来支持导线和地线及其附件，并使导线、地线、杆
塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或其它建筑物之间保持
一定的安全距离。 图1-2 输电线路的组成元件
绝缘子是线路绝缘的主要元件，用来支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘
强度。
金具在架空线路中起着支持、固定、接续、保护导线和地线及紧固拉线的作用。
杆塔基础是将杆塔固定在地面上，以保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉等的设施。
第二节 导线和地线的型式和截面的选择
一、导线型式的选择
架空电力线路常用导线是铝绞线和钢芯铝绞线，其中铝绞线只用于小档距的配电线路。
钢芯铝绞线是在镀锌钢绞线的外层再扭绞若干层铝股线而成的。由于交流电的集肤效应，电流的大部
分集中在导线外层通过，导线中心基本不通过电流，所以钢芯铝绞线外层用导电性能好的铝，内层用机械
强度高的钢，从而充分利用了两种材料的优点，在输电线路工程中得到普遍使用。
通过改变铝股和钢芯的截面比，还可以制造出不同强度的导线以适应多种设计条件的需要。例如按输
送电流选择的导线的标称截面为150mm 2,档距不大的耐张段用LGJ-150/20，遇到大档距或大高差时用
LGJ-150/35。
在钢芯铝绞线的某一层间均匀地涂敷防腐材料，即为防腐型钢芯铝绞线，它具有对酸、碱、盐等气体
腐蚀的抵抗力，用于沿海及有腐蚀的环境中。
常用导线的型号和名称如表1-1。其中，LJ 、LGJ 、LGJF 、GJ 为GB1194-83、GB1179-83、GB1200-75
方式因标准的颁发时间不同而有不同。
二、导线截面选择的要求
导线是用来传输电能的载体，导线截面的大小直接影响到线路运行的安全和经济性。因此，电力线路
导线截面选择必须满足如下条件：
1. 线路年运行费低，符合总的经济利益。线路年运行费是指每年为维持线路正常运行而支出的费用，
包括电能损失费、折旧费、修理费、维护费等。其中电能损失费、折旧费及修理费是与导线截面有关的。
例如，导线截面越大，导线中的电能损耗就越小，但线路的初建投资会增加，线路的折旧费和修理费也随
之增加；反之，导线截面越小，线路的初建投资减小，线路的折旧费和修理费也随之减小，但导线中的电
能损耗必将增加。因此，必须综合考虑各方面的因素，进行必要的技术经济比较，进行合理选择。
2. 导线在运行中的温度不应超过其最高允许温度。导线有电阻，在其中通过电流，必定要消耗电能，
使导线温度升高，增加导线运行中的强度损失。工作温度越高，运行时间越长，导线的强度损失越大。为
了保证导线长期运行的强度，必须限制导线的最高工作温度。我国现行规程规定，钢芯铝绞线的最高允许
温度一般采用+70℃（大跨越可采用+90℃），钢绞线的最高允许温度一般采用+125℃。
3. 所选用的导线截面必须大于按机械强度所要求的最小截面。
4. 110kV 及以上电压等级的输电线路，导线截面应按电晕条件进行验算。电晕是导线表面的空气在强
电场作用下被电离而发生淡蓝光辉的一种现象。导线发生电晕将损耗电能和干扰无线电。
5. 配电线路导线截面要结合地区配电网规划确定，每个地区导线规格宜采用3～4种。无配电网规划
对于架空输电线路，首先是按经济电流密度选择导线截面，再校验导线热稳定条件、电压降、电晕条
件、机械强度条件。对于架空配电线路，则先按电压降来选择导线截面，然后再校验其它条件。大跨越的
导线截面，一般按载流量选择，再通过技术经济比较确定。
（一）按经济电流密度选择导线截面。经济电流密度应根据各个时期的电线价格、电能成本及线路工
程特点等因素分析决定，一般表现为最大负荷利用小时数的函数，如图1-3所示。
图1-3 铝导体的经济电流密度
采用经济电流密度选择导线截面可以使线路运行有最好的经济效果。根据给定的线路在正常运行方式
下的最大负荷电流I max 和年最大负荷利用小时数t max ，即可按经济电流密度J 计算出导线的经济截面A 为
max I A J
= (mm 2) （1-1） 从相关手册中选取一种与A 最接近的标准截面的导线，然后再按其它的技术条件校验截面是否满足要求。
（二）按载流量选择或校验导线截面。导线的载流量是按导线的发热条件计算的最大持续电流。所选
的最大容许持续电流应当大于该线路在正常或故障后可能提供的最大持续电流。
1. 裸导线载流量的计算
导线的载流量与导线的电阻、直径、表面状况、温升和环境温度、日照强度、风速等因素有关，其计
算公式为 I = （A ） （1-2）
式中 R P —单位长度导线的辐射散热功率，W/m ；
4485.67[(273)(273)]10R a a P DE πθθθ-=++-+?44115.67[(273)(273)]10a a dE πθθθ-=++-+? （1） D ，d —分别为以m 和mm 为单位计量的导线外径；
E —导线表面的辐射散热系数，光亮的新线为0.23~0.40，旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~0.95；
θ—导线表面的平均温升，℃；
θa —环境温度，℃；
F P —对流散热功率， 0.4850.57F f e P R πθλ= ，W/m ； （2）
f λ—导线表面空气层的传热系数，252.42107()102
f a θλθ--=?++? ，W/m. ℃； （3） e R —雷诺数，3/10/e R VD Vd νν-==?； （4）
V —垂直于导线的风速，m/s ；
ν—导线表面空气层的运动粘度，581.32109.6()102
a θνθ--=?++? ，m 2/s ； （5） S P —日照吸热功率，310S S S S S P J D J d αα-==? ，W/m ； （6）
S α—导线表面的吸热系数，光亮的新线为0.35~0.46，旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~0.95；
J S —日光对导线的日照强度，W/ m 2。当天晴、日光直射导线时，可采用1000 W/ m 2。
't R —每米导线的交流电阻， '12t t R R R R =+?+? ，Ω/m ； （7）
t R —每米导线的直流电阻，2020[1(20)]t R R t α=+- ，Ω/m ； （8）
20R —导线在20℃时的电阻，Ω；
20α—导电金属线在20℃时的电阻温度系数，硬铝线为0.00403 1/℃；
1R ?—集肤效应和邻近效应增大的电阻，1s t R Y R ?= ，Ω/m ； （9）
Y s —集肤效应系数，导线截面为400 mm 2及以下时取0.0025，导线截面大于400 mm 2时取0.01；
2R ?—磁滞损耗和涡流损耗增大的电阻，2292218()10/m
s m R fA N tg N πμδ-?=?∑ ，Ω/m ； （10）
图1-4 钢线的μ、tg δ及μ.tg δ与H 的关系
?—频率，Hz ；
A s —钢芯线总截面，m 2；
μ—钢芯的综合磁导率；
δ—磁损耗角，tg δ为磁损耗角正切；
N —导电金属绞线的总根数；
m N —单位长度内第m 层导电金属绞线的总圈数，/m m m N n l =； （11） 1m m N
∑—单位长度内导电金属线对钢芯产生磁场强度的有效总圈数，因为绞线中各相邻层的绞向相反，
在钢芯上产生的磁场的方向也是相反的，故该有效总圈数为奇数与偶数层导电金属绞线的总
圈数之差的绝对值；
n m —第m 层导电金属线的根数；
l m —第m 层导电金属线的扭绞节距，m 。
各层导电金属线对钢芯产生的磁场强度H 可按下式计算 1
m m I H N N =∑ （12 ） 式中 H —磁场强度，A/m ；
I —导线上通过的电流，载流量的计算结果应与该电流相等，A ；
I/N —每根导电金属线通过的平均电流，A ；
计算出磁场强度H 值后，可以根据单根钢芯的直径从图1-4的曲线上查得相近的μ.tg δ值。
验算裸导线的载流量时，导线的允许温度：铝绞线、钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+70℃（大
跨越可采用+90℃）；铝包钢绞线和钢芯铝包钢绞线可采用+80℃（大跨越可采用+100℃）；镀锌钢绞线可采
用+125℃。环境气温应采用最高气温月的最高平均气温；风速应采用0.5m/s （大跨越采用0.6m/s ）；太阳
辐射功率密度应采用1000W/ m 2。导线的吸热系数和散热系数一般都取为0.9。
绝缘导线的载流量计算除了要考虑导体的发热条件外，还要考虑绝缘层的导热和安装方式与环境条件
的影响。绝缘导线的允许温度，聚乙烯和聚氯乙烯绝缘导线采用+70℃，交联聚乙烯绝缘导线采用+90℃。
为了减少繁复的计算，一些手册针对不同型号的导线，假设一些环境温度和导线温升条件，计算编制
为相应的载流量表供设计时查用。
2. 按载流量选择导线截面的近似计算。
导线的发热主要是电阻消耗的电能，而其电阻与导线的截面积的0.5次方成正比，取近似计算公式的
基本形式为I =a A b 和A =cI d 。根据有关资料的载流量表的数据，取其中两组载流量I m 和I n 及与之对应的线
芯截面积A m 和A n ，求参数a 、b 和c 、d 的计算公式为 ln ln ln ln m n m n I I b A A -=-, /b m m a I A = 和 l n l n
l n l n m n m n
A A d I I -=-， /d m m c A I = 或1/b c a -=，1/d b =。 以此求得如下一些近似计算公式：
在空气中明敷设，计算环境温度 θc =40℃
裸导线 LJ 、LGJ 型 一般线路 I =16A 0.602 A =0.01 I 1.661 （θe =70℃）
大跨越线路 I =20A 0.635 A =0.009 I 1.575 （θe =90℃）
公式的误差，铝绞线不大于2%，钢芯铝绞线除个别铝股线为一层的误差较大外，其余的误差不大于5%。
架空绝缘电缆 JKV-0.6/1.0型 I =13.2A 0.675 A =0.027 I 1.45 （θe =70℃）
JKLV-0.6/1.0型 I =10.2A 0.675 A =0.039 I 1.45 （θe =70℃）
JKLHV-0.6/1.0型 I =9.4A 0.675 A =0.0435 I 1.45 （θe =70℃）
JKY-0.6/1.0型 I =13.4A 0.68 A =0.027 I 1.44 （θe =70℃）
JKL Y-0.6/1.0型 I =10.4A 0.68 A =0.039 I 1.44 （θe =70℃）
JKLHY-0.6/1.0型 I =9.3A 0.686 A =0.0435 I 1.43 （θe =70℃）
JKYJ-10型 I =19.5A 0.64 A =0.012 I 1.53 （θe =90℃）
JKL YJ-10型 I =13.2A 0.675 A =0.018 I 1.53 （θe =90℃）
JKLHYJ-10型 I =11.9A 0.675 A =0.02 I 1.53 （θe =90℃）
注：由近似公式求得的是单根电缆的长期允许载流量，集束型电缆的长期允许载流量为单根电缆的70%，
相应地，载流量相同时，集束型电缆的截面积应为单根电缆的1.67倍（铝芯）或1.73倍（铜芯）。
式中 I —按发热条件计算的载流量，A ；
A —导电线芯的截面积，mm 2；
θe —导电线芯允许最高温度，℃。
3. 导线载流量的校正
在利用导线的载流量表和上列近似计算公式时，如果计算用环境温度θc 和设计用环境温度θa 不同时，
需将载流量乘以校正系数K tI ，而将截面积乘以校正系数K tA ：
tI K = ，
d 1()tA tI K k ==（d 即I 的指数）。 （三）按电晕校验导线。电晕现象的发生与大气环境和导线截面有关，为了降低电能损耗，防止产生
电晕干扰，对于110kV 及以上电压等级的线路，应按电晕条件校验导线截面。在海拔不超过1000m 的地
路末端变压器或末端受电变电所一次侧入口的允许电压降为供电变电所二次侧额定电压的5%。1kV以下配电线路，自配电变压器二次侧出口至线路末端（不包括接户线）的允许电压降为额定低压电压的4%。配电线路有许多分支，低压配电线路还有三相、两相和单相等配电方式，一回线路的最大电压降需要选用不同支路分段计算后进行累加和比较才能得出正确结果。
