輸電線路的結構及各部件分類.ppt

1.2 輸電線路的結構及各部件分類,一、輸電線路的構成 輸電的通路由電力線路、變配電設備構成。 輸電線路從結構可分為架空線路和電纜線路兩類。 構成架空輸配電線路的主要部件有:導線、避雷線（簡稱避雷線）、金具、絕緣子、桿塔、拉線和基礎、接地裝置等，如圖。,架空輸電線路的組成,1橫擔；2橫梁；3避雷線；4絕緣子；5砼桿； 6拉線；7拉線盤；8接地引下線；9接地裝置； 10底盤；11導線；12-防振錘； 圖1-3 輸電線路的組成元件（雙桿）,接地裝置俯視圖,接地裝置俯視圖,1避雷線；2雙分裂導線；3塔頭；4絕緣子； 5塔身；6塔腿；7接地引下線；8接地裝置； 9基礎；10間隔棒； 圖1-4 輸電線路的組成元件（貓頭塔）,二、各部件作用及分類,一、導線 導線是固定在桿塔上輸送電流用的金屬線，由于導線常年在大氣中運行，經(jīng)常承受拉力，并受風、冰、雨、雪和溫度變化的影響，以及空氣中所含化學雜質的侵蝕。因此，導線的材料除了應有良好的導電率外，還須具有足夠的機械強度和防腐性能。目前在輸電線路設計中，架空導線和避雷線通常用鋁、鋁合金、銅和鋼材料做成，它們具有導電率高，耐熱性能好，機械強度高，耐振、耐腐蝕性能強，重量輕等特點。 現(xiàn)在的輸電線路多采用中心為機械強度高的鋼線，周圍是電導率較高的硬鋁絞線的鋼芯鋁絞線，如圖0-2所示。鋼芯鋁絞線比銅線電導率略小，但是具有機械強度高、重量輕、價格便宜等特點，特別適用于高壓輸電線。鋼芯鋁絞線由于其抗拉強度大，弧垂小，所以可以使檔距放大。,鋼芯鋁絞線按其鋁、鋼截面比的不同，分為正常型（LGJ）、加強型（LGJJ）、輕型（LGJQ）三種。在高壓輸電線路中，采用正常型較多。在超高壓線路中采用輕型較多。在機械強度高的地區(qū)，如大跨越、重冰區(qū)等，采用加強型的較多。 鋁合金線比純鋁線有更高的機械強度，大致與鋼芯鋁絞線強度相當，但重量比鋼芯鋁絞線輕，因而弧垂減小，檔距可放大，可使桿塔基數(shù)減少或降低高度，但導電性能比鋁線稍差。因此，鋁合金線有一定的優(yōu)越性，但目前在生產(chǎn)上尚有一定困難，故我國只在個別線路上使用。,此外，還有以下幾種特殊用途的導線： 1、大檔距導線 國外大跨越中，要求導線具有特高抗拉強度，采用過硅銅線、鍍鋅鋼線、鋁包鋼線等。 2、防腐蝕導線 線路經(jīng)過海邊及污穢地區(qū)，為提高導線的抗腐蝕能力，延長使用壽命，制造了各種防腐蝕導線，例如鍍鋁鋼線、鋁包鋼線、鋼芯涂防腐油等。北歐一些國家生產(chǎn)鋼芯鋁線時鋼芯就涂以凡士林進行防腐蝕保護。,3、自阻尼導線 又稱防振導線，如圖所示，加拿大、挪威等國已使用，認為使用它可以提高運行應力而不必加防振措施，已引起各國的重視。,4、光滑導線 光滑導線由于外徑較普通導線略小，可減少導線承受的風和冰荷載，由于表面光滑可減少導線舞動現(xiàn)象。在歐洲，美國，日本都已得到應用。 5、分裂導線 一般，每相2根為水平排列，3根為兩上一下倒三角排列，4根為正方形排列。 分裂導線在超高壓線路得到廣泛應用。它除具有表面電位梯度小，臨界電暈電壓高的特性外，還有以下優(yōu)點。 （1）單位電抗小，其電氣效果與縮短線路長度相同； （2）單位電納大，等于增加了無功補償； （3）用普通標號導線組成，制造較方便； （4）分裂導線裝間隔棒可減少導線振動，實測表明雙分裂導線比單根導線減小振幅50%，減少振動次數(shù)20%，四分裂減少更大。