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文檔簡介
1、一、帶電作業(yè)的基本原理及方法 (一)帶電作業(yè)基本原理(二)送電線路與過電壓(三)安全距離與組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長度、工作規(guī)程、操作導(dǎo)則(500kV單回、雙回、四回、緊湊型,750kV單回、雙回、緊湊型,±500kV)(四)人員安全防護技術(shù)(五)加裝保護間隙作業(yè)方式第一節(jié)帶電作業(yè)的基本原理4一、帶電作業(yè)方式的劃分4二、帶電作業(yè)工作原理5第二節(jié)電路原理8一、電荷、庫侖定理8二、電流、電壓、電位9三、電阻9四、電場、電場強度10五、電容和電容電流11第三節(jié)送電線路與過電壓13一、送電線路的主要組成部分13二、帶電作業(yè)中的過電壓18第四節(jié) 送電線路安全距離和組合間隙23一、帶電作業(yè)
2、中的絕緣配合23二、帶電作業(yè)安全距離和組合間隙25三、帶電作業(yè)安全距離計算方法30第五節(jié) 工作規(guī)程及操作導(dǎo)則33500kV同塔雙回交流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則33500kV同塔雙回線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則39500kV交流緊湊型輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則54500kV交流緊湊型輸電線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則60天廣四回500kV緊湊型線路帶電作業(yè)技術(shù)規(guī)程83天廣四回羅平至百色段500kV緊湊型線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則86750kV線路帶電作業(yè)安全工作規(guī)程91750kV線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則94750kV同塔雙回輸電線路帶電作業(yè)安全工作規(guī)程101750kV同塔雙回輸電線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則105第六節(jié) 送變電帶電作
3、業(yè)人員的安全防護111一、電場的防護111二、電流的防護117三、靜電感應(yīng)的防護120第七節(jié) 加裝保護間隙的帶電作業(yè)123一、帶電作業(yè)保護間隙的研究123(一)、保護間隙的設(shè)計124(二)、保護間隙的電極124(三)、保護間隙的結(jié)構(gòu)124(四)、保護間隙的試驗125(五)、保護間隙的安裝及放電試驗127二、保護范圍的計算及校核129三、保護間隙的安裝要求129四、保護間隙取值范圍129第一節(jié) 帶電作業(yè)的基本原理帶電作業(yè)是指在帶電的情況下,對送變電設(shè)備進行測試、維護和更換部件的作業(yè)。電對人體的危害作用有兩種:一種是人體的不同部位同時接觸有電位差的帶電體,電流通過人體時發(fā)生的;另一種是在帶電設(shè)備附
4、近工作時,盡管人體并未接觸帶電體,但卻有風吹、針刺、蠕動等不適之感。這是由空間電場引起的。為什么帶電作業(yè)人員可以在運行的電氣設(shè)備上安全工作,甚至直接接觸高達幾十萬伏電壓的帶電體而不遭受觸電傷害呢?這就需要了解并掌握帶電作業(yè)的工作原理。一、帶電作業(yè)方式的劃分1. 按人與帶電體的相對位置來劃分帶電作業(yè)方式根據(jù)作業(yè)人員與帶電體的位置分為間接作業(yè)與直接作業(yè)兩種方式。間接作業(yè)是作業(yè)人員不直接接觸帶電體,保持一定的安全距離,利用絕緣工具操作高壓帶電部件的作業(yè)。從操作方法來看,地電位作業(yè)、中間電位作業(yè)、帶電水沖洗和帶電氣吹清掃絕緣子等都屬于間接作業(yè)。間接作業(yè)也稱為距離作業(yè)。直接作業(yè)是作業(yè)人員直接接觸帶電體進
5、行的作業(yè),在送電線路帶電作業(yè)中,直接作業(yè)也稱為等電位作業(yè),在國外也稱為徒手作業(yè)或自由作業(yè)。是作業(yè)人員穿戴全套屏蔽防護用具,借助絕緣工具進入帶電體,人體與帶電設(shè)備處于同一電位的作業(yè)。2. 按作業(yè)人員的人體電位來劃分按作業(yè)人員的自身電位來劃分,可分為地電位作業(yè)、中間電位作業(yè)、等電位作業(yè)三種方式。地電位作業(yè)是作業(yè)人員保持人體與大地(或桿塔)同一電位,通過絕緣工具接觸帶電體的作業(yè)。這時人體與帶電體的關(guān)系是:大地(桿塔)人絕緣工具帶電體。中間電位作業(yè)是在地電位法和等電位法不便采用的情況下,介于兩者之間的一種作業(yè)方法。此時人體的電位是介于地電位和帶電體電位之間的某一懸浮電位,它要求作業(yè)人員既要保持對帶電體
6、有一定的距離,又要保持對地有一定的距離。這時,人體與帶電體的關(guān)系是:大地(桿塔)絕緣體人體絕緣工具帶電體。等電位作業(yè)是作業(yè)人員保持與帶電體(導(dǎo)線)同一電位的作業(yè),此時,人體與帶電體的關(guān)系是:帶電體(人體)絕緣體 大地(桿塔)。三種作業(yè)方式的區(qū)別及特點見圖1-1。 絕緣體 絕緣體 人體 人體 人體 絕緣體 絕緣體 地電位作業(yè) 中間電位作業(yè) 等電位作業(yè)圖1-1 三種作業(yè)方式的區(qū)別及特點二、帶電作業(yè)工作原理1. 地電位作業(yè)工作原理地電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路如圖1-2所示。圖1-2 地電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路作業(yè)人員位于地面或桿塔上,人體電位與大地(桿塔)保持同一電位。此時通過人體的電流有
