第四章 高压电力线路

第四章高压电力线路电力线路是电力网的主要组成部分，其作用是输送和分配电能。

电力线路一般可分为输电线路（又称送电线路）和配电线路。

电力线路按架设方式可分为架空电力线路和电力电缆两大类。

第一节架空电力线路一、架空电力线路构成及其作用P108架空电力线路的结构主要包括杆塔及其基础、导线、拉线、绝缘子、横担、金具、防雷设施及接地装置等。

架空线路是输送、分配电能的主要通道和工具。

1. 杆塔种类及使用特点杆塔是架空电力线路的重要组成部分，其作用是支持导线、避雷线和其他附件。

（1）杆塔按材质分类：1)木材。

2）水泥杆。

3）金属杆（2 ) 杆塔按在线路上作用分类：1）直线杆塔。

2）耐张杆塔。

3）转角杆塔。

4)终端杆塔。

5）特殊杆塔。

6）多回同杆架设杆塔2. 杆塔基础作用及分类杆塔基础是指架空电力线路杆塔地面以下部分的设施。

杆塔基础一般分为混泥土电杆基础和铁塔基础。

（1）混泥土电杆基础：混泥土电杆基础一般采用底盘、卡盘、拉盘（俗称三盘）（2）铁塔基础：根据铁塔根开大小不同，大体可分为宽基和窄基两种。

（3）对基础一般要求：对于杆塔基础，除根据杆塔荷载及现场的地质条件确定其合理经济的型式和埋深外，要考虑水流对基础的冲刷作用和基土的冻胀影响。

基础的埋深必须在冻土层深度以下，且不应小于0.6m，在地面应留有300mm高的防沉台。

3. 架空导线材料、结构与种类（1）架空导线是架空电力线路的主要组成部件，其作用是传输电流，输送电功率。

（2）架空导线材料架空导线的材料有铜、铝、钢铝合金等（3）架空导线结构架空导线的结构总的可以分为三类: 单股导线、多股绞线和复合材料多股绞线。

单股导线由于制造工艺上的原因，当截面增加时，机械强度下降，因此单股导线一般都在10mm2以下，目前广为使用最大到6mm2。

架空导线种类1）裸导线：①铜绞线（TJ）。

常用于人口稠密的城市配电网、军事设施及易受海水潮气腐蚀的地区电网。

②铝绞线（LJ）。

③钢芯铝绞线( LGJ )。

④轻型钢芯铝绞线（LGJQ）。

⑤加强型钢芯铝绞线（LGJJ）。

⑥铝合金绞线（LHJ）。

⑦钢绞线（GJ）。

2）绝缘导线架空绝缘导线按电压等级可分为中压（10KV）绝缘线和低压绝缘线；按绝缘材料可分为聚氯乙烯绝缘线、聚乙烯绝缘线和交联聚乙烯绝缘线。

①聚氯乙烯绝缘线（JV）。

有较好的阻燃性能和较高的机械强度，但介电性能差、耐热性能差。

②聚乙烯绝缘线（JY）。

有较好的介电性能，但耐热性能差，易延燃、易龟裂。

③交联聚乙烯（JKYJ）。

是理想的绝缘材料，有优良的介电性能，耐热性好，机械强度高。

表4-1 架空线路型号表示方法举例P1174.常用绝缘子的种类与用途绝缘子是一种隔离电部件，其用途是使导线与导线之间以及导线与大地之间，支持、悬吊导线，并固定于杆塔的横担之上。

（1）针式绝缘子针式绝缘子主要用于直线杆塔或角度较小的转角杆塔上，也有在耐张杆塔上用于固定导线跳线。

导线采用扎线绑扎，使其固定在针式绝缘子顶部的槽中。

（2）柱式绝缘子（3）瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子为外浇装结构实心瓷体，其一端装有金属附件。