,二、避雷線 避雷線作用是防止雷電直接擊于導線上，并把雷電流引 入大地。避雷線懸掛于桿塔頂部，并在每基桿塔上均通過接 地線與接地體相連接，當雷云放電雷擊線路時，因避雷線位 于導線的上方，雷首先擊中避雷線，并藉以將雷電流通過接 地體泄入大地，從而減少雷擊導線的幾率，起到防雷保護作 用。35kV線路一般只在進、出發(fā)電廠或變電站兩端架設 避雷線，110kV及以上線路一般沿全線架設避雷線，避雷線 常用鍍鋅鋼絞線。,三、線路金具 通常把輸電線路使用的金屬部件總稱為金具，它的類型繁多。以下簡單介紹幾種金具，詳情可查部頒電力金具產(chǎn)品樣本等有關技術資料。,1、連接金具 連接金具是用來連接懸式絕緣子，以構成絕緣子串，如球頭掛環(huán)，碗頭掛板（如圖）。,2、接續(xù)金具 接續(xù)金具是用來連接導線或避雷線的，主要為導線各種壓接方式（鉗壓、液壓、爆壓等）所用的接續(xù)管及補修管、并溝線夾、預絞絲等。 導線的連接方法主要有鉗接和壓接，當導線截面小于等于240mm2時，采用鉗接管連接，當導線截面大于等于300 mm2時，采用壓接管連接，例如用液壓或爆壓方法連接，避雷線均采用壓接法連接。,3、固定金具 固定金具是用來將導線固定在絕緣子串上，或將避雷線固定在金具串上，如懸垂線夾，耐張線夾。此外，在超高壓線路上為了防止和減少電暈的影響，還采用了XGF型防暈懸垂線夾。,4、保護金具 它包括導線及避雷線的防振金具和絕緣金具。防振金具有：防震錘、護線條、阻尼線、補修條、鋁包帶等。絕緣金具有：間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)、重錘等。 1）間隔棒。使用在分裂導線上，作用是防止導線之間的鞭擊，抑止微風振動，抑止次檔距震蕩。,2）均壓環(huán)。用來均勻絕緣子上電壓分布的環(huán)，以使絕緣子每片承受的電壓基本均勻。 3）屏蔽環(huán)。用來降低金具上電暈強度的環(huán)稱為屏蔽環(huán)。 4）重錘。可以抑制懸垂絕緣子串或跳線絕緣子串搖擺過大、直線桿塔上導線和避雷線被上拔。 5）防震錘。可以減少振動的振幅，從而減少導線的振動。,5、拉線金具 主要用于拉線桿塔拉線的緊固、調整和連接，可分為緊線、調節(jié)及連接三類。如圖所示為可調式UT型線夾，利用該線夾可調節(jié)拉線的松緊；可調式U型螺絲，可以調節(jié)拉線的松緊；楔子可以與線夾本體固定拉線。,6、金具材料及機械強度的計算 （1）線路金具材料。懸垂線夾的線夾本體及壓板、楔形線夾本體及楔子以及可調式UT型線夾本體及楔子，均采用KT33-8可鍛鑄鐵，其極限強度不低于370N/mm2。連接金具的U型掛環(huán)、掛板、球頭掛環(huán)，采用極限強度不低于370N/mm2的鑄鋼澆制。標稱破壞荷載小于等于12t的碗頭掛板，采用KT33-8牌號的可鍛鑄鐵。標稱破壞荷載大于等于16t的碗頭掛板，采用QT50-5牌號的球墨鑄鐵。 （2）金具的機械強度。為了保證線路安全運行，金具的機械強度要有一定的安全系數(shù)。根據(jù)有關規(guī)程規(guī)定，金具的強度設計安全系數(shù)不應小于表中所列數(shù)值。,四、絕緣子 絕緣子是線路絕緣的主要元件，用來支撐或懸吊導線使之與桿塔絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強度，用來支持或懸掛導線，并使導線與桿塔間不發(fā)生閃絡的原件，是支撐導線并使之與桿塔絕緣的物體，它是由硬質陶瓷或玻璃、塑料制成的。