7、兩條通道:一是帶電體絕緣操作桿(或其它工具)人體大地,構(gòu)成電阻通道;二是帶電體空氣間隙人體大地,構(gòu)成電容電流回路,這兩個回路電流都經(jīng)過人體流入大地(桿塔)。嚴格地說,不僅在工作相導(dǎo)線與人體之間存在電容電流,另兩相導(dǎo)線與人體之間也存在電容電流。但電容電流與空氣間隙的大小有關(guān),距離越遠,電容電流越小,所以在分析中可以忽略另兩相導(dǎo)線的作用,或者把電容電流作為一個等效的參數(shù)來考慮。由于人體電阻遠小于絕緣工具的電阻,即Rr<<R絕,人體電阻Rr也遠遠小于人體與導(dǎo)線之間的容抗,即Rr<<Xc,因此在分析流入人體的電流時,人體電阻可忽略不計。圖1-2電路可簡化為圖1-3電路。設(shè)I1為
8、流過絕緣桿的泄漏電流,I11為電容電流,那么流過人體總電流是上述兩個電流分量的矢量和,即I= I1+I11其中:I1=U0/R帶電作業(yè)所用的環(huán)氧樹脂類絕緣材料的電阻率很高,如3640絕緣管材的體積電阻率在常態(tài)下均大于1012·cm,制作成的工具,其絕緣電阻均在10101012以上。其中:I11=UP/Xc間接作業(yè)時,當人體與帶電體保持安全距離時,人與帶電體之間的電容約為2.2×10-124.4×10-12法拉。Xc=1/C=1/2fC0.72×1091.44×109間接作業(yè)時,人體電容電流也是微安級,I1+I11的矢量和也是微安級,遠遠小于人體
9、電流的感知值1mA。以上分析計算說明,在應(yīng)用地電位作業(yè)方式時,只要人體與帶電體保持足夠的安全距離,且采用絕緣性能良好的工具進行作業(yè),通過人體的泄漏電流和電容電流都非常小(微安級),這樣小的電流對人體毫無影響,因此,足以保證作業(yè)人員的安全。但是必須指出的是,絕緣工具的性能直接關(guān)系到作業(yè)人員的安全,如果絕緣工具表面臟污,或者內(nèi)外表面受潮,泄漏電流將急劇增加。當增加到人體的感知電流以上時,就會出現(xiàn)麻電甚至觸電事故。因此在使用時應(yīng)保持工具表面干燥清潔,并注意妥當保管防止受潮。2. 中間電位工作原理中間電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路圖1-3所示。 (a)示意圖 (b)等效電路圖圖1-3 中間電位作業(yè)的位
10、置示意圖及等效電路當作業(yè)人員站在絕緣梯上或絕緣平臺上,用絕緣桿進行的作業(yè)即屬中間電位作業(yè),此時人體電位是低于導(dǎo)電體電位、高于地電位的某一懸浮的中間電位。采用中間電位法作業(yè)時,人體與導(dǎo)線之間構(gòu)成一個電容C1,人體與地(桿塔)之間構(gòu)成另一個電容C2,絕緣桿的電阻為R1,絕緣平臺的絕緣電阻為R2。作業(yè)人員通過兩部分絕緣體分別與接地體和帶電體隔開,這兩部分絕緣體共同起著限制流經(jīng)人體電流的作用,同時人體還要通過組合間隙來防止帶電體通過對人體對接地體發(fā)生放電。組合間隙由兩段空氣間隙組成。一般來說,只要絕緣操作工具和絕緣平臺的絕緣水平滿足規(guī)定,由R1和R2組成的絕緣體即可將泄漏電流限制到微安級水平。只要兩段
11、空氣間隙達到規(guī)定的作業(yè)間隙,由R1和R2組成的電容回路也可將通過人體的電容電流限制到微安級水平。需要指出的是,在采用中間電位法作業(yè)時,帶電體對地電壓由組合間隙共同承受,人體電位是一懸浮電位,與帶電體和接地體是有電位差的,在作業(yè)過程中:(a)地面作業(yè)人員是不允許直接用手向中間電位作業(yè)人員傳遞物品的。一是若直接接觸或傳遞金屬工具,由于二著之間的電位差,將可能出現(xiàn)靜電電擊現(xiàn)象;二是若地面作業(yè)人員直接接觸中間電位人員,相當于短接了絕緣平臺,使絕緣平臺的電阻R2和人與地之間的電容C2趨于零,不僅可能使泄漏電流急劇增大,而且因組合間隙變?yōu)閱伍g隙,有可能發(fā)生空氣間隙擊穿,導(dǎo)致作業(yè)人員電擊傷亡。(b)當系統(tǒng)電
12、壓較高時,空間場強較高,中間電位作業(yè)人員應(yīng)穿屏蔽服,避免因場強過大引起人的不適感。(c)絕緣平臺和絕緣桿應(yīng)定期檢驗,保持良好的絕緣性能,其有效絕緣長度應(yīng)滿足相應(yīng)電壓等級規(guī)定的要求,其組合間隙一般應(yīng)比相應(yīng)電壓等級的單間隙大20%左右。3. 等電位作業(yè)的原理由電造成人體有麻電感甚至死亡的原因,不在于人體所處電位的高低,而取決于流經(jīng)人體的電流的大小。根據(jù)歐姆定律,當人體不同時接觸有電位差的物體時,人體中就沒有電流通過。從理論上講,與帶電體等電位的作業(yè)人員全身是同一電位,流經(jīng)人體的電流為零,所以等電位作業(yè)是安全的。當人體與帶電體等電位后,假如兩手(或兩足)同時接觸帶電導(dǎo)線,且兩手間的距離為1.0m,那
13、么作用在人體上的電位差即該段導(dǎo)線上的電壓降。假如導(dǎo)線為LGJ150型號,該段電阻為0.00021,當負荷電流為200A時,那么該電位差為0.042V,設(shè)人體電阻為1000,那么通過人體的電流為42A,遠小于人的感知電流1000A,人體無任何不適感。如果作業(yè)人員是穿屏蔽服作業(yè),屏蔽服有旁路電流的作用,那么,流過人體的電流將更小。在等電位作業(yè)中,最重要的是進入或脫離等電位過程中的安全防護。我們知道,在帶電導(dǎo)線周圍的空間中存在著電場,一般來說,距帶電導(dǎo)線的距離越近,空間場強越高。當把一個導(dǎo)電體置于電場之中時,在靠近高壓帶電體的一面將感應(yīng)出與帶電體極性相反的電荷,當作業(yè)人員沿絕緣體進入等電位時,由于絕
