架空輸電線路概說(shuō)

系列講座1

由架空導(dǎo)線傳輸電力的線路我們稱為架空輸電線路，這個(gè)定義是世界通用的說(shuō)法，故我們?cè)谥贫ㄒ?guī)程、規(guī)定時(shí)都無(wú)一例外地使用了overheadtransmissionline。架空輸電線路可按電壓等級(jí)、輸電方式、回路數(shù)，分為如下幾類(lèi)：

架空輸電線路通常按電壓等級(jí)可分為如下幾檔：

——35kV~110kV稱為高壓架空輸電線路

——220kV~750kV稱為超高壓架空輸電線路

——800kV及以上電壓等級(jí)稱為特高壓架空輸電線路

——10kV及以下電壓等級(jí)的線路稱為配電線路當(dāng)然我們這里說(shuō)的不包括電纜

架空輸電線路按輸電方式可分為如下幾種：

——交流輸電線路－－常規(guī)輸電線路－－緊湊型輸電線路

——直流輸電線路

架空輸電線路按回路方式可分為如下幾種：——單回輸電線路——同塔雙回輸電線路——同塔多回輸電線路

那么組成架空輸電線路的基本設(shè)備元件是什么呢？１導(dǎo)、地線２絕緣子３金具４鐵塔１導(dǎo)、地線送電線路的導(dǎo)線截面一般先根據(jù)輸送容量，按合理的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)線截面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來(lái)確定。由于超高壓和特高壓線路的電暈放電現(xiàn)象，對(duì)無(wú)線電干擾水平、可聽(tīng)噪聲水平、電暈損失都有著直接的影響，故設(shè)計(jì)需要知道導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)規(guī)程7.0.1規(guī)定送電線路的導(dǎo)線截面，除根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇外，還要按電暈及無(wú)線電干擾等條件進(jìn)行校驗(yàn)。大跨越的導(dǎo)線截面宜按允許載流量選擇，并應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。同時(shí)7.0.1還規(guī)定海拔不超過(guò)1000m地區(qū)，采用現(xiàn)行鋼芯鋁絞線國(guó)標(biāo)時(shí)，各種電壓可不驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑。

標(biāo)稱電壓（kV）110220330500導(dǎo)線外徑（mm）9.621.633.62×21.62×36.243×26.824×21.6海拔1000m以下可不驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑

與導(dǎo)線有關(guān)的另一個(gè)問(wèn)題就是靜電效應(yīng)，它與電壓等級(jí)、導(dǎo)線排列方式、導(dǎo)線離地高度有密切的關(guān)系。這也是確定線路鐵塔使用高度的最基本的條件。

導(dǎo)線是由多根鋁絲絞合排列，規(guī)格按（GB1179-83）制造而成。由于導(dǎo)線張力的需要，導(dǎo)線的中心部位是由鋼絲絞合的鋼芯。故而我們通常見(jiàn)到的導(dǎo)線型號(hào)：如LGJ-400/50其中：LGJ為鋼芯鋁絞線；

400表示的就是鋁絲的截面為400mm2；

50表示的就是鋼絲的截面為50mm2

。GB1179-83與國(guó)際電工委員會(huì)IEC2071966及IEC2091966的規(guī)定相一致。

——導(dǎo)線：通常使用的是鋼芯鋁絞線

當(dāng)然，根據(jù)使用情況的不同，設(shè)計(jì)還可選擇鋁包鋼絞線、鋁合金絞線等、耐熱導(dǎo)線等?！鼐€：架設(shè)地線是作為送電線的最基本的防雷措施之一，地線在防雷方面具有以下功能：

A）防止雷直擊導(dǎo)線；

B）雷擊塔頂時(shí)對(duì)雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低；

C）對(duì)導(dǎo)線有耦和作用，降低雷擊桿塔時(shí)塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間隙）上的電壓；

D）對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。另：設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)不同電壓等級(jí)、不同地形對(duì)地線的架設(shè)和對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角以及和導(dǎo)線的距離都有具體的要求。