（五）按机械强度校验导线。为了保证电力系统运行安全可靠，一切电压等级的电力线路都要具有必要的机械强度。对于跨越铁路、通航河流和运河、公路、通信线路和居民区的线路，其导线截面应不小于35mm2。通过其它地区的线路最小允许截面，35kV以上线路为25 mm2，35kV及以下线路为16 mm2。任何线路都不允许使用单股导线。
四、地线的选择
1.对于各级电压的线路架设地线的要求有如下规定：
35kV线路不宜沿全线架设地线，而在变电所或发电厂的进线段架设1~2km地线。
110kV线路宜沿全线架设地线，在年平均雷暴日数不超过15或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设地线。无地线的输电线路应在变电所或发电厂的进线段架设1~2km地线。
年平均雷暴日数超过15的地区，220~330kV线路应沿全线架设地线；在山区，宜架设双地线。
500~750kV线路应沿全线架设双地线。
2. 地线应满足电气和机械使用条件要求，可选用镀锌钢绞线或复合型绞线。验算短路热稳定时，地线的允许温度：钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+200℃；钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用+300℃；镀锌钢绞线可采用+400℃；光纤复合地线应采用产品保证值。计算时间和相应的短路电流值应根
输线路的地线中含有供通信用的光纤单元，具有两种功能。其一是作为输电线路的防雷线，对输电导线抗雷击放电提供屏蔽保护；其二是通过复合在地线中的光纤，作为传送光信号的介质，可以传送音频、视频、数据和各种控制信号，组建多路宽带通信网。OPGW光缆一般有骨架式、中心管式和层绞式等几种。
OPGW光缆的特点，一是光缆铠装层有很好的机械强度特性，使光纤能得到最好的保护(不受磨损、不受拉伸的应力、不受侧向压力)，在根本上保证了光纤不受外力损害；二是光缆铠装层有很好的抗雷击放电性能和短路电流过载能力，在雷电和短路电流过载的情况下，光纤仍可正常运行；三是正常运行温度与导线一致，同为-40~+70℃。
OPGW光缆，可直接作为架空地线安装在任意跨距的电力杆塔的地线挂点上。特殊设计的OPGW光缆可直接替换原有高压线路的架空地线，不用更换原有塔头。与高压线路同步建设光缆通信系统，可节省光缆施工费用，降低通信工程造价；缆径小，重量轻，不会给铁塔带来大的额外荷载。
选择使用OPGW光缆应注意的问题
(1)合理选择光纤外护套。光纤外护套有3种管材：塑料管(有机合成材料)、铝管、钢管。塑料管造价低。为满足塑料管护套对紫外线的防护要求，最少要使用两层铠装。塑料管OPGW承受短路电流引起的短时温升能力＜180℃；铝管造价较低。由于铝材阻抗小，因此能加大OPGW铠装层承受短路电流的能力。铝管OPGW承受短路电流引起短时温升能力＜300℃；不锈钢管造价高。但是由于钢管的管壁薄，在相同截面条件下装入不锈钢管的光纤芯数比塑料管和铝管都要多，因此在多芯条件下单位光芯造价并不高。钢管OPGW承受短时温升的能力可达450℃。用户可根据工程具体情况，合理选择光纤外护套。
(2)当用OPGW光缆更换老线路地线时，必须选择与原有架空地线的机械特性和电气特性相当的OPGW。即OPGW的外径、单位长度重量、极限拉力、弹性模量、线膨胀系数、短路电流等参数与现有地线参数相接近，这样既可以不改变现有的塔头，减少改造工程量，又可以保证OPGW与现有相导线的安全距离，确保电力系统安全运行。
(3)安装施工OPGW光缆需要专用金具，一般由光缆的生产厂配套供应。光缆线路的中间接头位置必须通过配盘落在耐张杆塔上。
在以上几种光缆的选择应用中，还需要共同注意的一点是：选择松套结构光缆，不要选用紧套结构光缆。因为光纤在松套管内可以留有一定的余长，控制范围在0.0%~1.0%之间(典型数值为0.5%~0.7%)。当光缆在施工时，或在重力和风力的作用下发生拉伸时，只要光缆的拉伸长度在余长范围内，光纤则具有应变能力而不承受张力，从而保证光纤的传输质量不受外力影响。
第三节架空电力线路的绝缘子和金具
绝缘子按其结构不同分为悬式绝缘子、针式绝缘子、瓷横担绝缘子、蝴蝶式绝缘子和拉紧绝缘子等。随着科技的进步，棒形悬式复合（合成）绝缘子在高压送电线路上正在逐步推广应用。
一、盘形悬式绝缘子
悬式绝缘子分为交流系统用绝缘子和直流系统用绝缘子两种。高电阻绝缘材料配方、特殊的伞形结构和金属附件的防腐蚀设计都需要满足交流和直流输电对产品老化的性能的苛刻要求。
1、盘形悬式绝缘子的结构。盘形悬式绝缘子也称为悬瓶，由绝缘件（如瓷件、玻璃件）和金属附件（钢脚、铁帽）用胶合剂胶合而成。将瓷体与附件胶合连接的材料，一般利用高标号的硅酸盐水泥，配合瓷粉瓷砂作为填充材料，如图1-5左图所示。盘形悬式绝缘子有多种承受张力级别，最大机电破坏负荷已达到500kN以上，可分别满足不同导线的荷载要求；有多种伞型结构以适应不同的电流种类和环境，因此可以根据不同电压、不同荷载和环境条件的需要组装成串，而在输电线路中普遍使用。
盘形悬式绝缘子的结构球型连接槽型(C型)连接混合型(T型)连接
图1-5盘形悬式绝缘子的结构和连接方式图
2、盘形悬式绝缘子的连接方式。盘形悬式绝缘子的连接方式有球窝型连接和槽型连接，如图1-5所示。球窝型连接的铁帽上端为碗头（球窝），钢脚下端为球头，绝缘子与绝缘子之间或绝缘子与金具之间连接时，将球头套入球窝后穿入W型或R型钢销防止脱落。球窝连接没有方向性，挠度大，可转动，并且装卸方便，有利于带电作业，通常多采用这种连接结构。槽型的铁帽上端为双联板，钢脚下端为单联板(法兰)，绝缘子与绝缘子之间或绝缘子与金具之间用带开口销孔的圆柱销或螺栓连接。槽型结构金具较简单，一般用在架空地线和配电线路上。为了适应特殊情况的需要，许多厂家还生产一种混合型的绝缘子，其铁帽上端为碗头，钢脚下端为法兰。为了防止金属附件的腐蚀，铁帽和钢脚等铁件都采用热镀锌处理，大负荷绝缘子的R型钢销用不锈钢制造。
3、绝缘件的伞型。当线路通过污秽地区时，绝缘子表面易沉积一层污秽物质，在雾天或毛毛雨的天气，绝缘子表面沉积的污秽物质受潮后会使绝缘子的耐压值显著降低，因而往往引起闪络，即所谓污闪。为了给各种不同地区和不同电流种类线路的使用提供合理的选择方案，悬式绝缘子有多种伞形结构设计。
普通型鈡罩型(H型) 草帽型(M型)(空气动力型(A型))
双伞型三伞型悬垂式地线绝缘子耐张式地线绝缘子
图1-6盘形悬式绝缘子的伞型和地线绝缘子图
普通型悬式绝缘子。该伞形的绝缘子是使用历史最悠久的一种悬式绝缘子，它的特点是结构形状简单，造价低，适合清洁地区选择使用。它们通常被使用在交流输电线路上。
钟罩型（H型）悬式绝缘子。该伞形绝缘子有着较长的伞下棱，产品可以实现较大的爬电距离，伞下的内腔不易受潮，有较高的污秽耐受电压，更适合在沿海、多雾潮湿和盐碱地区的交、直流输电线路上使用。耐污型钢化玻璃绝缘子多采用这种伞型。
草帽型（M型）悬式绝缘子。这种伞形的绝缘子也被称作“空气动力型(A型)”，伞下光滑无棱，流线
型结构，自洁性很好，积污量小，它们适应各种运行条件尤其是重污秽、高海拔和沙漠干燥地区的交、直
流输电线路。该种产品的伞盘直径特别的大，使用特点是将其穿插在交、直流线路绝缘子悬垂串的上部和
中部，特大的盘径结构可以起到抑制冰溜和鸟粪造成的线路污闪络情况发生。
双伞型、三伞型（W 型）悬式绝缘子。这两种形状的产品因伞下平滑无棱并成开放形，因此其风雨自
洁性能好，自然积污率低，再加上较大的爬电距离，使产品具有良好的污耐压水平，在多粉尘的环境下使
多样化的现象，可根据厂家提供的资料选用。
5、地线绝缘子。地线绝缘子用于支持架空线路中的地线，由盘形悬式绝缘子和保护间隙两部分组成。
当线路正常运行时保护地线与铁塔绝缘，减少输电能量损耗和开通地线载波通讯；当地线出现过电压时，
保护间隙放电，地线与铁塔导通，发挥各种防护作用。地线绝缘子根据安装形式和电极结构可分为悬垂式
和耐张式两种，如图1-6所示。
6
、绝缘子串的组装形式基本分为悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串两大类。
图1-7 悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串
悬垂绝缘子串用于直线杆塔上。在一般情况下，采用单串悬垂绝缘子串就能满足设计要求，其组装形
式如图1-7(a)所示。当线路跨越山谷、河流、重冰区或重要交通道路以及线路导线的综合荷载很大，超过
了单串绝缘子串所允许的荷载范围，在这种情况下需采用双串悬垂绝缘子串，如图1-7(b)所示。V 形绝缘
子串用以控制绝缘子串的风偏角，可以解决摇摆角过大的问题，如图1-7(c)所示。
耐张绝缘子串用于耐张、转角和终端杆塔，承受导线的全部张力。当导线截面在185mm 2及以下时，
普遍采用单串耐张绝缘子串，如图1-7(d)所示。当导线截面较大或遇到特大档距，导线张力很大时，可采
用双串或三串耐张绝缘子串，如图1-7(e)和(f)所示。
耐张、转角和终端杆塔两侧导线用跳线连接，如图1-7(g)所示。图中跳线绝缘子串，用以限制跳线的
在海拔高度不应少于表
1-7的数值。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表1-7的基础上增加，对330kV 及以下送电线路增加1片，
对500kV 送电线路增加2片，对750kV 送电线路不需增加。
为保持高杆塔的耐雷性能，全高超过40m 有地线的杆塔，高度每增加10m ，应比表1-7所列值增加1
片同型绝缘子，全高超过100m 的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝
缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大。
绝缘配合设计可采用爬电比距法，也可采用污耐压法，选择合适的绝缘子型式和片数。当采用爬电比
距法时，绝缘子片数应按下式计算：
式中 n —海拔高度1000m 时绝缘子所需片数；
λ—爬电比距，cm/kV ；
U —系统标称电压，kV ；
L 01—单片绝缘子的几何爬电距离，cm ；
K 0—绝缘子爬电距离的有效系数，主要由各种绝缘子几何爬电距离在试验和运行中污耐压的有效性
来确定，并以XP-70、XP-160型绝缘子为基础，其K 0值取为1。
高海拔地区悬垂绝缘子串的片数，宜按式（1-3）计算
10.1215(1)m H h n ne -= （1-3）
式中 n h —高海拔地区每联绝缘子数量，片；
n —海拔1000m 以下地区绝缘子数量，片；
H —海拔高度，km ；
m 1—反映气压对于污闪电压的影响程度的特征指数，数值由试验确定。
1、概述。棒形悬式复合绝缘子由芯棒、伞裙护套(粘接层)、联接金具几部分组成。芯棒和金属端头
有很强的抗张和抗弯强度，用有机材料制作的伞盘具有良好的憎水性和抗污闪能力。适用于高压输电线路，
尤其适用于污秽地区，能有效地防止污闪事故。在线路电压和破坏负荷相同时，棒形复合绝缘子的重量只
有悬式绝缘子串的1/6~1/10，安装和更换都比较容易。这些优点使之成为目前广泛使用的瓷绝缘子的换代
产品。棒形复合绝缘子比强度（拉伸强度与质量之比）高，具有优良的耐污闪特性，但存在界面内击穿和
芯棒脆断的可能，而且有机复合材料的使用寿命和端部连接区的长期可靠性尚未取得共识。
芯棒是由树脂粘接上百万根玻璃纤维沿轴线平行排列而形成的玻璃钢棒，抗拉强度高于600MPa ，是
高强度瓷的3~5倍，相当于优质炭素钢，具有良好的抗挠和抗疲劳性，承受复合绝缘子的机械负荷，是内
001U n K L λ≥
绝缘的主要部分，选用蠕变小的增强纤维和树脂，确保芯棒有良好的机械和电气性能。
图1-8 某厂生产的棒形悬式复合绝缘子结构图和盘形悬式瓷复合绝缘子外形图伞裙护套是以硅橡胶为基体，添加偶联剂、阻燃剂、抗老化剂等填充料经高温加压硫化而成，是合成绝缘子良好的外绝缘。硅橡胶伞裙护套具有良好的憎水性，使水份在其表面形成水珠状而难形成连续水膜，其憎水性迁移加强了合成绝缘子的防污能力。由于硅橡胶分子作用，伞裙护套上的污秽层表面也具有憎水性，而且其憎水性在局部电弧等因素下短时失效后很快又能恢复，大大提高了合成绝缘子的污闪电压，相同泄漏距离及污秽程度下的污闪电压是瓷绝缘子串的2倍以上，这一优良的抗污特性使合成绝缘子广泛应用于线路的防污调爬中。同时硅橡胶伞裙护套具有优良的耐老化性、阻燃性、耐漏电起痕及电蚀损性，抗撕裂，并保护芯棒不受外部环境的侵蚀。