14、緣體本身的絕緣電阻足夠大,通過人體的泄漏電流將很小,但隨著人與帶電體的逐步靠近,感應(yīng)作用越來越強烈,人體與導(dǎo)線之間的局部電場越來越高。當人體與帶電體之間距離減小到場強足以使空氣發(fā)生游離時,帶電體與人體之間將發(fā)生放電。當人手接近帶電導(dǎo)線時,就會看見電弧發(fā)生并產(chǎn)生啪啪的放電聲,這是正負電荷中和過程中電能轉(zhuǎn)化成聲、光、熱能的緣故。當人體完全接觸帶電體后,中和過程完成,人體與帶電體達到同一電位,在實現(xiàn)等電位的過程中,將發(fā)生較大的暫態(tài)電容放電電流,其等值電路見圖1-4。圖1-4 等值電路UC為人體與帶電體之間的電位差,這一電位差作用在人體與帶電體所形成的電容C上,在等電位的過渡過程中,形成一個放電回路,
15、放電瞬間相當于開關(guān)K接通瞬間,此時限制電流的只有人體電阻Rr,沖擊電流初始值可由歐姆定律求得:對于110kV或更高等級的輸電線路,沖擊電流初始值一般約為十幾至數(shù)十安培。由此可見,沖擊電流的初始值較大,因此作業(yè)人員必須身穿全套屏蔽服,通過導(dǎo)電手套或等電位轉(zhuǎn)移線(棒)去接觸導(dǎo)線。如果直接徒手接觸導(dǎo)線,則會對人體產(chǎn)生強烈的刺激,有可能導(dǎo)致電氣燒傷或引發(fā)二次事故。當然,由于沖擊電流是一種脈沖放電電流,持續(xù)時間短,衰減快,通過屏蔽服可起到良好的旁路效果,使直接流入人體的沖擊電流非常小,而且屏蔽服的持續(xù)通流容量較大,暫態(tài)沖擊電流也不會對屏蔽服造成任何損壞。一般來說,采用導(dǎo)電手套接觸帶電導(dǎo)線,由于身穿屏蔽服
16、的人體相對距帶電導(dǎo)線較近,相當于電容器的兩個極板較近,感應(yīng)電荷增多,因此其沖擊電流也較大。如果作業(yè)人員用電位轉(zhuǎn)移線(棒)搭接,人體可以對導(dǎo)線保持較大的距離,使感應(yīng)電荷減小,中間電流也減小,從而避免等電位瞬間沖擊電流對人體的影響。在作業(yè)人員脫離高電位時,即人與帶電體分開并有一空氣間隙時,相當于出現(xiàn)了電容器的兩個極板,靜電感應(yīng)現(xiàn)象同時出現(xiàn),電容器復(fù)被充電。當這一間隙小到使場強高到足以使空氣發(fā)生游離時,帶電體與人體之間又將發(fā)生放電,就會出現(xiàn)電弧并發(fā)出啪啪的放電聲。所以每次移動作業(yè)位置時,若人體沒有與帶電體保持同電位的話,都要出現(xiàn)充電和放電的過程。當?shù)入娢蛔鳂I(yè)人員靠近導(dǎo)線時,如果動作遲緩并與導(dǎo)線保持在
17、空氣間隙易被擊穿的臨界距離,那么空氣絕緣時而擊穿,時而恢復(fù),就會發(fā)生電容C與系統(tǒng)之間的能量反復(fù)交換,這些能量部分轉(zhuǎn)化為熱能,有可能使導(dǎo)電手套的部分金屬絲燒斷,因此,進入等電位和脫離等電位都應(yīng)動作迅速。等電位過渡的時間是非常短的,當人手與導(dǎo)線握緊之后,大約經(jīng)過零點幾微秒,沖擊電流就衰減到最大值的1%以下,等電位進入穩(wěn)態(tài)階段。當人體與帶電體等電位后,就好象鳥兒停落在單根導(dǎo)線上一樣。即使人體有兩點與該帶電導(dǎo)線接觸,由于兩點之間的電壓降很小,流過人體的電流是微安級的水平,人體無任何不適感。從以上作業(yè)原理的分析來看,等電位作業(yè)是安全的,但在等電位的過程中,應(yīng)注意以下幾點:(1)作業(yè)人員借助某一絕緣工具(
18、硬梯、軟梯、吊籃、吊桿等)進入高電位時,該絕緣工具應(yīng)性能良好且保持與相應(yīng)電壓等級相適應(yīng)的有效絕緣長度,使通過人體的泄露電流控制在微安級的水平。(2)其組合間隙的長度必須滿足相關(guān)規(guī)程及標準的規(guī)定,使放電概率控制在10-5以下。(3)在進入或脫離等電位時,要防止暫態(tài)沖擊電流對人體的影響。因此,在等電位作業(yè)中,作業(yè)人員必須穿戴全套屏蔽用具,實施安全防護。第二節(jié) 電路原理一、電荷、庫侖定理1. 電荷自然界的一切物質(zhì)都是由分子組成的,各種分子又是由更小的微粒原子組成的。原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子構(gòu)成的,這些電子分層圍繞原子核作高速的旋轉(zhuǎn)。由于原子核所帶的正電荷和核外電子所帶的負電荷的總和相
19、等,因此物質(zhì)不顯電性。由于摩擦或者其它原因,可以使某一物體上的電子轉(zhuǎn)移到另一物體上。例如當用絲綢摩擦玻璃棒時,棒中的電子擺脫了它的原子核的束縛而脫離玻璃棒進入絲綢中,失去電子的玻璃棒帶上了正電,得到電子的絲綢帶上了負電。物體失去電子后帶有正電荷,獲得電子后帶有負電荷。電量是表示帶電體所帶電荷多少的一個物理量。2. 庫侖定律 試驗證明,帶電體相互靠近時會顯示出力的作用,同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引。1785年法國物理學家?guī)靵鲇脤嶒炑芯苛遂o止的點電荷的相互作用力,總結(jié)出了庫侖定律。庫侖定律的內(nèi)容是:在真空中兩點電荷之間的作用力和這兩點電荷所帶電量的乘積成正比,和它們之間的距離的平方成反比,作
20、用力的方向在它們的連線上。庫侖定律可用公式表示為: 式中: 兩個點電荷的帶電量,庫侖; r 兩點電荷之間的距離,米; K 比例常數(shù); F 兩個點電荷之間的相互作用力,牛頓。二、電流、電壓、電位1. 電流金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場力作用下,電荷有規(guī)則的定向運動形成電流。習慣上把正電荷流動的方向定為電流的方向。實際上,電流是電子的定向流動,即是負電子的定向流動。電流的大小通常用電流強度表示。單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體截面的電荷量叫電流強度,簡稱電流,其單位為安培,用符號A表示,簡稱安。用下式表示: 式中:I電流強度,安培;Q電荷量,庫侖;T時間,秒。每秒鐘流過導(dǎo)體橫截面1庫侖的電量時的電流強度為1安培。2