地線通常使用的是鍍鋅鋼絞線。鍍鋅鋼絞線的制造按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1200-88《鍍鋅鋼絞線》生產(chǎn)。如：標(biāo)記為1×7-6.0-1270-A-GB1200-88即表示結(jié)構(gòu)是1×7、直徑6mm、抗拉強(qiáng)度1270N/mm2、A級(jí)鋅層的鍍鋅鋼絞線。標(biāo)準(zhǔn)中鋅層厚度分為三級(jí)：A級(jí)（特厚）

B級(jí)（厚）

C級(jí)（?。?biāo)準(zhǔn)中1.3節(jié)提出“鋅層級(jí)別應(yīng)在合同中注明,”在訂貨清單中明確結(jié)構(gòu)、直徑、抗拉強(qiáng)度、鋅層厚度級(jí)別及鍍鋅類(lèi)別。

由于熱穩(wěn)定的需要，線路兩端的分流線則通常會(huì)選擇使用一段鋁包鋼絞線。由于通訊手段的要求，兩根地線通常會(huì)選擇使用一根復(fù)合光纜（OPGW）。２絕緣子按形式分有針式、懸式、棒式，我們常用的是懸式及棒式絕緣子，按材料分有瓷絕緣子、玻璃絕緣子、合成絕緣子，通常大都選用瓷或玻璃絕緣子，在三級(jí)及以上污穢區(qū)才使用合成絕緣子。

大家看到電壓等級(jí)越高，絕緣子串越長(zhǎng)。串的長(zhǎng)短決定于片數(shù)，而片數(shù)基本上是由工頻電壓下的單位泄漏距離所決定。絕緣子片數(shù)的選擇一般需滿足能耐受長(zhǎng)期工頻電壓的作用和能耐受設(shè)計(jì)操作過(guò)電壓，至于雷電過(guò)電壓除大跨越外一般不作為選擇絕緣子片數(shù)的決定條件，僅為校驗(yàn)線路的耐雷水平是否滿足要求。當(dāng)然還有一個(gè)在工頻電壓下，絕緣子應(yīng)有足夠的機(jī)電破壞強(qiáng)度。

絕緣子組合可由幾個(gè)分支組成，整個(gè)組合稱為“串”。其中分支稱為“聯(lián)”。多聯(lián)絕緣子串一般用于重要跨越、大垂直檔距或耐張串。這些場(chǎng)合修復(fù)都比較困難，且若事故擴(kuò)大則后果嚴(yán)重。

３金具聯(lián)接鐵塔和導(dǎo)線的鐵件，以及固定分裂導(dǎo)線的間隔棒、均壓環(huán)、導(dǎo)線防振錘等統(tǒng)稱為金具。４鐵塔架空輸電線路使用的鐵塔，按使用功能可分為直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔及換位、分歧等特種塔?！本€塔是將導(dǎo)線提離地面的塔，又可分為自立塔和拉線塔兩種基本型式。自立塔常用的有酒杯型、貓頭型、鼓型、干字型等，拉線塔過(guò)去常用的則有拉八、拉V、拉門(mén)、拉貓型塔?！D(zhuǎn)角塔是付與導(dǎo)線以張力的塔，大部是干字型、鼓型塔。

從加工角度說(shuō)，架空輸電線路使用的鐵塔，又可分為角鋼塔、鋼管塔、鋼管桿三種。角鋼塔由熱軋角鋼作構(gòu)件，使用鍍鋅粗制螺栓聯(lián)接，全部鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅，經(jīng)生產(chǎn)廠試組裝無(wú)問(wèn)題后，運(yùn)至工地組裝而成。鋼管塔由鋼管作構(gòu)件，使用法蘭或連板螺栓聯(lián)接，全部鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅，經(jīng)生產(chǎn)廠試組裝無(wú)問(wèn)題后，運(yùn)至工地組裝而成。鋼管塔的局部構(gòu)件往往也是由熱軋角鋼組成，故無(wú)角鋼生產(chǎn)線的鋼管桿生產(chǎn)廠不能生產(chǎn)鋼管塔。鋼管桿指的是由獨(dú)根的鋼管制造的鐵塔，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)專稱為鋼管桿，且專門(mén)有《架空送電線路鋼管桿設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5130-2001和制造規(guī)定。