联接金具作为合成绝缘子的一部分，与芯棒连在一起，通过别的金具连接于挂线点和导线。
复合绝缘子爬电比距的取值：在轻、中污区复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘型绝缘子；在重污区其爬电距离不应小于盘型绝缘子最小要求值的3/4且比距不应小于2.8cm/kV。
110kV及以上电压等级输电线路的复合绝缘子均采用均压环以改善复合绝缘子电场分布。110kV级复合绝缘子高压端配一个均压环；220kV及以上复合绝缘子两端都应加均压环，其有效绝缘长度需满足雷电
电破坏负荷不小于100kN。由于生产厂不同，所编制的产品型号也有所变化。
3、复合绝缘子使用注意事项。复合绝缘子按照一定的方式使用，防止出现一些不必要的故障，影响正常的使用性能和价值。出现故障时，要作好记录以便分析改进。具体内容包括：电压等级；装置地点；故障日期；故障原因（污闪、雷击、不明）、故障性质（闪络、击穿、机械故障）、损坏部位（均压环放电极、伞裙、伞盘、芯棒端部界面、端部金属件等）。
输电线路调爬或改造过程中，使用加长型复合绝缘子，应注意校核导线弧垂、风偏等技术参数。目前局部厂家生产的胶装式整体注射成型复合绝缘子，金具接头较短，对于相同结构高度，可令其干弧距离足够长，这是解决普通型复合绝缘子的雷击闪络问题的较好途径。输电线路全线采用复合绝缘子后，其耐雷水平趋于稳定，而雷电波沿输电线入侵变电站母线的概率相应增大。
110kV复合绝缘子在高压端配一个均压环，其50% 雷电冲击闪络电压比不带均压环的下降了1.5%~3% 左右。但采用中长型复合绝缘子后，伞裙电压分布又得到改善，高压端芯棒与金具连接处的场强有所降低，既起到伞裙和端部金具不易严重烧伤的作用，又有利于均压环的运行维护。
如运行中的复合绝缘子因遭雷击发生沿面闪络，但线路重合成功，经运行部门登杆检查，未发现伞套外表严重烧伤或电蚀粉化，伞盘破损或严重变形等缺陷。复合绝缘子的电气性能、憎水性能一般不会受损，可继续投入使用，但运行部门必需做好故障检查记录。110 kV开关断口的额定雷电冲击耐受电压（峰值）为450kV或550kV，雷雨季节，变电所进线隔离开关或断路器可能经常断路运行，而线路侧又带电，因此必须在进线端加装避雷器。有条件时，可选择输电线路雷击跳闸率较高的易击段，装设线路型氧化锌避雷器，也是输电线路防雷对策的一种积极尝试。
4、防冰合成绝缘子特点。①低压端采用直径更大的全封闭式均压环，更好地保护整支产品，会使覆冰比较均匀，冰凌数量多而冰凌长度短，有效延缓覆冰时间。②中间采用特大伞插花。根据产品长度，500千伏加7~8片，220千伏加3~4片。冰凌桥接普通型产品的时间为60分钟左右，采用插花结构可使桥接时间延长8倍以上。③特大伞的倾角、厚度及边缘都有特定要求，上下表面具有空气动力学特性，不易积污，能在一定程度上保持绝缘子的长时间清洁。④根据电场计算结果，增强了护套厚度，避免在严重覆冰时因场强集中而成为薄弱点。⑤与普通型产品相比，其覆冰时的闪络电压模拟d~e级污区时提高了10%以上。⑥伞裙大小及排列方式对电场分布的影响很小，相同位置的电场分布基本相同，最大场强
未超过400V/mm。
5、盘形悬式瓷复合绝缘子。盘形悬式瓷复合绝缘子（图1-8右图）是为了解决现在高压线路中耐张杆不能使用复合绝缘子的问题而设计制造的。该系列产品汲取了瓷绝缘子和硅橡胶绝缘子的优点：端部联接金具与瓷芯盘牢固的浇装结构，保持了原瓷绝缘子稳定可靠的机械拉伸强度；在瓷芯盘表面注射模压成型硅橡胶复合外绝缘伞套，又使其具备了憎水性、抗老化、耐电蚀能力强、重量轻等一系列优于瓷套绝缘子的特点，可适用于10kV-750kV架空电力线路中的各种场合，端部连接金具与相同规格的盘形悬式瓷绝缘子一致，可以互换。
三、配电线路绝缘子
为了降低配电线路的造价和保证运行的安全，针式绝缘子、瓷横担绝缘子、悬式绝缘子、蝴蝶式绝缘子和拉紧绝缘子等在配电线路上都有使用。针式绝缘子和瓷横担绝缘子用于直线型杆和耐张型杆的跳线，悬式绝缘子和蝴蝶式绝缘子用于承力杆。拉紧绝缘子用于拉线上下把连接处，以防止导线和拉线短路时发生拉线触电事故。
悬式绝缘子一般用于高压配电线路，其型式与输电线路相同，只是每串片数较少，在海拔1000m以下地区一般只需2片。
(一)针式瓷绝缘子
1、结构和用途。针式瓷绝缘子也称为针瓶，由瓷件、钢脚（或螺套）用不低于42.5级的硅酸盐水泥、石英砂胶合剂胶装而成，钢脚胶入瓷件部分压有深槽，以防钢脚松动；钢脚顶端与瓷件之间垫有弹性衬垫。瓷件表面一般上棕釉或白釉，钢脚经热镀锌处理。
针式瓷绝缘子是一种刚性绝缘子，用于输配电线路上起绝缘和支持导线的作用，由固定在绝缘子孔内的一个脚把绝缘件刚性地安装到支持结构上。
直线杆使用针式绝缘子的线路，因为绝缘子不会产生风偏，一般是直立安装在横担上，所以需要的线间距离和电杆的高度比使用悬式绝缘子的线路小，但在两侧出现不平衡张力时，杆塔承受的张力较大。与瓷横担比较，针式绝缘子的强度较高，可以承受较大的弯曲负荷，但其为可击穿结构，耐受电压也比瓷横担低，也没有瓷横担在发生断线事故时可以转动以减小杆塔弯曲负荷的作用。
单瓷件结构单瓷件加强绝缘结构双瓷件结构复合针式
图1-9部分针式绝缘子的外形和结构图
2、绝缘子的型号。老型号高压针式绝缘子按额定电压分为6、10、15、20及35kV五个等级，按安装方式分为螺纹较短的铁横担用和螺纹较长的木横担用，按绝缘结构分为普通型和加强绝缘型。图1-9 (a)(b)(c)是用于6~15kV的单瓷件针式绝缘子结构图，其中(b)(c)是加强绝缘型。图1-9 (d)是用于20~35kV的双瓷件针式绝缘子结构图，额定电压高的绝缘体尺寸较大，伞下棱也较深。高压针式绝缘子有P-6T（M）、P-10T （M）、PQ-10T（M）、P-15T（M）、P-20T（M）、PQ-20T（M）、P-35T（M）等型号。P代表针式，Q代表加强绝缘，10、15等数字表示额定电压等级，T表示铁横担直脚，M表示木横担直脚。
新型号额定电压均为10kV，分普通型、加强绝缘1型、加强绝缘2型三种。其型号中符号代表的意义如下：
P－普通型针式绝缘子；
PQ1—加强绝缘１型（中污型）针式绝缘子；
PQ2—加强绝缘２型（特重污型）针式绝缘子；
B－瓷件侧槽以上部分，除承烧面外，全部上半导体釉；
T－带脚，瓷件与脚直接胶装，铁担；
L－不带脚，瓷件与脚螺纹连接；
LT－带脚，瓷件与脚螺纹连接，铁担；
破折号后的数字10表示额定电压10kV；T后的数字16、20表示下端螺纹直径。
3、复合针式绝缘子。图1-9 (e)所示的复合针式绝缘子是近年发展起来的新产品，其结构除连接方式不同外，与棒形悬式复合绝缘子基本相同，因此具有内绝缘可靠、重量轻、易安装，抗冲击性、抗震性
和防爆性能优越，其抗弯曲、抗扭强度可以设计得较高的优点，是针式瓷绝缘子的理想换代产品。
复合针式绝缘子已有多种产品，其型号中符号代表的意义举例说明如下：
FPQ4-10/3T20G
F代表复合，P代表针式，Q代表防污（加强绝缘）型；
4代表防污等级；
10/3表明额定电压(kV)/额定弯曲负荷(kN)；
T-铁横担，L-玻璃钢横担，M-木横担；
20-钢脚直径（mm）；
颜色：未表示为深红色；H-灰色；G-绿色。
4、低压配电线路用的针式绝缘子有PD-1(2)T（M、W）等型号。1、2为表示瓷件机械破坏强度的编号，1号不小于8kN，2号不小于5kN。T表示铁横担用，M表示木横担用，W表示弯脚。
（二）瓷横担绝缘子与复合横担绝缘子
1、使用条件。瓷横担绝缘子用于三相电力系统标称电压35kV及以下、频率不超过100Hz、海拔不超过1000m的高压架空电力线路中起绝缘和支持导线用。绝缘子安装地点环境温度为-40℃～+40℃。
2、结构特点。瓷横担绝缘子是同时起到横担和绝缘子作用的一种圆锥或圆柱形瓷质绝缘子结构，它除具有与普通线路绝缘子相同的固定导线和对地绝缘的功能外，还可全部或部分代替铁质或木质横担。这种绝缘子在我国开始是为了节约横担材料（金属、水泥和木材），适应农电线路建设的需要而发展起来的。它既可以水平安装，也可以立装，与盘形绝缘子或长棒形绝缘子相比，它还可以降低杆塔高度，简化杆塔结构。我国自从1963年第一条瓷横担线路投入运行以来，几十年来这种线路发展很快，目前110kV及以下线路，特别是6～35kV线路已大量推广采用。
发展开始阶段有纯瓷式和胶装式两种。
纯瓷式结构即为根部带有安装孔的实心瓷件，使用时安装孔穿过螺钉用压板压紧，压紧时瓷件与铁件间应垫以衬垫(如石棉布)，压板应加弹簧垫圈压紧。由于这种结构强度低、运行可靠性较差，已被陶汰。
胶装式结构由实心瓷件和法兰用胶合剂胶合而成，法兰上备有安装孔，供穿过螺钉安装用。应用较多的中压及以上电压等级的瓷横担都带有金属附件（法兰）。为了缓冲线路断线时产生的冲击力，法兰上还备有稳定螺钉孔，当使用负荷超过稳定螺钉强度时，稳定螺钉剪断，瓷横担绕安装孔转动，从而增大了导线弛度，降低了导线张力，避免绝缘子断裂或倒杆事故。正常运行时稳定螺钉可以克服正常情况下存在的两侧导线张力差。纯瓷式根部没有稳定螺钉，此时靠安装部位摩擦力克服两侧导线张力差，断线时也可绕安装孔转动。胶装式结构法兰和瓷件端面间还垫有弹性衬垫（一般为油毡纸），以减少热应力。法兰一般用可锻铸铁铸成，亦可用钢板焊接而成，金属附件表面全部热镀锌。胶合剂用不低于42.5级硅酸盐水泥和石英砂配制而成。
瓷横担绝缘子有水平安装和直立安装两种型式。绑扎导线的型式有直接绑扎和经线夹固定两种。如果绝缘子水平安装，导线用细金属丝绑扎在瓷件头部侧槽处，此时绝缘子可以不制出顶槽；如果绝缘子直立安装，导线绑扎在瓷件顶槽上。因此，如果运行时顶相瓷横担绝缘子采用直立安装时，则制造厂对此种绝缘子要生产一部分带顶槽的规格。固定导线的另一种型式是瓷件头部带有连接金具，用以夹紧导线。
我国的瓷横担绝缘子实际上是一种事故时可以转动的线路柱式绝缘子。
瓷横担绝缘子的电气、机械性能与相同电压等级的普通线路绝缘子相比较，特点是：
（1）瓷横担的绝缘距离与爬电距离比较大，50%全波冲击闪络电压和干、湿工频闪络电压较高；
（2）瓷横担的瓷体比较长，机械抗弯强度较低，考虑安全可靠系数后，允许的最大荷重一般比相同电压等级的普通线路绝缘子小，故瓷横担不宜用于导线截面和档距较大的线路。
瓷横担配电线路与用普通针式绝缘子架设的配电线路相比较，其主要优点是：
（1）在线路断线时，导线张力的不平衡会使瓷横担转动，从而有效地缓和断线事故的扩大；
（2）线路的绝缘水平和耐雷水平较高，事故率低；
（3）瓷体易受风雨冲洗，自洁性好，且不会击穿，更换及维修量小；
（4）施工、安装方便，同等杆高时可增加导线对地距离；
（5）节约钢材、木材等原材料，并可降低单基杆塔造价10%以上。
3、型号说明：
JB1383-75标准中的高压线路用瓷横担绝缘子：
S—胶装式（实心）瓷横担绝缘子；
SC—全瓷式（实心）瓷横担绝缘子；
“—”后数字为50%全波冲击闪络电压，kV；
数字后“Z”为直立式（水平式不表示）。
JB/T 8179-1999标准规定（老型号）：
S— (胶装式)瓷横担绝缘子(取消了全瓷式)；
S后数字1，2，3…为设计顺序号；
“－”后数字为额定电压数值，kV；
“/”后数字为额定弯曲破坏负荷值，kN。
GB/T 21206-2007标准规定（新型号）：
RA—作为横担使用的线路柱式绝缘子；
RA后的数字表示弯曲破坏负荷值，kN；
随后的字母E或J表示金属附件外胶装或内胶装；
再后的字母T、C、H分别表示顶部绑扎型、直立安装的顶部线夹型或水平安装的顶部线夹型；
后缀的数字表示规定的雷电冲击耐受电压值，峰值kV；
后缀的字母N或L分别表示标准的和较长的爬电距离。
图1 图2
4、复合横担绝缘子。复合横担绝缘子采用高强度绝缘芯棒与有机硅橡胶裙套整体硫化成形和端部金具压接紧固为一个整体。结构简单，重量轻，抗污能力强，机械强度高，安装方便，无需维护，是瓷绝缘子的替代产品，可用于10~110kV配电线路。图1-10是部分复合横担绝缘子的外形图。
（三）线路用的其它绝缘子
线路用的其它绝缘子还有蝶式绝缘子、拉紧绝缘子等(图1-11)。高压蝶式绝缘子用于10kV配电线路上，与槽型悬式绝缘子组成耐张串用于小截面导线的转角杆、耐张杆和终端杆，可以简化线路结构。
低压蝶式绝缘子用于低压线路的转角杆、耐张杆和终端杆，有ED-1（2、3、4）等型号。1、2、3、4为编号，其机械破坏负荷，1号不小于12kN ，2号不小于10kN，3号不小于8kN，4号不小于5kN。