（4）悬式绝缘子悬式绝缘子具有良好的电气性能和较高的机械强度，按防污性能分为普通型和防污型两种，按制造材料又分为瓷悬式和钢化玻璃悬式两种。

（5）棒式绝缘子棒式绝缘子为外胶结构的实心瓷体，可以代替悬式绝缘子串或蝶式绝缘子用于架空配电线路的耐张杆塔、终端杆塔或分支杆塔，作为耐张绝缘子使用。

（6）蝶式绝缘子蝶式绝缘子常用于低压配电线路上，作为直线或耐张绝缘子，也可同悬式绝缘子配套，用于10KV配电线路耐张杆塔、终端杆塔或分支杆塔上。

5. 拉线的作用、形式及选用（1）拉线的作用拉线的作用是为了在架设导线后能平衡杆塔承受的导线张力和水平风力，以防止杆塔倾倒、影响安全正常供电。

拉线与地面的夹角一般为45°，若受环境限制可适当增减，一般不超过30°～60°。

(2) 拉线的形式拉线按其作用可分为张力拉线（如转角、耐张、终端、分支杆塔拉线等）和风力拉线（如在土质松软的线路上设置拉线，增加电杆稳定性）两种；按拉线的形式，又可分为普通拉线、水平拉线、弓形拉线、共同拉线和V形拉线等。

（3）拉线的选用10KV及以下架空配电线路的拉线，当强度要求较低时，采用多股直径为4mm的镀锌铁线制作,当强度要求超过9股时,要采用镀锌钢绞线。

6. 横担规格要求: 横担按材质的不同可分为木横担、铁横担和瓷横担。

7. 线路金具分类及其用途线路金具是指连接和组合线路上各类装置，以传递机械、电气负荷以及起到某种防护作用的金属附件。

按其作用可分为五大类。

（1）支持金具支持金具的作用是支持导线或避雷器，使导线和避雷线固定于绝缘子或杆塔上，一般用于直线杆塔或耐张杆塔的跳线上，又称线夹。

: 1）悬式线夹2）耐张线夹, 耐张线夹又可分为螺栓型、压接型、楔形于楔形于螺栓混合型四种。

( 2 )连接金具连接金具的作用是将悬式绝缘子组成串，并将一串或数串绝缘子连接起来悬挂在横担上。

1)球头挂环；2）碗头挂环；3）U型挂环；4）直角挂环；5）平行挂环；6）二联板；7）直角环。

( 3 ) 接续金具接续金具的作用是用于导线和避雷线的接续和修补。

它分为承力接续和非承力接续两种。

（4）保护金具保护金具分电气和机械两大类。

: 1）电气类保护金具。

用于防止绝缘子串上的电压分布不均而损坏绝缘子，主要均压环等。

2）机械类保护金具。

用于减轻导线、避雷器的振动或减轻振动损伤，主要有①防震锤；②间隔锤；③重锤。

（5）拉线金具拉线金具的作用是用于作拉线的连接、紧固和调节。

: 1）连接金具；2）紧固金具（楔形线夹、预绞线和钢线卡子）；3)调节金具。

8.架空电力线路的防雷措施架设避雷线是架空线路最基本的防雷措施，避雷线又称架空地线。

避雷线大多采用镀锌钢绞线，个别线路或地段由于特殊需要，也可采用钢芯铝绞线、铝镁合金线等良导体。

9.接地装置接地装置是指埋设于土壤中并与每基杆塔的避雷线及杆塔体有电气连接的金属装置。

其作用是将雷电流引入大地并迅速扩散，以保护免雷击。

（1）接地引下线: 常用材料为镀锌钢绞线。

( 2 ) 接地体: 分自然接地体和人工接地体。

表4-3 接地装置最小规格名称地上地下名称地上地下圆钢直径（mm） 6 8 角钢厚度（mm） 2.5 4扁钢截面（mm）48 48 钢管厚度（mm） 2.5 3.5厚度(mm) 4 4 镀锌钢绞线或铜绞线截面mm225 ---二、架空电力线路技术要求P1291.架空导线的截面选择架空导线的选择应使所选导线具有足够的导电能力与机械强度，能满足线路的技术、经济要求，确保安全、经济、可靠地传输电能。