21、. 電位、電壓 我們知道一定重量的物體在地球表面上不同高度有不同的位能(勢能),同樣,單位正電荷在電場中不同點也具有不同的電位能,叫電位。把電路中的一點當作零電位,則高于零電位的為正電位,低于零電位的為負電位。單位正電荷由電場中A點移到B點,說明A點的電位比B點的電位高,AB間的電位之差叫電位差。 電壓是有方向的量(矢量),電壓的方向由高電位指向低電位。電位、電壓單位都是伏特,用符號V表示,簡稱伏。三、電阻1電阻定律 當電流通過導(dǎo)體時,作定向運動的自由電子會與金屬正離子發(fā)生碰撞,影響自由電子的定向運動速率。這種對電荷定向運動的阻礙作用叫電阻,單位為歐姆,用符號表示,簡稱歐。任何導(dǎo)體都有電阻,電
22、阻的大小與其本身的物理條件有關(guān)。在溫度不變時,導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比,跟它的橫截面積成反比,這就是電阻定律。該定律表示為: 式中:導(dǎo)體的長度,米;S導(dǎo)體的橫截面積,米2;導(dǎo)體的電阻率,歐姆·米;R導(dǎo)體的電阻,歐姆。其中導(dǎo)體的電阻率是由導(dǎo)體的材料決定的。2歐姆定律 在電路中,電流、電壓、電阻之間的關(guān)系由歐姆定律確定。定律的內(nèi)容是:導(dǎo)體中的電流強度跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比,可用下式表示: 式中:U導(dǎo)體兩端的電壓,伏特;R導(dǎo)體的電阻,歐姆;I通過導(dǎo)體的電流,安培。歐姆定律適用于線性電阻。以電壓U為橫坐標,電流強度I為縱坐標畫出的曲線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如下圖所示,其中
23、(a)是一條直線,它是線性電阻的伏安特性,(b)圖是非線性電阻的伏安特性。圖1-5 (a)線性電阻的伏安特性曲線(b)非線性電阻的伏安特性曲線四、電場、電場強度1電場在帶電體的周圍,存在著電場。電場是客觀存在的,它和物質(zhì)一樣占有空間,如電荷在電場內(nèi)受到力的作用,電場和磁場相互變化形成電磁場,電場還具有能量。2電場力和電力線單位正電荷q在電場內(nèi)受到力的作用叫電場力。電場力作用的方向和大小用電力線的箭頭和疏密表示,電力線的方向由正電荷指向負電荷。 3電場強度 實驗證明,對同一試驗電荷q,在非均勻電場中不同點所受電場力是不同的,越近帶電體,受電場力也越大。電場強度是從力學角度描述電場性質(zhì)的物理量。電
24、場中某點電場強度E在數(shù)值上等于單位正電荷(q=+1)在該點所受力f的大小,方向即受力的方向。式中:U該點的電位,伏特;q單位正電荷的電量,庫侖;E電場強度,牛頓庫侖(伏米)。電場內(nèi)各處電場強度大小、方向相同的叫均勻電場,如一對平行板電極(極板邊緣不均勻部分不考慮);其它都叫不均勻電場。式中:U電極之間的電壓,伏特; L電極板之間距離,米。4尖端放電導(dǎo)體放在電場中,由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體表面感應(yīng)異性電荷。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),電荷總是分布在導(dǎo)體表面上,其電荷分布均勻與否和導(dǎo)體表面形狀有關(guān),平滑處電荷稀少;尖端、棱角、突出、彎曲度大的部位電荷密集,電場強度很強。即不同曲率半徑分布不一,尖端處最強,處
25、在這一區(qū)域的空氣或其它微粒就極易被強電場電離,形成“電風”,即尖端放電過程。高壓電器上尖端部位安裝金屬球罩,以改善電場不均勻狀況,防止尖端放電。5靜電屏蔽當一個金屬導(dǎo)體接近一個帶電體,處在靜電場中,起初瞬間導(dǎo)體內(nèi)自由電子有短暫的定向電流,而導(dǎo)體兩端異性電荷形成附加電場與外電場方向相反,所以合成電場很快削減至零,即處在靜電平衡狀態(tài)電荷總是分布在導(dǎo)體表面,形成等勢體,內(nèi)部沒有電荷,即金屬內(nèi)部電場強度為零。 利用導(dǎo)體靜電平衡時內(nèi)部場強為零這一現(xiàn)象,可在技術(shù)上實現(xiàn)靜電屏蔽。 如果把一空腔導(dǎo)體放在靜電場中,即空腔內(nèi)部場強為零。如下圖所示,這時放在空腔內(nèi)的物體,不受外電場影響。圖1-6 空腔金屬體內(nèi)外電場
26、分布如果在空腔中放一帶正電的導(dǎo)體,如下圖(a)所示,由于靜電感應(yīng),空腔內(nèi)部感應(yīng)出負電荷,空腔外部感應(yīng)出正電荷。此時將金屬外殼接地,外表面的正電荷消失了,向外的電力線也消失了,如下圖(b)所示,使空腔內(nèi)電場不會對外面空間有影響。圖1-7 空腔金屬體內(nèi)放置點電荷后的電場分布(a)空腔金屬體不接地(b)空腔金屬體接地由此可見,接地的空腔導(dǎo)體可以隔離內(nèi)外靜電場的影響,這就是靜電屏蔽原理。在高壓帶電自由作業(yè)時,操作者所穿的屏蔽服是用銅絲與棉線交織而成的,使人免受超高壓電場影響。晶體管常用金屬外殼罩起來,也是為了不受外來電場的影響。五、電容和電容電流1電容電容器是任何兩個導(dǎo)體中間有絕緣介質(zhì)的組合體。常用空
27、氣、紙、云母、油、塑料作為絕緣介質(zhì)。電容器的兩個極板,總是一個帶正電荷,另一個帶負電荷,兩個極板所帶電量相等。電容器能充電、放電,反映它具有儲存電荷的能力叫電容量,單位為法拉,用符號F表示,簡稱法。電容指在單位電壓下,電容器容納的電荷量,可用下式表示:式中:Q電容器上的電量,庫侖; U電容器兩端所加的電壓,伏特; C電容器的電容,法拉??傠娙萘浚弘娙荽?lián) 電容并聯(lián) 除了電容器外,在電網(wǎng)中許多電氣設(shè)備和人員在帶電設(shè)備上或在其鄰近工作時不可避免地要遇到電容,如帶電導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線對地間都有空氣絕緣,電纜纜芯對地或纜芯間隔有絕緣材料,都形成電容。高壓線路帶電斷接引線,就要考慮電容電流值和消弧措施。又