配电线路的导线对杆塔的距离较小，特别是低压分支线路，可能发生导线与杆塔部件短路而导致拉线带电造成的人身安全事故。为了防止这类安全事故，把拉线做成上下两把，中间通过拉紧绝缘子连接。
拉紧绝缘子按其结构型式分为蛋形、四角形和八角形三种。线路拉紧绝缘子的型号有J-45，J-54，J-70，J-90，J-160等，其中的数字为机械破坏负荷，kN。
图1-10部分复合横担绝缘子的外形图
蝴蝶式绝缘子（茶台）拉紧绝缘子
图1-11蝴蝶式绝缘子和拉紧绝缘子的外形图
四、金具
电力线路金具在架空线路中起着支持、固定、接续、保护导线和地线及紧固拉线的作用。金具的种类很多，按其性能和用途可大致分为悬吊金具（悬垂线夹）、锚固金具（耐张线夹）、连接金具（挂线零件）、接续金具和防护金具五大类。
（一）悬垂线夹
悬垂线夹用于将导线固定在绝缘子串或将地线悬挂在直线杆塔上，也用于换位杆塔上支持换位导线，耐张、转角杆塔上固定跳线。悬垂线夹型号标记的组成及字母的代表意义如图1-12。
图1-12 悬垂线夹型号标记的组成及字母的代表意义
如：CGU—固定型悬垂线夹；CGF—防晕型悬垂线夹；CGH—铝合金悬垂线夹；CGJ—加强型悬垂线夹。
常用的U形螺栓式悬垂线夹的外形如图1-13所示，基本参数如表1-10。
选用悬垂线夹应满足的条件，一是导线加包缠物（如铝包带）后的外径符合线夹的适用绞线直径范围，
二是最大垂直荷载乘以规定安全系数不能大于其标称破坏荷载。
表1-10
CGU 固定型悬垂线夹规范及适用导线型号
型号 适用绞线直径范围 (包括加包缠物，mm) 适用导线型号 （LGJ 型） 主要尺寸（mm ） 标称破坏 荷载（kN) 质量
（kg ）
H L R CGU-1 CGU-2 CGU-3 CGU-4 5.0~7.0 7.1~13.0 13.1~21.0 21.1~26.0 ≤35/6
50/8~70/10 70/40~185/10 185/25~240/55 82.5 82 101 109 180 200 220 250 4.0 7.0 11.0
13.5
40 40 40 40 1.4 1.8 2.0 3.0 耐张线夹用于将导线固定在承力杆塔的耐张绝缘子串上和将地线固定在承力杆塔上。根据使用和安装
条件的不同，耐张线夹分为螺栓型、压缩型和楔型三大类，图1-14（a)、（b)所示为用于导线的两类耐张线
夹。螺栓型耐张线夹用于240mm 2及以下的导线，选用条件是导线加包缠物（如铝包带）后的外径应符合
线夹的适用绞线直径范围。特定型号的压缩型耐张线夹与特定型号的导线配套使用。
楔型耐张线夹利用楔的劈力作用，使钢绞线锁紧在线夹内，用于架空地线在耐张杆塔和地线终端杆塔
上的连接及拉线的连接。楔型耐张线夹根据其形式分为楔型线夹（NE 或NX ）和UT 型线夹两类，UT 型
线夹又有可调式UT 型线夹（NUT ）和不可调式UT 型线夹（NU ）。图1-15是楔型耐张线夹与钢绞线的连
接示意图。
常用楔型耐张线夹中，NE-1、NUT-1用于GJ-25、GJ-35型钢绞线，NE-2、NUT-2用于GJ-50、GJ-70
型钢绞线，NU-3、NUT-3用于GJ-100、GJ-120型钢绞线，NU-4、NUT-4用于GJ-135、GJ-150型钢绞线。
图1-14 耐张线夹 图1-15 楔型耐张线夹与钢绞线的连接示意图
（三）连接金具
连接金具用于将悬式绝缘子组装成串，并将绝缘子串连接、悬挂在杆塔横担上。悬垂线夹、耐张线夹
与绝缘子串的连接，拉线金具与杆塔的连接，都要使用连接金具。根据使用条件，连接金具分为专用和通
用两大类。
图1-16 连接金具
专用连接金具用于绝缘子串，其连接部位的结构和尺寸必须与绝缘子相同。线路上常用的专用连接金
具有球头挂环和碗头挂板，球头挂环如图1-16（a ）所示，碗头挂板如图1-16（b)所示，分别用于连接球
窝形悬式绝缘子串上端铁帽及下端钢脚。需要注意的是球头挂环分为用于与U形螺栓连接的Q型和用于与螺栓或圆柱销平面接触的QP型两类，必须根据使用条件正确选用。
通用连接金具适用于各种情况下的连接，以荷重大小划分等级，荷重相同的金具具有互换性。线路上常用的通用连接金具有U形挂环、直角挂板、二联板等，如图1-16（c）、（d）、(e)所示。
连接金具的机械强度一般不是按导线的荷载选择，而是按绝缘子的机械强度确定，每一种型式的绝缘子配备一套与其机械强度相同的金具。考虑金具的互换性，定型金具按破坏荷载分为4、7、10、12、16、20、25、30、50、60等十个等级。例如XP-60型绝缘子所配金具的破坏荷载不小于60kN，即应选等级标记为“7”的金具，其破坏荷载为60kN，相应的金具如U-7、QP-7、W-7A型等。
（四）接续金具
接续金具用于连接导线或地线终端，接续非直线杆塔的跳线及补修损伤断股的导线或地线。
架空线路常用的接续金具有钳
接管、压接管、补修管、并沟线夹
及跳线线夹等。
导线本身连接时，当其截面不
大于240mm2可采用钳接管连接，如
图1-17（a)所示。若导线截面在300
mm2及以上时，因导线张力较大，
钳接管连接强度不能满足要求，故图1-17 接续金具
应用压接管连接，如图1-17(b)所示。用压接管连接导线时，先用钢管将导线的钢芯压接，再将导线外部套入铝管压接。地线采用钢绞线，无论截面大小均采用钢压接管用压接方法连接，如图1-17(c)所示。
（五）防护金具
防护金具分为机械和电气两大类。机械类防护金具是为了防止导线、地线因受振动而造成断股，如图1-18所示的防振锤和护线条，图1-19所示的间隔棒等。电气防护金具有为了防止绝缘子因电压分布不均匀而过早损坏的均压环和防止产生电晕的屏蔽环等，如图1-20所示。
图1-18 防震锤和护线条图1-19 间隔棒图1-20均压环及屏蔽环外形图
五、绝缘子和金具的设计原则
（一）输电线路的绝缘子和金具
1.盘型绝缘子机械强度的安全系数，不应小于表1-11所列数值。双联及以上的多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度，其荷载及安全系数按断联情况考虑。
对于瓷质盘型绝缘子尚应满足正常运行情况常年荷载状态下安全系数不小于4.5。
绝缘子和金具机械强度的安全系数K应按式（1-4）计算
K=F u/F（1-4）
式中F u—绝缘子和金具的额定机械破坏负荷，kN；
F—分别取绝缘子和金具承受的最大使用荷载、断线、断联荷载或常年荷载，kN。
常年荷载是指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载。断线、断联的气象条件是无风、无冰、最低气温月的最低平均气温。
2. 330kV及以上线路的绝缘子及金具应考虑均压和防电晕措施。
3. 地线绝缘时不宜使用单联单片盘型悬式绝缘子串。
（二）配电线路的绝缘子和金具
1.高压配电线路的直线杆采用针式绝缘子或瓷横担，耐张杆宜采用一个悬式绝缘子和一个E—10型蝴蝶式绝缘子或二个悬式绝缘子组成的绝缘子串。
2.低压配电线路的直线杆宜采用针式绝缘子，耐张杆应采用低压蝴蝶式绝缘子或一个悬式绝缘子。
3.绝缘子的组装方式应防止瓷裙积水。
4.在空气污秽地区，配电线路的电瓷外绝缘应根据运行经验和所处地段外绝缘污秽等级，增加绝缘的泄漏距离或采取其它防污措施。
5.绝缘子和金具的机械强度安全系数，不应小于表1-11所列数值。绝缘子的破坏荷载是指悬式绝缘子的机电破坏荷载或瓷横担绝缘子、针式绝缘子的受弯破坏荷载或蝴蝶式绝缘子、金具的破坏荷载。
断线的气象条件是无风、有冰、-5℃。断联的气象条件是无风、无冰、-5℃。
6.金具强度的安全系数，最大使用荷载情况不应小于2.5，断线断联情况不应小于1.5。
第四节架空电力线路的设计气象条件
一、气象条件对架空电力线路的影响
架空线路长年经受大自然中各种环境因素的侵袭，导致其组成元件被逐渐腐蚀、老化以致损坏。为了使线路的杆塔强度和电气性能适应环境的变化，保证线路的安全运行，必须全面掌握沿线地区可能出现的气象情况，正确地采用设计气象条件。沿线气象状况对架空线路的影响有电气和机械两方面，有关气象参数有风速、覆冰厚度、气温、空气湿度、空气的污秽程度、雷电活动的强弱等。这些因素对架空线路的影响是综合性的，如风速、覆冰厚度、气温直接影响线路元件的机械强度，导致导线和地线改变形状而影响带电部分之间及与接地部分的距离；空气湿度、空气的污秽程度、雷电活动的强弱等直接影响线路的电气性能，因可能引起腐蚀或闪络而间接影响线路元件的机械强度。
对机械强度有影响的气象参数主要为风速、覆冰厚度和气温，称为设计气象条件三要素。
1、风速。风对架空线路的影响主要有三方面。首先，风吹在导线、地线、杆塔及其附件上，增加了作用在导线、地线和杆塔上的荷载。其二，导线在由风引起的垂直线路方向的荷载作用下，将偏离无风时的铅垂面，从而改变了带电导线与横担、杆塔等接地部分的距离。第三，导线和地线在稳定的微风作用下将引起振动，在稳定的中速风作用下将引起舞动，导线和地线的振动和舞动都会危及线路的安全运行。因此必须充分考虑风的影响，在线路设计时和运行过程中广泛搜集、积累沿线风速资料。但应注意，架空线路应用的统计风速的高度与气象台站的风仪高度可能是不同的，气象台站的风仪高度及测记方法不一定符合采用的要求，往往需要经过一定方法，将其换算到架空线路的设计风速。另外，在离地不同的高度其风速大小也是不同的，当导线高度较高，如跨越江河等地段，其风速还应计及高度影响。
2、覆冰厚度。导线和地线覆冰对输电线路安全运行的威胁主要有如下几方面。一是由于导线覆冰，荷载增大，引起断线、连接金具破坏，甚至倒杆等事故；二是由于覆冰严重，使导线弧垂增大，造成与被跨越物或对地距离变小，引起放电闪络等事故；三是由于不同时脱冰使导线跳跃，易引起导线间以及导线与地线间闪络，烧伤导线或地线；四是由于覆在导线表面的冰层大多是在背风处，使得导线表面不光滑，风吹时导线水平张力增大，出现舞动。发生冰害事故时，往往正是气候恶劣、冰雪封山、通信中断、交通受阻、检修十分困难之时，容易造成电力系统长时间停电。2008年1月中旬起在云南、贵州、四川、重庆、河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等省遭受持续的冻雨和暴雪的袭击，发生严重的冰雪灾害，最严重的地区导线覆冰折算厚度超过100mm，河南、江西等地出现罕见的持续70小时以上的舞动，现场观测到发生严重事故的线路舞动振幅达8米以上。超厚的覆冰和强烈的舞动造成大量铁塔倒塌和大面积倒杆断线事故，个别地区停电时间长达两月以上。
覆冰形成的条件一般是周围空气温度在-2~-10℃，空气相对湿度在90%左右，风速在5~15m/s范围内。覆冰的形成还与地形、地势条件及输电线离地高度有关。如平原的突起高地、暴露的丘陵顶峰和高海拔地区，迎风山坡，特别是坡向朝河流、湖泊及水库等地区，其覆冰情况都相对较严重。在同一地点，导线悬挂点越高，覆冰也越严重。空气湿度大是覆冰形成的必要条件，在我国北方，虽然气温较低，但是空气相对较干燥，覆冰反而不如南方有些地区严重。
3、气温。气温的变化，引起导线热胀冷缩，从而影响输电线的弧垂和张力。显然，输电线路所经过地区历年来的最高气温和最低气温是我们特别关心的。因为气温越高，导线由于热胀引起的伸长量越大，弧垂增加越多，所以需考虑导线对被交叉跨越物和对地距离应满足要求；反之，气温越低，线长缩短越多，张力增加越大，所以需考虑导线机械强度应满足要求。另外，年平均气温、最大风速时的气温也必须适当选择。
对于大跨越，还要根据历史上确实存在，并显著地超过历年记录频率曲线的严重大风、覆冰情况，拟
定稀有风速稀有覆冰的验算气象条件。
二、设计气象条件的选用
1.设计气象条件应根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验按以下重现期确定：500kV、750kV 输电线路及其大跨越为50年；110kV~330kV及其大跨越为30年；10kV及以下配电线路为10年。重现期越长，说明出现该气象条件的频率越低，对线路的抗力要求越高。如沿线的气象与典型气象区（表1-12）接近，宜采用典型气象区所列数值。
2.确定基本风速时，应按当地气象台、站10min时距平均的年最大风速作样本，并宜采用极值I型分布作为概率模型。
统计风速的高度，各级电压线路是离地面10m；各级电压大跨越是离历年大风季节平均最低水位10m。
输电线路的基本风速，应按基本风速统计值选取。山区送电线路的基本风速，如无可靠资料，应按附近平原地区的统计值提高10%选用。