鐵塔作為輸電線路的支持物，應(yīng)能在各種氣象條件下，保持導(dǎo)線對(duì)地的最小距離，一般應(yīng)符合以下公式：

H=λ＋f＋h＋△h式中：H從基礎(chǔ)面到橫擔(dān)懸掛點(diǎn)的高度，一般叫桿塔的呼稱高；λ絕緣子串全長(zhǎng)；

f導(dǎo)線最大弧垂；h導(dǎo)線對(duì)地最小允許距離，一般叫限距；△h—考慮測(cè)量和施工誤差裕度，一般檔距取0.3～0.5m。

我國(guó)輸電線路使用的塔型，近幾年由于走廊越來(lái)越緊張及輸送容量不斷增加等因素的影響，不僅沿海地區(qū)甚至有的城市500kV雙回同塔并架的角鋼塔、鋼管塔，甚至鋼管桿也有所使用，220kV雙回和110kV雙回同塔并架的四回路角鋼塔、500kV雙回和220kV雙回同塔并架的四回路塔、500kV同塔并架的四回路塔也陸續(xù)設(shè)計(jì)或使用。1000kV同塔雙回使用鋼管塔的皖電東送的工程已完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。新技術(shù)、新材料、新工藝

我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行各個(gè)方都有不少的新技術(shù)成果在被推廣和應(yīng)用，這里簡(jiǎn)選作個(gè)介紹：

——緊湊型線路

——同塔雙（多）回輸電技術(shù)

——1000kV特高壓輸電技術(shù)

——1000kV特高壓同塔雙回輸電技術(shù)

——420高強(qiáng)鋼我國(guó)第一條500kV昌房緊湊型線路直線塔500kV單回路緊湊型直線塔緊湊型線路

三相導(dǎo)線置于同一塔窗內(nèi)，三相導(dǎo)線間無(wú)接地構(gòu)件,達(dá)到提高自然輸送功率，減少線路走廊寬度，提高單位走廊輸電容量的架空輸電線路。六分裂導(dǎo)線，可使各子導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)和電荷分布均勻，地面場(chǎng)強(qiáng)值較低且高電場(chǎng)、高磁場(chǎng)區(qū)范圍較小，線路參數(shù)均勻，上千公里的線路也不用加串補(bǔ)。同時(shí)也減小了無(wú)線電干擾。我國(guó)第一條500kV同塔雙回緊湊型線路的直線塔北京城北500kV緊湊型輸電線路2004年4月26日建成投運(yùn)的政宜500kV同塔雙回緊湊型輸電線路同塔雙（多）回輸電技術(shù)500kV與220kV同塔四回緊縮型方案

我國(guó)2002年已建成投運(yùn)的500kV緊縮型同塔雙回輸電線路

1000kV特高壓輸電技術(shù)1000kV特高壓同塔雙回輸電技術(shù)420高強(qiáng)鋼自我國(guó)西北地區(qū)750kV鐵塔研究使用420高強(qiáng)鋼以來(lái)。隨著同塔雙回以及多回線路的建設(shè)日趨增多，420高強(qiáng)鋼的使用也越來(lái)越多。圍攏420高強(qiáng)鋼這新鋼種的應(yīng)用，國(guó)家電網(wǎng)公司專門(mén)成立了相應(yīng)的研究推廣班子以及焊接工藝的培訓(xùn)，這些工作的成果，使我們的招標(biāo)工作、乃至工程建設(shè)有了切實(shí)的保障。

我國(guó)已建設(shè)的大跨越塔的結(jié)構(gòu)型式基本有三種：——鋼筋混凝土塔—