28、如人體也有一定的電容量,所以等電位作業(yè)時人體接近和脫離帶電導(dǎo)線瞬間,有充、放電現(xiàn)象發(fā)生。2電容電流的計算(1)架空線路的電容電流架空線路切除空載導(dǎo)線或在單相接地時的電容電流,可用下式計算: 式中:角頻率(對工頻) C0架空線路平均每相對地電容,法公里;架空線路的長度,公里; Uxg電網(wǎng)運行的最高相電壓,伏特; Ic架空線路電容電流,安培。對一般線路,對地電容電流可用簡便估算法計算:(a)中性點不接地系統(tǒng)單相接地電容電流估算:式中:Ue額定線電壓,千伏; 架空線路的長度,公里; Ic-架空線路電容電流,安培。 (b)空載線路充電電容電流;式中:QC線路正序電容電流產(chǎn)生的充電功率,千乏;Ue額定電
29、壓,伏特;Ic-架空線路電容電流,安培。 (2)電纜的電容電流電纜線路在同樣電壓等級下的每公里的電容電流為架空線路的2550倍。三芯電纜:IC=25IC線單芯電纜:IC=50IC線可用下式計算; IC=0.1Ue式中:Ue額定電壓,伏特; 電纜長度,公里;IC電纜電容電流,安培。第三節(jié) 送電線路與過電壓一、送電線路的主要組成部分架空送電線路的組成部分有基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、金具、防雷保護設(shè)備(包括架空避雷線、避雷器等)及接地裝置。1. 基礎(chǔ)架空送電線路的基礎(chǔ)主要分為電桿(混凝土電桿及鋼桿等)基礎(chǔ)、鐵塔基礎(chǔ)兩種。(1)電桿(混凝土電桿及鋼腳)基礎(chǔ)電桿基礎(chǔ)分為承受電桿本體下壓的基礎(chǔ)(底盤)和起
30、重穩(wěn)定電桿作用的拉線基礎(chǔ)(拉盤或重力式拉線基礎(chǔ))及卡盤等。 電桿本體基礎(chǔ)一般110kV220kV線路的底盤規(guī)格分為0.8m×0.8m2.2m×2.2m(每0.2m為一級)8個規(guī)格,可以根據(jù)上部承載荷重和土質(zhì)的地耐力選用,如遇土質(zhì)較差(還可選用2.5m×2.5m或3.0m×3.0m及以上的大底盤。它是以底層鋼筋網(wǎng)用C20級混凝土澆注成的預(yù)制構(gòu)件(大底盤則是在桿位旁澆注)。如遇桿位位于巖石地帶,也就在巖石上鑿出基面,再鑿一個圓洞而代替(稱巖石基礎(chǔ))。 拉線基礎(chǔ)拉線基礎(chǔ)起著穩(wěn)定電桿和平衡導(dǎo)線張力的作用。它分為拉盤基礎(chǔ),重力式拉線基礎(chǔ)和錨桿(巖石)拉線基礎(chǔ)三種。
31、a. 一般110kV220kV線路的拉盤規(guī)格分為1.0m×0.5m2.2m×1.2m(每0.2m為一級)7個規(guī)格。它是以上層鋼筋網(wǎng)用C20級混凝土澆注成的預(yù)制構(gòu)件。b. 重力式拉線基礎(chǔ)。當遇較差的土質(zhì),而且最大一級的拉盤也滿足不了所要求的抗上拔力時,就必須選用重力式拉線基礎(chǔ)。它主要是一條30mm拉環(huán)用C15級混凝土澆注而成的無筋基礎(chǔ)。c. 錨桿(巖石)拉線基礎(chǔ)。一般用于微風化或中風化的巖石處,它是將拉線棒同水泥砂漿或細石混凝土直接錨在拉線棒巖空內(nèi)而成。 卡盤卡盤起著穩(wěn)定電桿的作用,一般用于35kV110kV不帶拉線的混凝土電桿基礎(chǔ)上。(2)鐵塔基礎(chǔ)鐵塔基礎(chǔ)根據(jù)鐵塔類型、地形
32、地質(zhì)、承受的外負荷及施工條件的不同,一般采用的有以下幾種類型。 現(xiàn)澆混凝土鐵塔基礎(chǔ)現(xiàn)澆混凝土鐵塔基礎(chǔ)又可分為鋼筋混凝土基礎(chǔ)和無筋混凝土基礎(chǔ)兩種,這兩種基礎(chǔ)中又可分為塔腿下段主材直接插入式和通過預(yù)先澆制在混凝土內(nèi)的地腳螺栓與塔座連接式兩種。設(shè)計時可根據(jù)鐵塔的外負荷情況和地質(zhì)、地形情況進行選用。一般多用C15級或C20級混凝土澆制而成。無筋混凝土基礎(chǔ)多用于鐵塔的上拔腿,它借助混凝土的重力來抵消塔腿的上拔力。無筋基礎(chǔ)因其體積大,采用一定措施可摻入大塊巖石而節(jié)約混凝土。 裝配式鐵塔基礎(chǔ)裝配式鐵塔基礎(chǔ)多用于山區(qū)土質(zhì)較好,無地下水的直線塔基上。它是用角鐵設(shè)計成格構(gòu)式的基礎(chǔ),鐵塔主材的下段也是基礎(chǔ)的一部分。
33、基坑底層澆制C10級混凝土墊層,鍍鋅用鐵格構(gòu)式基礎(chǔ)裝配于其上,再回填土夯實即成。 樁式鐵塔基礎(chǔ)樁式鐵塔基礎(chǔ)主要是鋼筋混凝土灌注樁式基礎(chǔ),樁的直徑有0.6m、0.8m、1.0m和1.2m等多種,這種基礎(chǔ)多用于河灘及地基為弱土層和淤泥地帶的塔基及跨河高塔的基礎(chǔ)。它分為樁體和承臺兩部分。如果按支承形態(tài)對樁體進行分類,大致可分為摩擦樁、支承樁及摩擦支承樁。在一般情況下系指樁尖已經(jīng)到達良好的持力層(巖層),以樁的端承力承擔大部分垂直荷載的樁,稱為支承樁(或端承樁)。樁尖未到達力層的樁,只依靠樁的側(cè)摩擦阻力支承垂直荷載的樁,稱為摩擦樁。介于這上兩者之間的樁,稱為摩擦支承樁。樁長一般可達15m30m。承臺是
34、用C20級鋼筋混凝土澆制而成。 錨桿(巖石)基礎(chǔ)錨桿(巖石)基礎(chǔ)適用于山區(qū)巖石地帶,它是利用巖石的整體性和堅固性做成的基礎(chǔ),有直錨式、承臺式、嵌固式及掏挖式四種。a. 直錨式巖石基礎(chǔ),一般用于裸露或覆蓋層薄的類,即未風化或微風化的硬質(zhì)巖石中,它是將鐵塔地腳螺栓用水泥砂漿(或細石混凝土)直接錨入用鉆機鉆成的巖石孔中,頂部澆以不小于塔腳底板尺寸的混凝土承臺。b. 承臺式巖石基礎(chǔ),一般用于覆蓋層稍厚的輕風化或中風化的、類巖石中,它是將群錨型錨筋錨固在下部基巖中,作為基礎(chǔ)底盤,承臺即為基礎(chǔ)的立柱,地腳螺栓安裝在澆制在承臺中,錨樁用砂漿或細石混凝土錨固,承臺用鋼筋混凝土澆成。c. 嵌固式和掏挖式巖石基礎(chǔ)