330kV及以下输电线路的基本风速不应小于23.5m/s；500kV、750kV输电线路计算导、地线的张力、荷载以及杆塔荷载时，基本风速不应低于27m/s。必要时还宜按稀有风速条件进行验算。
大跨越基本风速，如无可靠资料，宜将附近平地送电线路的风速统计值换算到与大跨越线路相同电压等级陆上线路重现期下历年大风季节平均最低水位以上10m处，并增加10%，然后考虑水面影响再增加10%选用。大跨越基本风速不应低于相连接的陆上送电线路的基本风速。
3. 轻冰区宜按无冰、5mm或10mm覆冰厚度设计，中冰区宜按15mm或20mm覆冰厚度设计，重冰区宜按20mm、30mm、40mm或50mm覆冰厚度设计，必要时还宜按稀有覆冰条件进行验算。
地线设计冰厚，除无冰区外，应较导线冰厚增加5mm。
大跨越最大设计冰厚，除无冰区外，宜较附近一般送电线路的最大设计冰厚增加5mm。
4. 设计时应加强对沿线已建线路设计、运行情况的调查，并考虑微地形、微气象条件以及导线易舞动地区的影响。
5. 设计用年平均气温，应按下列方法确定：如地区年平均气温在3~17℃之内，取与年平均气温值相邻的5的倍数值；地区年平均气温小于3℃和大于17℃时，分别按年平均气温减少3℃和5℃后，取与此数邻近的5的倍数值。
6. 安装工况采用无冰、风速10m/s，同时气温按下列规定取值：最低气温为-40℃的地区，宜采用-15℃，最低气温为-20℃的地区，宜采用-10℃，最低气温为-10℃的地区，宜采用-5℃，最低气温为-5℃的地区，宜采用0℃。
7. 雷电过电压工况的气温宜采用15℃，当基本风速折算到导线平均高度处其值大于等于35m/s时，雷电过电压工况的风速宜取15m/s，否则取10m/s；校验导线与地线之间的距离时，应采用无风、无冰工况。
8. 操作过电压工况的气温可采用年平均气温，风速宜取基本风速折算到导线平均高度处风速的50%，且不宜低于15m/s，无冰。
9. 带电作业工况的气温可采用15℃，风速可采用10m/s，无冰。
三、组合气象条件和典型气象区
电力线路在运行中将连续经历各种气象条件，要对所有气象条件进行分析、计算是不可能的，也不必要。在实际工程中，只要把握了对线路各部件起控制作用的几种气象条件，也就把握了所有气象条件对电力线路的影响。因此，必须结合实际情况，慎重地分析原始气象资料，对风速、覆冰厚度和气温进行合理的组合，概括出既在一定程度上反映自然界的气象规律，又适合线路结构上的技术经济合理性及设计计算的方便性的“组合气象条件”。
一般输电线路常用的气象条件组合有九种：最高气温、最低气温、年平均气温、基本风速、最大覆冰、操作过电压（内过电压）、雷电过电压（外过电压）、安装情况及事故断线情况。为了设计、制造上的统一和标准化，根据我国不同地区的气象情况和多年的运行经验，我国各主要地区组合后的输电线路气象条件归纳为九个典型气象区，其气象参数的组合见表1-12。
典型气象区的适用范围：
I主要适用于南方沿海受台风侵袭地区，如浙江、福建东部、广东、广西沿海地区。
II主要适用于华东地区。
III主要用于西南非重冰地区、福建、广东等受台风影响较弱地区。
IV主要适用于西北大部地区、华北京、津、唐地区。
V主要适用于华北平原、湖北、湖南、河南等地。
VI主要适用于北方某些地区。
VII主要适用于寒潮比较强烈的地带，如东北大部地区、河北承德、张家口一带。
VIII适用于覆冰较严重地区，如山东、河南部分地区、湘中、粤北重冰地带。
IX主要适用于云贵高原覆冰地区。
本地区的气象特点，划分出本地区的典型气象区，例如四川零级气象区。在实际使用中，总是将线路沿线
实际气象数据与典型气象区比较，采用其中最接近的某一典型气象区数值。
四、气象条件的换算
在进行输电线路计算时，需将收集到的风速、覆冰厚度等气象资料进行换算，确定出设计用气象条件。
1. 覆冰厚度的换算。输电线路设计时覆冰按等厚中空圆形考虑，其密度取0.9g/cm 3。实际覆冰断面可
能是各种不规则形状，可用下面两种常用方法换算。
（1）测水重法。如果将试样长度为L 的冰层全部收集起来，待冰融化后称其质量为m ，则换算为标
准状态的冰层厚度为
b r = （1-5） （2）测总重法。测出试样长度为L 的覆冰导线的总质量，换算为标准状态的冰层厚度为 b r = （1-6） 式中 b —标准覆冰厚度，mm ；
r —无冰导线的半径，mm ；
m —试样冰层融化后的质量，kg ；
m 2—覆冰导线的总质量，kg ；
m 1—导线未覆冰时的质量，kg ；
L —试样长度，m 。
2. 基本风速的选用。由于气流和地面的摩擦，风速沿高度的分布是不均匀的。离地面越高，风速越大。
所以从气象站收集到的风速值与风速仪的安装高度有关。另外风速的测记方式不同，得到的风速数值也不
同。只有根据实际情况，将收集到的数据资料经过统计换算才能得到基本风速。
（1）风速观测高度影响的换算。我国位于空旷地区（B 类区）的气象台、站风速仪的安装高度以往
多年在距地面以上8~12m ；城市市区内（C 类区）的气象台、站风速仪的安装高度随周围建筑物的高度而
变化。在进行同一高度的风速值换算时，宜选用该气象台、站常用的风速仪高度，以便减少换算数据。风
速随高度的变化用指数公式计算 ()i i x x
Z V V Z α= （1-7） 式中 Z i 、V i —分别为距地面以上的同一换算高度处的高度和换算风速，m 和m/s ；
Z x 、V x —分别为距地面以上的实际观测高度处的高度和观测风速，m 和m/s ；
α—与气象台、站地面粗糙度有关的系数。对近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠等（A 类区）取α=0.12；
对田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区（B 类区）取α=0.16；对有密集建筑群的
城市市区（C 类区）取α=0.22；对有密集建筑群且房屋较高的城市市区（D 类区）取α=0.30。
（2）风速次时换算。我国许多气象台、站以往多采用一天定时观测4次的2min 平均风速v 2，显然会
漏掉不少大风风速，因此必须进行次时换算，将其换算为连续自记10min 平均风速v 。换算公式因地区而
异，如表1-13。
i 平均的历年基本风速作统计样本，采用如式（1-8）所示的极值I 型分布函数作为风速概率统计的模型，代
入线路规定的重现期，即可求得该重现期的基本风速
11ln[ln(1)]}T n v v T σ-=+--+ （1-8）
式中 1n σ-—统计样本标准差，1n σ-= v T —气象台某一高度h i 处、重现期为T 年的连续自记10min 平均最大风速，m/s ；
v i —样本中的每年最大风速，m/s ；
T —重现期，年；
v —样本中的历年最大风速平均值，v =∑i v /n ， m/s ；
n —样本中的风速总次数或年数。
第五节 架空电力线路的路径选择和对地距离及交叉跨越
电力线路的路径必须适应自然地理环境和人文环境，才能保证安全经济运行。随着工农业设施和市政
设施的不断增加，线路路径的选择越来越困难。这就要求线路的勘察设计工作必须越做越细，以免给线路
的施工以至运行工作造成困难。如某设计单位设计的一条通过农村的35kV 线路，在图上选线后没有经过
实地踏勘即做初步设计，为了不超概算，所做施工设计多处跨越房屋，不仅增加额外赔偿，还有一段因农
户不许跨越而被迫改道，导致工期延误。为了建设的电力线路安全可靠和经济适用，必须按照通过实践总
结形成的有关规程的规定并避开当地民俗禁忌的敏感区来进行线路的勘察设计。
一、对架空线路的路径选择的具体要求
1. 架空电力线路路径的选择，应认真进行调查研究，综合考虑通过地区的总体规划，线路的施工、运
行的交通条件和路径长度等因素，统筹兼顾，全面安排，进行多方案的比较，做到经济合理、安全适用。
2. 选择路径应尽量避开重冰区、不良地质地带、原始森林区以及严重影响安全运行的其他地区，并应
考虑与邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。
3. 大型发电厂和枢纽变电所的进出线，应根据厂、所总体布置统一规划。对规划中的两回路或多回路
线路，在路径狭窄地段宜采用同杆塔架设。
4. 耐张段的长度，10kV 及以下线路不宜大于2km ；35kV 及以上单导线线路不宜大于5km ；2分裂导
线线路不宜大于10km ；3分裂导线及以上线路不宜大于20km 。如运行、施工条件许可，耐张段的长度可
适当延长。在高差或档距相差非常悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段，耐张段的长度应适当缩小。
5. 有大跨越的输电线路的路径方案，应结合大跨越的情况，通过综合技术经济比较确定。大跨越杆塔
一般设置在5年重现期的洪水淹没区以外，并考虑30~50年河岸冲刷变迁的影响。
6. 应减少与其他设施交叉；当与其他架空线路交叉时，其交叉点不应选在被跨越线路的杆塔顶上。
7. 杆塔的地下部分，包括其接地体与重要的地下光纤通信线路应有足够的距离，如国防光纤要求距离
50m 以上。
8. 了解通过地区的民俗禁忌，线路和杆塔位置要避开敏感区，以免因为施工受阻甚至需要修改设计，
造成不必要的经济损失和延误工期。
二、对地距离及交叉跨越的规定
1. 导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离，应根据最高
气温情况或覆冰无风情况求得的最大弧垂和最大风情况或覆冰情况求得的最大风偏进行计算。
计算上述距离，可不考虑由于电流、太阳辐射等引起的弧垂增大，但应计及导线架线后塑性伸长的影
响和设计、施工的误差。重冰区的线路，还应计算导线覆冰不均匀情况下的弧垂增大。
一、名词解释： １、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。 ２、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。３、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。 ４、高压断路器：又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 ５、负荷开关：负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。 ６、空气断路器（自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。 ７、电缆：由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电
线称为电缆。 ８、母线：电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。 ９、电流互感器：又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 10 、变压器：一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 11 、高压验电笔：用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。 12 、接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是25mm 2 以上裸铜软线制成。 13 、标示牌：用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。 14 、遮栏：为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。 15 、绝缘棒：又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或位开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。 16 、跨步电压：如果地面上水平距离为0.8m 的两点之间有电位差，