（1）导线截面选择要求:1）满足发热条件；2）满足电压损失条件；3）满足机械强度条件；4）满足保护条件；5）满足合理经济条件。

（2）导线截面选择方法:1）按经济电流密度选择导线截面: 电流密度是指单位导线截面所通过的电流值，其单位是A/ mm2我国现在采用的经济电流密度值见表4-4。

表4-4 经济电流密度J值（A/ mm2）(书130页）当已知最大负荷电流IL和相应的年最大负荷利用小时数TL后，可在表4-4中查出不同材料导线的经济电流密度J，并按下式计算导线经济截面S，即S=IL/J ( mm2) (4-1)根据计算所得的导线截面，再选择最适当的导线标称截面。

例4-1某变电站负荷为40MW，功率因数cosΦ=0.8，年最大负荷利用小时TL=6000h,，由100km外的发电厂以110kV的双回路供电，试用经济电流密度选择钢芯铝绞线的截面。

解：线路输送的负荷电流当TL=6000h，由表4-4查得J=0.9A/mm2。

S=IL/J=262.44/0.9=291.6(mm2)因采用双回路供电，每回线路的导线截面应为291.6/2=145.8mm2对应的钢芯铝绞线标称截面可选LGJ-150。

2）按发热条件校验导线截面表4-5为裸铜、铝及钢芯铝绞线的允许载流量（第131-132页）例4-2 已知条件同例4-1，试按发热条件选择导线截面。

解：负荷电流在正常供电情况下，每回线路的输送电流为131.22A，为保证供电可靠性，当一回线路发生事故而断开时，另一回应能输送全部电流。

查表4-5，已选的LGJ-150导线的允许载流量为445A，在发生事故情况下的允许载流量为534A(大20%)，均远大于262.44A，故能满足发热条件的要求。

3）按允许电压损失校验导线截面按允许电压损失选择截面应满足下列原则条件：线路电压损失≤允许电压损失。

线路电压损失可按下式计算（4-2）4)按机械强度求导线最小允许截面5）按电晕损耗求导线最小允许直径2.架空配电线路的导线排列、档距与线间距离（1）导线排列：10～35KV架空线路的导线，一般采用三角排列或水平排列，多回线路同杆架设的导线，一般采用三角、水平混合排列或垂直排列。

（2）架空配电线路档距：如表4-9所示（135页）,35kV架空线路耐张的长度不宜大于3～5kV，10kV 及以下架空线路的耐张段的长度不宜大于2km。

（3）架空线路导线的线间距离：如表4-10所示（135页）、表4-11所示（136页）几种情况。

3.架空导线的弧垂及对地交叉跨越（1）弧垂弧垂是相邻两杆塔导线悬挂点连线的中点对导线铅垂线的距离。

弧垂的大小直接关系到线路的安全运行，弧垂过小，容易断线或断股；弧垂过大，则可能影响对地限距，在风力作用下容易混线短路。

在同一档距中，各相导线的弧垂应力求一致，其允许误差不应大于0.2m。

（2）架空线路对地及交叉跨越允许距离：表4-12、表4-13、表4-14（第137页-138页）中的1）～6）。

三、架空电力线路运行维护1.架空线路运行标准1）～11）点（第138-140页）。

2．架空线路线路巡视（1）巡视种类：1）定期巡视；2）夜间巡视；3）特殊巡视；4）故障巡视；5）登杆巡视；6）监察巡视。

（2）巡视内容：1）杆塔巡视；2）绝缘子巡视；3）导线巡视检查；4）避雷器巡视检查；5）接地装置巡视检查。

3. 架空线路常见故障和反事故措施（1）架空线路常见故障：1）导线损伤、断股、断裂；2）倒杆；3）接头发热；4）导线对被跨越物放电事故；5）单相接地；6）两相短路；7）三相短路；8）缺相。

（2）防事故措施：1）防雷；2）防暑；3）防寒；4）防风；5）防汛；6）防污4. 架空线路防污闪（1）污闪形成的原因（2）污闪的特点（3）绝缘配置：1）绝缘子的泄漏距离；2）绝缘子配置；3）在绝缘子形状选择；4）防污闪措施。

5. 架空线路维护（1）线路维护、检修的标准项目和周期：表4-15（第146-147页）（2）线路维护工作内容①清扫绝缘子，提高绝缘水平。

②加固杆塔和拉线基础，增加稳定性。