35、,一般用于中風化或強風化的、類巖石地區(qū),采用人工開挖或放小炮開挖成型,安裝地腳螺栓和鋼筋后進行澆制。2. 桿塔桿塔的作用主要是支持導(dǎo)線、避雷線使導(dǎo)線保持對地面以及其它設(shè)施(如建筑物、公路、鐵路、船桅、管道、電力線、通信線等)應(yīng)有的安全距離;它承受著導(dǎo)線、避雷線、其它部件和本身的重力以及冰雪、側(cè)面風的壓力等,轉(zhuǎn)角、終端承力桿塔還要承受導(dǎo)、地線角度張力和不平衡張力,因此對桿塔的要求必須有足夠的機械強度。(1)桿塔分類 架空送電線路的桿塔外形主要取決于電壓等級、線路回數(shù)、地形、地質(zhì)情況及使用條件等,在滿足上述要求下根據(jù)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較,擇優(yōu)選用。目前各級電壓的送電線路常用的有鋼筋混凝土電桿和鐵塔兩種
36、。(2)鋼筋混凝土常用桿型 35kV110kV單回路直線桿此類電桿由于其承受的荷載較小,一般設(shè)計成單桿,導(dǎo)線呈三角形排列,主桿一般用150mm190mm的拔梢桿(圓錐度為1/75的環(huán)形鋼筋混凝土桿)或300mm等徑環(huán)形鋼筋混凝土電桿,全長1518m或21m。當桿塔荷載較大(如大截面導(dǎo)線、大擋距等)或較高時,35kV110kV單回路直線桿采用帶拉線單桿或雙桿。 220kV330kV單回路直線桿 由于這一電壓等級的桿塔荷載較大,目前大多采用帶橫梁或叉梁并帶拉線的雙桿和帶拉線的八字型桿,目前這種桿多采用400mm等徑環(huán)形鋼筋混凝土桿段焊接而成,全長24m及以上。 35kV110kV雙回路直線桿這種桿
37、多用于A字形雙桿,主桿采用拔梢桿段,荷載較大時還可設(shè)置外拉線或采用帶拉線門型雙桿,主桿采用300mm等徑桿段焊接而成。 35kV110kV單回路直線桿35kV110kV單回路直線桿是指直線耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿,它所承受的荷載較大,當采用鋼筋混凝土電桿時,一般均需設(shè)置拉線,以平衡導(dǎo)、地線的張力,其外形有A字形和門型兩種,A字形采用拔梢桿組合而成,門型桿多采用300mm等徑桿段組成。當轉(zhuǎn)角度數(shù)大、荷載大時,則多采用鐵塔。 220kV單回路承力桿這種桿一般采用雙桿,主桿常用400mm等徑桿,橫擔用鋼結(jié)構(gòu),拉線視轉(zhuǎn)角大小及荷載而定。轉(zhuǎn)角承力桿一般分為0°5°直線耐張桿和5
38、6;30°、30°60°、60°90°轉(zhuǎn)角承力桿兩類。60°以下轉(zhuǎn)角承力桿多用400mm等徑桿組成門型桿,60°以上轉(zhuǎn)角承力桿多用400mm等徑桿三聯(lián)桿。隨著線路的輸送容量較大,220kV線路導(dǎo)線也采用雙分裂大截面導(dǎo)線,桿塔所承受的外負荷增大,因此目前大承力桿一般均為鐵塔所代替。(3)鐵塔及常用塔型鐵塔是高壓輸電線路上最常用的支持物,國內(nèi)外大多采用熱軋等肢角鋼制造,螺栓組裝的空間桁架結(jié)構(gòu),也有少數(shù)國家采用冷彎型鋼、鋼管或鋼管混凝土結(jié)構(gòu),鋼材均采用熱浸鍍鋅防腐。根據(jù)結(jié)構(gòu)和受力特點,鐵塔可分為拉線塔和自立塔兩大類。 拉線塔拉線塔
39、是由塔頭立柱和拉線組成。塔頭和主柱一般 是由角鐵組成的空間桁架構(gòu)成,有較好的整體穩(wěn)定性,能承受較大的軸向壓力,其拉線一般采用高強度鋼絞線,能承受很大拉力,因而使拉線塔能充分利用材料的強度特性減少材料的耗用量。但拉線所占用地面積大,不利于農(nóng)田機耕,所以也較少地使用。就外形而言,拉線塔可分為導(dǎo)線呈三角形排列的上字型、貓頭型以及導(dǎo)線呈水平排列的門型、拉V型等,還有縱向能自立的內(nèi)拉線門型塔等。 自立式直線塔自立式直線塔也可分為導(dǎo)線呈三角形排列的上字型、鳥骨型、貓頭型及導(dǎo)線呈水平排列的酒杯型、門型兩大類。 自立式雙回路鐵塔自立式雙回路鐵塔有鼓型(中橫擔長,上下橫擔稍短)、倒傘型(上橫擔長,中下橫擔稍短)
40、、正傘型(上橫擔短,中下橫擔稍長)和蝴蝶型等。目前國內(nèi)外大多采用鼓型,蝴蝶型一般多用于大垮越鐵塔。 自立式承力塔(含轉(zhuǎn)角塔和終端塔)自立式承力塔主要有酒杯型、千字型及雙回路的鼓型或正傘型等,由于千字型塔中相導(dǎo)線直接掛在塔身上,下橫擔的長度也比酒杯型塔短,結(jié)構(gòu)也比較簡單,因而相對地比較經(jīng)濟。 大跨越塔大跨越塔的高度高、荷載大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗鋼量和投資都較高。目前,國內(nèi)較多采用組合構(gòu)建鐵塔、鋼管塔或獨立式鋼筋混凝土塔等。組合構(gòu)建鐵塔是指采用幾個等肢角鋼拼合成組合截面(如十字型、T型、方型)的構(gòu)件作為主要承力構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)的材料來源比較方便,加工和施工工藝都與一般鐵塔相同,無需特殊加工設(shè)備,因而使用較
41、為廣泛。鋼管結(jié)構(gòu)的空氣動力特性較好,斷面力學特性也優(yōu)于角鋼,但要求加工部門要有大型卷管、焊接和鍍鋅設(shè)備,加工工藝也比較復(fù)雜,因而構(gòu)件的造價往往較前者成倍增加。鋼筋混凝土塔在我國長江大跨越中得到較成功的應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)外形美觀、耗鋼量少。在運行維護上有一定的優(yōu)越性。在超高壓線路的特大跨越中已常被采用。帶拉線的大跨越塔具有顯著的經(jīng)濟意義,由于其柱身斷面較小,鐵塔自身的風荷載遠小于自立式鐵塔;塔身部分自上至下多為同一尺寸,加工、施工都較方便,主材既可采用角鋼,也可采用鋼管制作,材料來源較為方便。在一定的條件下,這種大跨越塔也是一種優(yōu)秀的塔型。 鋼管單桿隨著社會不斷發(fā)展,人民生活不斷提高,人均用電量不斷