架空线路的基本结构及组成 架空输电线路的主要部件有: 导线和避雷线(架空地线)、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等。如图所示。 图架空输电线路 一、导线和避雷线 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。 (一)架空导线的排列方式 导线在杆塔上的排列方式：对单回线路可采用上字形、三角形或水平排列，对双回路线路可采用伞形、倒伞形、干字形或六角形排列，见图4—1。 图4-1 导线在杆塔上排列方式示意图 导线在运行中经常受各种自然条件的考验，必须具有导电性能好、机械强度高、质量轻、价格低、耐腐蚀性强等特性。由于我国铝的资
源比铜丰富，加之铝和铜的价格差别较大，故几乎都采用钢芯铝线。 避雷线一般不与杆塔绝缘而是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。避雷线的作用是减少雷击导线的机会，提高耐雷水平，减少雷击跳闸次数，保证线路安全送电。 (二)导、地线分类 导、地线一般可按所用原材料或构造方式来分类。 1、按原材料分类 裸导线一般可以分为铜线、铝线、钢芯铝线、镀锌钢绞线等。 铜是导电性能很好的金属，能抗腐蚀，但比重大，价格高，且机械强度不能满足大档距的强度要求，现在的架空输电线路一般都不采用。铝的导电率比铜的低，质量轻，价格低，在电阻值相等的条件下，铝线的质量只有铜线的一半左右，但缺点是机械强度较低，运行中表面形成氧化铝薄膜后，导电性能降低，抗腐蚀性差，故在高压配电线路用得较多，输电线路一般不用铝绞线;钢的机械强度虽高，但导电性能差，抗腐蚀性也差，易生锈，一般都只用作地线或拉线，不用作导线。 钢的机械强度高，铝的导电性能好，导线的内部有几股是钢线，以承受拉力;外部为多股铝线，以传导电流。由于交流电的集肤效应，电流主要在导体外层通过，这就充分利用了铝的导电能力和钢的机械强度，取长补短，互相配合。目前架空输电线路导线几乎全部使用钢芯铝线。作为良导体地线和载波通道用的地线，也采用钢芯铝线。
模块1 输电线路基础知识 【模块描述】本模块主要介绍输电线路的基础知识。通过概念描述和图例讲解，使学员能够认知导线、避雷线、绝缘子、金具、杆塔、基础、拉线、接地装置及附属设施等元件。 【正文】 一、输电线路的构成 输电的通路由电力线路、变配电设备构成。 输电线路从结构可分为架空线路和电缆线路两类。 构成架空输配电线路的主要部件有:导线、避雷线（简称避雷线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等，如图。 134 6 7258 9 －横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆； 6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置； 10－底盘；11－导线；12-防振锤； 9 8 11 12
二、各部件作用及分类 (一)、导线 导线是固定在杆塔上输送电流用的金属线，由于导线常年在大气中运行，经常承受拉力，并受风、冰、雨、雪和温度变化的影响，以及空气中所含化学杂质的侵蚀。因此，导线的材料除了应有良好的导电率外，还须具有足够的机械强度和防腐性能。目前在输电线路设计中，架空导线和避雷线通常用铝、铝合金、铜和钢材料做成，它们具有导电率高，耐热性能好，机械强度高，耐振、耐腐蚀性能强，重量轻等特点。 现在的输电线路多采用中心为机械强度高的钢线，周围是电导率较高的硬铝绞线的钢芯铝绞线，如图0-2所示。钢芯铝绞线比铜线电导率略小，但是具有机械强度高、重量轻、价格便宜等特点，特别适用于高压输电线。钢芯铝绞线由于其抗拉强度大，弧垂小，所以可以使档距放大。 钢芯铝绞线按其铝、钢截面比的不同，分为正常型（LGJ ）、加强型（LGJJ ）、轻型（LGJQ ）三种。在高压输电线路中，采用正常型较多。在超高压线路中采用轻型较多。在机械强度高的地区，如大跨越、重冰区等，采用加强型的较多。 铝合金线比纯铝线有更高的机械强度，大致与钢芯铝绞线强度相当， 但重量 6 758 9 7 8 －避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子； 5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置； 9－基础；10－间隔棒；
输电线路的基本知识线路 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。 4．金具 送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。 （1）线夹类： 悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。 耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。
电力线路基础知识 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。 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。 架空线路主要指架空明线,架设在地面之上，架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境（如大风、雷击、污秽、冰雪等）的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰。输电电缆则不受气象和环境的影响，主要通过电缆隧道或电缆沟架设，造价较高，发现故障及检修维护等不方便。电缆线路可分为架空电缆线路和地下电缆线路电缆线路不易受雷击、自然灾害及外力破坏，供电可靠性高，但电缆的制造、施工、事故检查和处理较困难，工程造价也较高，故远距离输电线路多采用架空输电线路。 输电线路的输送容量是在综合考虑技术、经济等各项因素后所确定的最大输送功率，输送容量大体与输电电压的平方成正比，提高输电电压,可以增大输送容量、降低损耗、减少金属材料消耗，提高输电线路走廊利用率。超高压输电是实现大容量或远距离输电的主要手段，也是目前输电技术发展的主要方向。 输电专业日常管理工作主要分为输电运行、输电检修、输电事故处理及抢修三类。输电专业管理有几个主要特点：一是，工作危险性高。输电线路检修一般需要进行高空作业，对工作人员的身体素质、年龄和高空作业能力要求很高，从安全角度考虑，一般40岁以上人员很难再胜任输电线路高空检修作业工作；输电带电作业需要在不停电的情况下，实行带电高空作业，对技术和人员素质要求更高，因此该工作危险性较高。一般说来，输电检修人员可以从事输电运行工作，但输电运行人员不一定能从事输电检修工作。二是，输电事故具有突发性。输电事故处理和抢修工作属于突发性事故抢修工作，不可能列入正常的输电检修工作计划，在输电事故抢修人员和业务管理上与输电检修差异较大。三是，施工环境大都比较恶劣。受输电成本和发电厂、水电站位置的影响，大多数输电线路架设在地广人稀的高山、密林、荒漠地区，施工环境恶劣，条件艰苦，很多施工设备和材料无法通过车辆运送，导致线路的建设和维护难度增大。 在事故抢修管理方面，对于一般事故抢修，可通过加强对抢修事故的统计分析，了解事故发生的规律，深入分析后确定需要配备的日常抢修工作人员数量；对于日常工作人员不能完成的抢修事故可通过外围力量的支持协作来完成，如破坏性较大的台风、地震、雪灾等严重自然灾害发生时，对输电网络影响较大，造成的电网事故比较集中，因此可以集中一个地市、全省甚至是全国电力系统的力量，开展事故抢修工作。 第一节电力线路的结构 架空输电线路的主要部件有: 导线和避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、
架空输电线路设计考 试重点
第一章架空输电线路基本知识 1、输电线路的任务是输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网。 2、输电线路的分类：输电线路按电压等级分为高压、超高压、特高压线路；按架设方式分为架空线路和电缆线路；按输送电流的性质分为交流线路和直流线路；按杆塔上的回路数目分为单回路、双回路和多回路线路；按相导线之间的距离分为常规型和紧凑型线路。 3、架空输电线路的组成：架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。 4、架空线结构及规格：输电线路用架空线基本都由多股圆线同心绞合而成；在现行国家标准中，导线用型号、规格号、绞合结构及本标准号表示。型号第一个字母均用J，表示同心绞合；例如JG1A-40-19表示19根A级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的镀锌钢绞线，相当于40mm2硬铝线的导电性；JL/G1B-500-45/7表示由45根硬铝线和7根B级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的钢芯铝绞线，硬铝线的截面积为500mm2. 5、导线的接截面选择：导线的截面选择应从其电气性能和经济性能两个方面考虑，保证安全经济地输送电能。一般先按经济电流密度初选导线截面，再按允许电压损失、发热、电晕等条件校验。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。 6、地线架设及选择：输电线路是否架设地线，应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等来决定。110kv输电线路宜全线架设地线，在平均雷暴日
不超过15日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厂的进线段架设1～2km的地线。在平均雷暴日超过15日的地区的哦220～330kv输电线路应沿全线架设地线，山区宜采用双地线。500kv输电线路应沿全线架设双地线。 7、导线的排列方式：单回路的导线常呈三角形、上字形和水平排列，双回路有伞形、倒伞形、六角形和双三角形排列，在特殊地段还有垂直排列、斜三角形排列等。 8、导线的换位方法：直线杆塔换位、耐张杆塔换位和悬空换位。 9、绝缘子片数公式：n≥a·Un/h 绝缘子联数确定公式：N≥G/[Tj] 第二章设计用气象条件 1、主要气象参数对线路的影响：风作用于架空线上形成风压，产生水平方向上的荷载。风荷载使架空线的应力增大，杆塔产生附加弯矩，会引起断线、倒杆事故。微风会引起架空线的振动，使其疲劳破坏断线。大风引起架空线不同步摆动，特殊条件下会引起舞动，造成相间闪络，甚至产生鞭击。风还使悬垂绝缘子串产生偏摆，可造成带电部分与杆塔构件间电气间距减小而发生闪络；覆冰增加了架空线的垂直荷载，使架空线的张力增大，同时也增大了架空线的迎风面积，使其所受水平风载荷增加，加大了断线倒塔的可能。覆冰的垂直荷载使架空线的弧垂增大，造成对地或跨越物的电气距离减小而产生事故。覆冰后，下层架空线脱冰时，弹性能的突然释放使架空线向上跳跃，这种脱冰跳跃可引起与上层架空线之间的闪络。覆冰还使架空线舞动的可能性增大；气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低，架空线线长缩短，张力增大，有可能导致断线。气温升高，线长增加，弧垂变大，有
1. 何为配电线路 输送电能的线路一般称为电力线路，其中由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路为输电线路，架设于变电(开关站)与变电站之间;由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线路为配电线路。故输电或者配电线路不能按电压等级来区分，只有看其功能作用，在一些地区110kV线路是分配给用户的配电线路，但在一些农村地区35kV也属于变电站与变电站之间的联络线路的输电线路。电力线路又分架空电力线路与电缆电缆线路，故配电线路又分架空配电线路及电缆配电线路。架空配电线路又分高压架空配电线路(35kV、110kV)、中压架空配电线路(20kV、10kV、6kV、3kV)、低压架空配电线路(220V、380V)，本次小编介绍的主要是中压架空线路，部分涉及低压架空线路，下列阐述的架空配电线路主要指中压架空配电线路，小编不再重复说明。 ▲电网示意图 架空配电线路是采用电杆将导线悬空架设，直接向用户供电的配电线路。架空配电线路每条线路的分段点设置单台开关(多为柱上)。为了有效的利用架空走廊，在城市市区主要采用同杆并架方式。有双回、四回同杆并架;也有10kV、380V上下排同杆并架。架空线路按在网络的位置分主干线路和分支线路，在主干线路中间可以直接“T”