,1、絕緣子的種類和用途 （1）針式絕緣子，如圖所示。針式絕緣子主要用于線路電壓不超過35kV，導線張力不大的直線桿或小轉角桿塔。優(yōu)點是制造簡易、價廉，缺點是耐雷水平不高，容易閃絡。,（2）瓷橫擔絕緣子，如圖所示。這種絕緣子已廣泛用于110kV及以下線路，它具有許多顯著的優(yōu)點，如：絕緣水平高；同時起到橫擔和絕緣子的作用，能節(jié)約大量鋼材，并能 提高桿塔懸掛點高度，可節(jié)約線路投資25%30%；運行中便 于雨水沖洗。,（3）懸式絕緣子，如圖所示。在35kV及以上架空線路采用。通常把它們組裝成絕緣子串使用，每串絕緣子的數(shù)目與額定電壓有關。 按其制造材料可分為瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子；按其金屬附件連接方式分為球形和槽形。按機電破壞荷載可分為4t，6t，7t，10t，16t，21t，30t等7個級別。,（4）、其他類型絕緣子，如圖所示。防污絕緣子用于通過污穢地區(qū)（如工業(yè)、化工區(qū)或接近沿海、鹽場、鹽堿地區(qū)等）的線路區(qū)段上。因為線路通過這些地區(qū)時，絕緣子表面易沉積一層污穢物質，在下霧、毛毛細雨的天氣，絕緣子表面沉積的污穢物質受到潮濕后，會使絕緣子的耐壓值顯著降低，往往引起閃絡，即所謂污閃。防污絕緣子的高度與普通絕緣子相同，但泄露距離較大，從而可以防止絕緣子的污閃。,2、絕緣子的機械強度,3、絕緣子串片數(shù)的選擇和組裝形式,五、桿塔,1、直線桿塔 直線桿塔是線路中使用最多的一種桿塔，一般占全線桿塔總數(shù)的80%以上。在正常情況只承受導線風壓和重量，結構比較簡單，材料消耗量較少，造價較低。,2、耐張桿塔 耐張桿塔是用來錨固導線、限制線路故障范圍、便利施工與檢修的。除承受導線風壓和重力外，還承受導線張力，大多數(shù)兼有轉角，因此，還有角度力。故桿塔強度要求較高，結構也較復雜，鋼材消耗量和造價都比較高。,3、終端桿塔 終端桿塔是輸電線路進出變電所或發(fā)電廠的最后或最初一基桿塔。其特點是一側（線路側）承受很大導線張力，而另一側（變電所側）承受很小的松弛張力。這是因為變電所門型架的設計只能承受很小的導線、避雷線張力。終端桿一般也兼轉角。由于桿塔兩側導線、避雷線的不平衡張力很大，所以材料消耗量大、造價高，塔型與耐張塔相似。,六、拉線和基礎 1、拉線 為了節(jié)省桿塔鋼材起見，國內(nèi)外廣泛使用了帶拉線桿塔。拉線材料一般用鍍鋅鋼絞線。拉線上端是通過拉線抱箍和拉線相連接，下部是通過可調節(jié)的拉線金具與埋入地下的拉線棒、拉線盤相連接。 拉線在桿塔上的布置視桿塔型式和它受力情況而定。直線單桿拉線，對地夾角為60，對橫擔夾角為45。拉線在正常大風情況承受導線風壓、桿身風壓和導線垂直荷載，在事故斷線情況拉線承受導線的斷線張力。直線雙桿用的V形拉線，不能承受導線、避雷線及桿身的風壓荷載，而只能承受事故斷導線時的斷線張力。因此，能節(jié)約大量鋼材。,2、基礎 桿塔基礎是用來支撐桿塔的，一般受到下壓力、上拔力和傾覆力等作用。 （1）鋼筋混凝土桿塔基礎 鋼筋混凝土桿塔一般為裝配式預制基礎，包括底盤、卡盤，其中帶拉線桿塔基礎包括底盤和拉線盤。底盤承受下壓力，卡盤承受傾覆力，拉線盤