42、增加,使110kV220kV變電所進入市區(qū),并受市區(qū)街道走道走廊限制,因此常規(guī)塔型因占地面積大,難于進入市區(qū)街道,因鋼管單桿占地面積小,美觀大方,雖加工工藝復(fù)雜,投資較大,但它是市區(qū)內(nèi)架設(shè)架空送電線路發(fā)展的方向。3. 導(dǎo)線導(dǎo)線是送電線路用來傳輸電流的,因此要求導(dǎo)線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。而且,因?qū)Ь€是架設(shè)在桿塔上,長期耐受風、冰等外負荷的影響、氣溫的劇烈變化以及各種環(huán)境因素的侵襲,因此對導(dǎo)線材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等的選取考慮下列原則。(1)導(dǎo)線的選用原則 線材料應(yīng)具有較高的導(dǎo)電率。 導(dǎo)線應(yīng)具有較高的機械強度和耐振性能。 導(dǎo)線應(yīng)具有一定的耐化學腐蝕能力。 導(dǎo)線材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的選取應(yīng)保證線路造價經(jīng)濟。(2)種類及用途
43、 硬銅線硬銅線可分為硬圓銅單線(TY型)和硬銅絞線(TJ型)兩種,它們的導(dǎo)電性能雖好,但考慮國家資源問題,架空輸電線路一般不采用。 硬鋁絞線硬鋁絞線(LJ型),導(dǎo)電性能稍差于銅線,但資源較多,造價也低于銅線,35kV線路選取截面不得小于35mm2。 鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線內(nèi)層(或叫芯線)為單股或多股鍍鋅鋼絞線,主要承受張力;外層為單層或多層硬鋁絞線,為導(dǎo)電部分。這是目前架空送電線路普遍選用的一種導(dǎo)線,它可分以下幾種。a. 鋼芯鋁絞線,可分為普通型LGJ、輕型LGJQ和加強型LGJJ三種,其型號后的數(shù)字為標稱截面(如LGJ-240表示鋁線部分的標稱截面為240mm2)。LGJ普通型和LGJQ輕型鋼
44、芯鋁絞線用于一般地區(qū),LGJJ加強型鋼芯鋁絞線用于重冰區(qū)或大跨越地段。b. 防腐型鋼芯鋁絞線LGJF,其結(jié)構(gòu)形式及機械性能、電氣性能與普通鋼芯鋁絞線相同,它可分為輕防腐型(僅在鋼芯上涂防腐劑)、中防腐型(僅在鋼芯及內(nèi)層鋁線上涂防腐劑)和重防腐型(在鋼芯和內(nèi)外曾鋁線均涂防腐劑)三種。這種導(dǎo)線用于沿海及有腐蝕性氣體的地區(qū)。c. 鋼芯稀土鋁絞線(LGJX型),其特點是在工業(yè)純鋁中加入少量稀土金屬,在一定工藝條件下制成鋁導(dǎo)線,目前,稀土鋁電線、電纜已用于國內(nèi)各大電網(wǎng)的送電線路。該產(chǎn)品除電阻率低,在運行中減少電能損耗外,還具有強度高(比普通導(dǎo)線高10以上)、韌性好(比普通導(dǎo)線延伸率高20)、耐磨、耐腐蝕
45、、使用壽命長和外觀漂亮等優(yōu)點。 鋼芯鋁合金絞線鋼芯鋁合金絞線(HL4GJ型),是先以鋁、鎂、硅合金拉制成圓單線,再將這種多股的單線繞著內(nèi)層鋼芯絞制而成??估瓘姸缺绕胀ㄤ撔句X絞線高40左右,它的鋁合金線的導(dǎo)電率及質(zhì)量接近鋁線,適用于線路的大跨越地方。 鋁包鋼絞線鋁包鋼絞線(GLJ型),是以單股鋼線為芯,外面包以鋁層,做成單股或多股絞線。鋁層厚度及鋼芯直徑可根據(jù)工程實際需要與廠家協(xié)商制造,這種導(dǎo)線價格較高,導(dǎo)電率較差,約2630(IACS),適合于線路的大跨越及架空地段高頻通信使用。 鍍鋅鋼絞線鍍鋅鋼絞線(GJ型),也是電線的一種,其機械強度高達1078 N/mm21666N/mm2,導(dǎo)電率低至8
46、17(IACS),不宜作為送電線路的導(dǎo)線,只用作架空避雷針及桿塔的拉線,它有7股、19股和37股三種組合結(jié)構(gòu)。4. 架空避雷線架空避雷線(也稱架空地線)是保護送電線路遭受雷擊的設(shè)施之一,它是架設(shè)在送電線路桿塔頂部,利用鐵塔的塔身及混凝土電桿內(nèi)的鋼筋或電桿專用爬梯、接地引下線等引下與接地裝置(地網(wǎng))連接。(1)一般架空避雷線一般架空避雷線主要材料是鍍鋅鋼絞線,為使避雷線有足夠的機械強度,其截面的選擇是根據(jù)導(dǎo)線截面來決定的。(2)絕緣架空避雷線絕緣架空避雷線與一般架空避雷線一樣,所不同的就是它利用一只懸式絕緣子將避雷線與桿塔絕緣隔開,并通過防雷間隙再接地。這樣,它起到了一般避雷線同樣的防雷保護作用
47、,同時可利用它作高頻通信和便于測量桿塔的接地電阻及降低線路的附加電能損失等。(3)屏蔽架空避雷線屏蔽架空避雷線是防止送電線路所發(fā)生的電磁感應(yīng)對附近通信線路的影響。它的主要材料是屏蔽系數(shù)0.65的優(yōu)良的導(dǎo)電線材。因屏蔽架空避雷線耗費有色金屬和投資造價比鋼絞線高,所以只在送電線路對重要通信線影響超過規(guī)定標準時才考慮架設(shè)屏蔽避雷線。它可與一般避雷線分段配合進行架設(shè)。(4)復(fù)合光纖架空避雷線復(fù)合光纖架空避雷線既起到架空避雷線的防雷保護和屏蔽作用(外層鋁合金絞線),又起到通信作用(芯線的光導(dǎo)纖維)。因此在電網(wǎng)中使用復(fù)合光纖架空避雷線,可大大改善電網(wǎng)中的通信系統(tǒng)。復(fù)合光纖架空避雷線的架設(shè)形式可分為以下兩種
48、: 是在已架設(shè)好的架空送電線路的某根避雷線上按一定的節(jié)徑比纏繞WWOP型光纖電纜。原架空避雷線仍起防雷保護作用,又起支承光纖電纜作用(因WWOP型光纖電纜很輕,所以原架空避雷線是完全可以支承的)。因光纖是一種電氣絕緣性能很好的理想信息傳遞媒體。有耐腐蝕、耐高壓等特性,所以它纏繞在架空避雷線上有一定的耐雷水平,能和原架空避雷線共存。 是在新架設(shè)的架空送電線路上,架設(shè)一根OPGW型復(fù)合光纖架空地線作為避雷線,另一根仍架設(shè)一般的避雷線。5. 線路金具線路金具用于連接絕緣子、導(dǎo)線、避雷線在桿塔上,用于導(dǎo)線、避雷線的接續(xù)和防振、保護,用于拉線桿塔的拉線緊固、調(diào)整等。線路金具可分為懸垂線夾、耐張線夾、連接