接成分支线路(大分支线路)，在分支线路中间可以直接“T”接又形成分支线路(小分支线路)。主干线和较大的分支线应装设分段开关。主干线路的导线截面一般为120-240mm2，分支线截面一般不少于70mm2。 架空线路具有架设简单;造价低;材料供应充足;分支、维修方便;便于发现和排除故障等优点，缺点是易受外界环境的影响，供电可靠性较差;影响环境的整洁美观等。架空配电线路主要由电杆、横担、导线、拉线、绝缘子、金具及杆上设备等组成，结构示意图如下图所示。 ▲架空配电线路基本结构 架空线路最常见的有放射式和环网式两类。农村、山区中架空线路由于负荷密度较少、分散，供电线路长，导线截面积较少，大多部具备与其它电源联络的条件，一般采用树枝状放射式供电。低压架空线路也采用树枝状放射式供电。 城市及近郊区中压配电线路一般采用放射性环网架设，多将线路分成三段左右，每段与其它变电站线路或与本变电站其它电源线路供电，提高供电可靠性及运行灵活性。
电力线路基础知识 输电线路的基本构成 架空输电线路主要由避雷线、导线、金具、绝缘子、杆塔、拉线、基础、接地体等元素组成。 一、避雷线 1.避雷线悬挂于杆塔顶部，作为防雷保护，减少雷击导线的机会， 提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，保证线路安全送电。避雷线大多数采用镀锌钢绞线，部分线路采用铝包钢绞线（JL/LB1-95/55）或以OPGW光缆作为避雷线。 2.220KV架空线路常见避雷线为两根GJ-70钢绞线，220KV线路要 求全线架设避雷线。降低接地电阻可以提高线路的耐雷水平；减少雷击跳闸率。因此每基杆塔的接地电阻都不应大于运行规范要求。110kV及35kV架空线路多采用GJ-50钢绞线做架空地线，目前运行线路绝大部分都是全线架设双根架空地线，35kV单回水泥杆为一根架空地线。 3.避雷线对于线路除了有防雷的作用，对于杆塔本体受力也有很大 的影响，导线、避雷线的配合使用需按照设计要求进行。 二、导线 1.导线用于线路传输电流，目前青岛地区220KV线路导线型号主要 有LGJ-400/50；LGJQF-400/50；LGJ-300/40；2*LGJ-300/40； 2*LGJ-400/35，110kV及35kV架空线路导线基本型号为LGJ-240/30；LGJ-185/30；市区内35kV线路有很大一部分为
2*LGJ-185/10双分裂导线。导线在运行中应有足够的载流量及机械强度，导线一旦被磨损，表面出现毛刺或棱角，容易引起导线电晕现象，影响线路的电气性能，同时断股及磨损影响导线机械强度，影响线路的安全运行。 2.LGJ正常钢芯铝绞线；LGJQ轻型钢芯铝绞线；LGJJ加强型钢芯 铝绞线；LGJQF轻型防腐钢芯铝绞线。300/40铝/钢截面比，一般钢芯为7股钢绞线，LGJ-240铝绞一般为19股2层，LGJ-300； LGJ-400铝绞一般为37股3层，4层为61股。 3.导线的使用型号由设计决定，根据不同的具体条件各不相同，对 于污秽严重或腐蚀严重的地区采用抗腐蚀导线，双分裂导线一般采用钢芯截面小的导线，以减轻杆塔受力。最近省电力咨询院设计的220kV导线型号采用了铝合金导线，目前已经挂网运行。4.导线弧垂是设计人员根据导线的型号、安全使用系数（年平均运 行应力）计算得出。施工人员按照安装架设曲线（降温补偿初伸长）施工。弧垂的大小和线路代表档距、水平档距、垂直档距、最大使用应力有密切的关系。 5.关于导线机械物理特性不作过多讲述。最高气温（40）、最低气温 （－20）、最大风速（30m/s）、最大覆冰（10mm）情况下导线的受力情况均不相同。 6.关于风力等级和风速的换算：6级风导线呼呼有声（10.8~13.8m/s）； 7级风大树摇动，逆风行走困难（13.9~17.1m/s）；8级风可折断树枝（17.2~20.7m/s）；9级风房顶被破坏（20.8~24.4m/s）10级风可
第一章电力线路基本知识 第一节概述 一、电力线路的作用 电能是现代社会必不可少的二次能源，可由水力、风力等机械能，煤炭、石油等燃烧产生的热能，太阳的光能和原子核裂变时产生的原子能等多种一次能源转化而来。受资源或环境条件的制约，发电厂和负荷中心往往相距很远。如水力发电厂建在江河流域中上游水位落差大的地方，风力发电厂建在风力强劲的人烟稀少的空旷地区，火力发电厂建在煤炭、石油和其它能源的产地，核电站则需要建在有比较稳定的地质结构、有充足的冷却水和淡水供应、具有稳定的气象环境、低人口密度、与空中、水上航道有足够的安全距离等条件的地方。大的电力负荷中心则多集中在工业区和大城市，我国多集中于江河的中下游和沿海地带。因此必须用送电线路来把电能从发电厂输送到电力负荷中心。另一方面，为了保证安全可靠、经济合理地供电，需将使用不同能源的孤立运行的发电厂用输电线路连接起来，组成统一的电力系统。要把电能送达电力用户的用电设备，还需要建设配电线路。简言之，电力线路在电力系统中起着输送和分配电能的作用。 二、电力线路的分类 电力线路的分类方法因侧重点不同而异，常见有如下几种方法。 （一）按输送电能的性质分为交流输电线路和直流输电线路。直流输电与交流输电相比的优点是线路建设费用较低，没有稳定性的问题，可将非同期或异周波的电网联系起来，不增大电力系统的短路容量。目前，发电和用电设备主要用交流电，而由交流电变为直流电及其逆变所需的换流设备造价较高，故直流输电仅用于高电压长距离送电线路。 （二）按电压等级分为输电线路和配电线路。从发电厂将电能输送到变电所的高压电力线路叫做输(送)电线路，电压等级一般为35kV及以上。其中，又分为高压输电线路，超高压输电线路和特高压输电线路。在我国，通常称35～220kV的线路为高压输电线路，330～750kV的线路为超高压输电线路，750kV以上线路为特高压输电线路。电压等级越高，输送能量越大，输送距离越远。 担负分配电能任务的电力线路称为配电线路。其中，1～20kV的线路称为高压配电线路，用于从变电所将电能送至配电变压器，电压等级一般为20kV、10 kV或6 kV。1 kV以下的线路称为低压配电线路，用于将电能从配电变压器送至各用电点，按我国标准，其电压等级一般为0.38、0.22kV。 （三）按结构分为架空线路和绝缘线路，绝缘线路又分为架空绝缘线路和地下电缆线路。架空线路是指用绝缘子和杆塔将裸导线架设于地面上的线路。 用裸导线架设的架空线路，与绝缘线路相比，具有结构简单、加工制造容易、施工简便、建设速度快、施工周期短，投资少、经济效益高，散热条件好、输送容量大，容易发现运行线路中的故障并易于修复等优点。其缺点一是在发生断线事故时，未跳闸前电线的电压对外界有很大的危险性；二是短路时可能因电动力造成混线；三是在穿越树林时易引起短路或接地故障。 绝缘线路采用绝缘导线或电缆建设。与架空明线相比，采用绝缘线路的显著优点，一是在发生断线事故时，仅在电线断头处有电，线路其它部分对外无电，从而降低了对外界的危险性；二是使用架空绝缘导线即可避免架空明线可能由电动力造成混线，在穿越树林时易引起短路或接地故障之类的事故。因此，采用绝缘线路有利于降低线路事故率，提高城市供电网的安全可靠性。在城市中采用地下电缆线路将使街道更加美观。绝缘线路的缺点，一是散热条件差、输送容量较小；二是建设成本较高，电压越高，绝缘部分所占成本的比例越大；三是地下电缆线路不易检修。 三、架空输电线路的结构和组成元件 图1-1 架空输电线路的结构 （一）输电线路的结构 每一条架空输电线路都有若干基杆塔，在杆塔上部用绝缘子金具串支撑着导线，如图1-1所示。相邻杆塔中心线之间的水平距离l称为档距。相邻两基承力杆塔之间的几个档距组成一个耐张段，如图中#1~#5杆塔为一个耐张段，该耐张段由4个档距组成。如果耐张段中只有一个档距，如图中#5和#6杆塔之间，则称为孤立档。一条输电线路总是由多个耐张段组成的，其中包括孤立档。
架空线路的基本结构 架空输电线路的主要部件有:导线和避雷线(架空地线)、杆塔、绝缘子、金具、杆塔 基础、拉线和接地装置等。如图所示。 图架空输电线路 一、导线和避雷线 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。 (一)架空导线的排列方式 导线在杆塔上的排列方式：对单回线路可采用上字形、三角形或水平排列，对双回路线路可采用伞形、倒伞形、干字形或六角形排列，见图4—1。
图4-1导线在杆塔上排列方式示意图 导线在运行中经常受各种自然条件的考验，必须具有导电性能好、机械强度高、质量轻、价格低、耐腐蚀性强等特性。由于我国铝的资源比铜丰富，加之铝和铜的价格差别较大，故几乎都采用钢芯铝线。 避雷线一般不与杆塔绝缘而是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。避雷线的作用是减少雷击导线的机会，提高耐雷水平，减少雷击跳闸次数，保证线路安全送电。 (二)导、地线分类 导、地线一般可按所用原材料或构造方式来分类。 1、按原材料分类 裸导线一般可以分为铜线、铝线、钢芯铝线、镀锌钢绞线等。 铜是导电性能很好的金属，能抗腐蚀，但比重大，价格高，且机械强度不能满足大档距的强度要求，现在的架空输电线路一般都不采用。铝的导电率比铜的低，质量轻，价格低，在电阻值相等的条件下，铝线的质量只有铜线的一半左右，但缺点是机械强度较低，运行中表面形成氧化铝薄膜后，导电性能降低，抗腐蚀性差，故在高压配电线路用得较多，输电线路一般不用铝绞线;钢的机械强度虽高，但导电性能差，抗腐蚀性也差，易生锈，一般都只用作地线或拉线，不用作导线。 钢的机械强度高，铝的导电性能好，导线的内部有几股是钢线，以承受拉力;外部为 多股铝线，以传导电流。由于交流电的集肤效应，电流主要在导体外层通过，这就充分利用了铝的导电能力和钢的机械强度，取长补短，互相配合。目前架空输电线路导线几乎全部使用钢芯铝线。作为良导体地线和载波通道用的地线，也采用钢芯铝线。
架线施工的基本知识 架线施工是送电线路三大工序(基础、杆塔、架线通常称为三大工序)术要求高、方式难度大的一道工序，为了保证架线操作方法的正确，架线后的施工质量符合GBJ223-1990要求，施工人员应掌握与架线施工有关的基本知识。 线路敷冰,在设计时需要计算比载,常用的比载,有如下7中:1,自重比载,2,冰重比载,3.导线自重和冰重比载,4.无冰时导线风压比载.5,覆冰时的风压比载.6,无冰有风时的综合比载.7,有冰有风时的综合比载. 一、送电线路设计选用的气象条件 气象条件是送电线路基础、杆塔、架空线设计的基本前提。较长的送电线路或者有大跨越的送电线路，往往不止一种气象条件，而是两种、三种或更多种的气象条件。气象条件的容主要表现在最大风速、最低气温、覆冰厚度等三个指标。只有懂得设计选用的气象条件，才能正确使用机电安装图中的安装曲线。 二、比载 比载是架空线单位长度（m）、单位截面积（mm2）所承受的荷载，以g表示，其单位为N/(m·mm2)。 在进行架空线的机械计算时，其自重、冰重和风压等均用比载表示。架空线的比载有七种。 （1）自重比载g1。设架空线的线密度q(kg/m)，架空线的计算面积为S（mm2），其自重比载为（本篇凡使用g1，含义相同时不另说明，也可以用g代替g1） g1 = 9.807 q 或9.80665 s （2）冰重比载g2。计算时假定沿线所复冰层厚度相等，同时取冰的密度等于
0.0009kg/cm 3。设冰层厚度为b(mm)，架空线外径为d(mm)，当覆冰厚度已知时覆冰的体积 ()22()4V d b d b d b ππ??=+-=+?? 则： 2g =()b d b g A ρπ+ g 2 = 27.73 () b b d s +×10-3 （1） （3） 自重和冰重的综合比载g 3为 g 3 = g 1 + g 2 （2） （4） 风压比载g 4。架空线上无冰时，作用于线上的风压按下式计算 V W =αkgF = 2***16000v d ακ×9.807 （3）式中V W —— 无冰时，作用于每米线材上的风压， N/m ； α—— 风速不均匀系数。根据不同风速，按下列规定取值： υ< 20 ， α = 1 ； 20≤υ<30 , α = 0.85 ； 30≤υ<35 , α = 0.75 ； υ≥35 , α = 0.70 ； k —— 与线材直径有关的空气动力系数； d<17mm , k = 1.2 ; d ≥17mm , k = 1.1 ; 覆冰时，不论直径大小，k = 1.2 . υ—— 风速，m/s 。 风压比载的计算式为 g 4 = P S = 0.613*2***v d S ακ×10-3 （4） （5）覆冰时的风压比载g 5为 g 5 = 0.613×10-3 （5）
拉线与安装 为了防止架空线路杆塔倾覆、杆塔承受过大的弯矩和横担扭歪等，需要在杆塔或横担等部位打设拉线。 拉线的作用是使拉线产生的力矩平衡杆塔承受的不平衡力矩，增加杆塔的稳定性。凡承受固定性不平衡荷载比较显著的电杆，如终端杆、角度杆、跨越杆等均应装设拉线。为了避免线路受强大风力荷载的破坏，或在土质松软的地区为了增加电杆的稳定性，也应装设拉线。 一、拉线的种类 架空配电线路中，根据拉线的用途和作用的不同，一般拉线有以下几种： 1、普通拉线 普通拉线就是我们常见的一般拉线，应用在终端杆、角度杆、分支杆及耐张杆等处，主要作用是用来平衡固定性不平衡荷载，如图2－3－25所示。 图2－3－25 普通拉线 2、人字拉线 人字拉线，是由两普通拉线组成，装在线路垂直方向电杆的两侧，用于直线杆防风时，
垂直于线路方向；用于耐张杆时顺线路方向。线路直线耐张段较长时，一般每隔7－10基电杆作一个人字拉线。如图2－3－26所示。 图2－3－26 人字形拉线 3、十字拉线 十字拉线又称四方拉线，一般在耐张杆处装设，为了加强耐张杆的稳定性，安装顺线路人字形拉线和横线路人字形拉线，总称十字形拉线。 4、水平拉线 水平拉线又称为高桩拉线，在不能直接作普通拉线的地方，如跨越道路等地方，则可作水平拉线。高桩拉线是通过高桩将拉线升高一定高度不会妨碍车辆的通行。
图2－3－27 水平拉线图 5、弓形拉线 弓形拉线又称自身拉线在地形或周围自然环境的限制不能安装普通拉线时，一般可安装弓形拉线，如图2－3－28。弓形拉线的效果会有一定折扣，必要时可采用撑杆，撑杆可以看成是特殊形式的拉线。 图2－3－28 弓形拉线 6、 Y形拉线 Y形拉线主要应用在电杆较高、多层横担的电杆，Y形拉线不仅防止电杆倾覆，而且可防止电杆承受过大的弯矩，装设时可以在不平衡作用力合成点上下两处安装Y形拉线。
1.电是什么? 答:有负荷存在和电荷变化的现象。电是一种和重要的能源。 2.什么叫电场? 答:带电体形成的场,能传递带电体之间的相互作用。 3.什么叫电荷? 答:物体或构成物体的质点所带的正电或负电。 4.什么叫电位? 答:单位正电荷在某点具有的能量,叫做该点的电位。 5.:什么叫电压?它的基本单位和常用单位是什么? 答:电路中两点之间的电位差称为电压。它的基本单位是伏特。简称伏,符号v,常用单位千伏(kv),毫伏(mv) 。 6.什么叫电流? 答:电荷在电场力作用下的定向运动叫作电流。 7.什么叫电阻? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电流在导体中流动时,要受到一定的阻力,,这种阻力称之为导体的电阻。 它的基本单位是欧姆,简称欧,符号表示为Ω,常用的单位还有千欧( kΩ ),兆欧(mΩ ) 8.什么是导体?绝缘体和半导体? 答:很容易传导电流的物体称为导体。在常态下几乎不能传导电流的物体称之为绝缘体。导电能力介于导体和绝缘体
之间的物体称之为半导体。 9.什么叫电容? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电容器在一定电压下储存电荷能力的大小叫做电容。它的基本单位是法拉,符号为F,常用符号还有微法(MF),微微法拉(PF),1F=106MF=1012MMf(PF) 。 10.什么叫电容器? 答: 储存电荷和电能(电位能)的容器的电路元件。 11.什么是电感? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:在通过一定数量变化电流的情况下,线圈产生自感电势的能力,称为线圈的电感量。简称为电感。 它的常用单位为毫利,符号表示为H,常用单位还有毫亨(MH) 。1H=103MH 12.电感有什么作用? 答:电感在直流电路中不起什么作用,对突变负载和交流电路起抗拒电流变化的作用。 13.什么是容抗?什么是感抗?什么是电抗?什么是阻抗?他们的基本单位是什么? 答:电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗。 电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 电阻, 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用阻
输电线路的基本知识 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变 电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基 础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐 振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞 线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根 导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合 作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流 一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝 绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信 功能的采用光缆复合架空地线。 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷 质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。 遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测， 钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及 以上污区已普遍使用。 4．金具 送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金 具类、拉线金具类。 （1）线夹类： 悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔 的架空地线支架上。 耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。 螺栓式耐张线夹：是借U型螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定 导线。 压缩型耐张线夹：它是由铝管与钢锚组成。钢锚用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯、然后 套上铝管本体，以压力使金属产生塑性变形，从而使线夹与导线结合为一整体，采用液压时， 应用相应规格的钢模以液压机进行压缩。采用爆压时，可采用一次爆压或二次爆压的方式，将 线夹和导线（架空地线）压成一个整体。
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。
第一章架空输电线路基本知识 1、输电线路的任务是输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网。 2、输电线路按电压等级分为高压、超高压、特高压线路；按架设方式分为架空线路和电缆线路；按输送电流的性质分为交流线路和直流线路；按杆塔上的回路数目分为单回路、双回路和多回路线路；按相导线之间的距离分为常规型和紧凑型线路。 3、架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。 4、输电线路用架空线基本都由多股圆线同心绞合而成；在现行国家标准中，导线用型号、规格号、绞合结构及本标准号表示。型号第一个字母均用J，表示同心绞合；例如JG1A-40-19表示19根A级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的镀锌钢绞线，相当于40mm2硬铝线的导电性；JL/G1B-500-45/7表示由45根硬铝线和7根B级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的钢芯铝绞线，硬铝线的截面积为500mm2. 5、导线的截面选择：导线的截面选择应从其电气性能和经济性能两个方面考虑，保证安全经济地输送电能。一般先按经济电流密度初选导线截面，再按允许电压损失、发热、电晕等条件校验。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。 6、地线架设及选择：110kv输电线路宜全线架设地线，在平均雷暴日不超过15日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厂的进线段架设1～2km的地线。在平均雷暴日超过15日的地区的哦220～330kv输电线路应沿全线架设地线，山区宜采用双地线。500kv输电线路应沿全线架设双地线。 7、导线的排列方式：单回路的导线常呈三角形、上字形和水平排列，双回路有伞形、倒伞形、六角形和双三角形排列，在特殊地段还有垂直排列、斜三角形排列等。 8、导线的换位方法：直线杆塔换位、耐张杆塔换位和悬空换位。 9、绝缘子片数公式：n≥a·Un/h 绝缘子联数确定公式：N≥G/[Tj] 第二章设计用气象条件 1、主要气象参数对线路的影响：风作用于架空线上形成风压，产生水平方向上的荷载，风荷载使架空线的应力增大，杆塔产生附加弯矩，会引起断线、倒杆事故。微风会引起架空线的振动，使其疲劳破坏断线。大风引起架空线不同步摆动，特殊条件下会引起舞动，造成相间闪络，甚至产生鞭击。风还使悬垂绝缘子串产生偏摆，可造成带电部分与杆塔构件间电气间距减小而发生闪络；覆冰增加了架空线的垂直荷载，使架空线的张力增大。同时也增大了架空线的迎风面积，使其所受水平风载荷增加，加大了断线倒塔的可能。覆冰的垂直荷载使架空线的弧垂增大，造成对地或跨越物的电气距离减小而产生事故。覆冰后，下层架空线脱冰时，弹性能的突然释放使架空线向上跳跃，这种脱冰跳跃可引起与上层架空线之间的闪络。覆冰还使架空线舞动的可能性增大；气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低，架空线线长缩短，张力增大，有可能导致断线。气温升高，线长增加，弧垂变大，有可能保证不了对地或其他跨越物的电气距离。在最高气温下，电流引起的导线温升可能超过允许值，导线因温度升高强度降低而断线。 2、重现期：气象条件重现期是指该气象条件“多少年一遇”。 3、最大设计风速：最大设计风速，应按最大风速统计值选取，山区输电线路的最大设计风速如无可靠资料应比附近平原地区的统计值提高10%；大跨越的最大设计风速如无可靠资料，宜将附近平地相同电压等级输电线路重现期下的风速设计值，换算成历年大风季节平均最低水位以上10m处的风速并增加10%，然后再考虑水面影响增加10%后选用。 4、气象组合：一、线路正常运行情况下的气象组合1、最大风速：最大设计风速，无冰，相应的月平均气温（校验工作电压下的电气间距）2、最低气温：最低气温，无风，无冰绝缘子串的上扬3、覆冰有风：最厚覆冰，相应风速，气温-5°C 电气间距4、覆冰无风：最后覆冰，无风，气温-5°C电气间距 5、最高气温：最高气温，无冰，无风电气间距二、线路断线事故情况下的气象组合 6、一般地区：无风，无冰，最低气温月的最低平均气温7校验邻档断线：无冰，无风，气温+15°C 三、校验安装和检修情况下的气象组合8安装气象：风速10m/s,无冰，最低气温月的平均气温9带电作业：风速10m/s，无冰，气温+15°间距四、10线路耐振计算用气象组合：无风，无冰，年平均气温五、雷电过电压气象组合11外过有风：温度15°无风，无冰间距12外过无风：温度15°无风，无冰六13、操作过电压气象组合：年均气温，无冰，0.5倍的最大风（不低于15m/s）。间距 第三章架空线的机械物理特性和比载