49、金具、接續(xù)金具、保護金具和拉線金具六大類。(1)懸垂線夾懸垂線夾用于將導(dǎo)線懸掛在直線桿塔的絕緣子串上,或?qū)⒈芾拙€懸掛在直線桿塔上,也可用于換位桿塔上支持換位導(dǎo)線以及非直線桿塔跳線的固定。(2)耐張線夾耐張線夾用于將導(dǎo)線固定在承力桿塔的耐張絕緣子串上,以及將避雷線固定在承力桿塔上。(3)連接金具連接金具用于將懸式絕緣子組裝成串,并將一串或數(shù)串絕緣子串連接后,再懸掛在桿塔橫擔上。懸垂線夾和耐張線夾與絕緣子串的連接,拉線金具與桿塔的連接,也都使用連接金具。根據(jù)使用條件不同,連接金具可分為以下兩大類:球一碗專用連接金具,直接用來連接絕緣子的,即球頭掛環(huán)和碗頭掛板連接。其連接部位的結(jié)構(gòu)尺寸與絕緣子相同,
50、并以破壞荷重來劃分等級。通用連接金具,適用于各種情況的連接,也以破壞荷重來劃分等級,荷重相同的金具具有互換性。(4)接續(xù)金具接續(xù)金具是用于架空送電線路的裸導(dǎo)線、避雷線兩端頭的接續(xù)及導(dǎo)線的補修等。根據(jù)使用和安裝方法的不同,接續(xù)金具可分為鉗壓(橢圓形)、液壓(圓形)、爆壓(圓形和橢圓形)和螺栓(跳線線夾和并溝線夾)連接,以及補修管、預(yù)絞絲補修條等幾類。(5)保護金具保護金具主要包括供導(dǎo)線及避雷線用的防振金具(如防震錘、阻尼線),用于分裂導(dǎo)線保持子導(dǎo)線間距和防振的間隔棒,絕緣子串用的均壓屏蔽環(huán)及預(yù)絞絲護線條、懸重錘、鋁包帶等。(6)拉線金具拉線金具主要是用于固定拉線桿塔,它包括從桿塔頂端引至地面拉線
51、基礎(chǔ)的出土拉環(huán)與拉線之間所有的零件。拉線桿塔的安全運行,主要是依靠拉線及其金具來保證的。6. 絕緣子絕緣子(俗稱瓷瓶)是用瓷和鋼化玻璃作為絕緣介質(zhì)制成的,合成絕緣子是由硅橡膠和環(huán)氧玻璃纖維作為介質(zhì)的。絕緣子的作用是懸掛或支持導(dǎo)線使之與桿塔本體(大地)絕緣,它不但要承受工作電壓和大氣過電壓的作用,同時好要承受導(dǎo)線的垂直荷重、水平荷重和導(dǎo)線張力,送電線路的絕緣子在運行中是承受機電聯(lián)合作用的。送電線路的絕緣子一般可分為瓷質(zhì)懸式絕緣子、鋼化玻璃懸式絕緣子和棒形懸式合成絕緣子三種。現(xiàn)予以分述如下。(1)瓷質(zhì)懸式絕緣子瓷質(zhì)懸式絕緣子又可分為普通型和防污型兩種。(2)玻璃懸式絕緣子玻璃懸式絕緣子,是以鋼化玻
52、璃為介質(zhì)的懸式絕緣子。它可分為普通型和防污型兩種,其特點是不用測量零值,在劣化時能自爆。(3)棒形懸式合成絕緣子棒形懸式合成絕緣子(以下簡稱合成絕緣子),在我國已投入生產(chǎn)、運行多年,它適用于污穢地區(qū),能有效地防止污閃事故的發(fā)生。二、帶電作業(yè)中的過電壓1、過電壓的類型在帶電作業(yè)過程中,作業(yè)人員除了受到正常工作電壓的作用外,還可能遇到內(nèi)部過電壓和雷擊過電壓。在電業(yè)安全工作規(guī)程中規(guī)定:“雷電天氣時不允許進行帶電作業(yè)?!币虼?,帶電作業(yè)中只考慮內(nèi)部過電壓和工作電壓的作用。內(nèi)部過電壓又分為操作過電壓和暫時過電壓,操作過電壓是由系統(tǒng)內(nèi)的正常操作、切除故障操作或因故障(弧光接地等)所造成的過電壓。暫時過電壓又
53、稱短時過電壓,它包括工頻電壓升高和諧振過電壓。一般將內(nèi)部過電壓幅值與系統(tǒng)最高運行相電壓幅值之比,稱為內(nèi)部過電壓倍數(shù)K0,K0與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中各元件的參數(shù)、中性點運行方式、故障性質(zhì)及操作過程等因素有關(guān),并具有明顯的統(tǒng)計性。(1) 操作過電壓操作過電壓的特點是幅值較高,持續(xù)時間短,衰減快。電力系統(tǒng)中常見的操作過電壓有中性點絕緣電網(wǎng)中的間歇電弧接地過電壓;開斷電感性負載(空載變壓器、電抗器、電動機等)過電壓;開斷電容性負載(空載線路、電容器組等)過電壓;空載線路合閘(包括重合閘)過電壓以及系統(tǒng)解列過電壓等。操作過電壓的大小是確定帶電作業(yè)安全距離的主要依據(jù)。 間歇電弧接地過電壓單相電弧接地過電壓只發(fā)
54、生在中性點不直接接地的電網(wǎng)(一般10kV系統(tǒng)都是中性點不直接接地),如發(fā)生單相接地故障時,流過中性點的電容電流,就是單相短路接地電流。當電網(wǎng)線路的總長度足夠長、電容電流很大時,單相接地弧光不容易自行熄滅,又不太穩(wěn)定,出現(xiàn)熄息弧和重燃交替進行的現(xiàn)象即間歇性電弧,這時過電壓會較嚴重,所以一相接地多次發(fā)生電弧,不但會使另兩相也短路接地,還會引起另兩相對地電容的振蕩。理論上如果間歇電弧一直發(fā)生,過電壓會達到很高,而實際上,每次發(fā)弧不一定都在幅值,還有其它損耗衰減,所以一般不超過3Uxg,個別達3.5Uxg以上。 開斷電感性負載過電壓進行切斷空載變壓器、電抗器、電動機、消弧線圈等電感性負載的操作時,儲存
55、在電感元件上的磁能要轉(zhuǎn)化為電場能量,而系統(tǒng)又無足夠的電容來吸收磁能,而且開關(guān)的滅弧性太強,在0時,激磁電流變化率(無窮大),將在激磁電感L上感應(yīng)過電壓。在中性點不直接接地電網(wǎng)中,一般不大于4Uxg;中性點直接接地電網(wǎng)中,一般不大于3Uxg。其過電壓倍數(shù)和斷路器結(jié)構(gòu)、回路參數(shù)、變壓器結(jié)構(gòu)接線、中性點接地方式等因素有關(guān)。 空載線路切合(包括重合閘)過電壓切合電容性負載,如空載長線路(包括電纜)和改善系統(tǒng)功率的電容器組,由于電容的反向充放電,使斷路器觸頭斷口間發(fā)生了電弧的重燃。這是因為純電容電流在相位上越前電壓900,過1/4周期電弧電流經(jīng)0點時熄滅,但此時電壓正好達到最大值,若開關(guān)斷口弧隙的絕緣尚未恢復(fù)正常,電容電荷充積斷口,U=Uxg,再經(jīng)過半周期電壓反向達到最大值,U=2Uxg,并伴隨高頻振蕩
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