輸電線路設(shè)計知識點

1、1輸電線路的任務(wù)就是輸送電能，并聯(lián)絡(luò)發(fā)電廠、變電站使之并列運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。2輸送電能的線路被稱為電力線路。電力線路分為輸電線路和配電線路。由發(fā)電廠向電力負荷中心輸送電能的線路以及電力系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線路稱為輸電線路，由電力負荷中心向各個電力用戶分配電能的線路稱為配電線路。3輸電線路分類按電壓等級分為高壓、超高壓和特高壓線路。35220KV線路為高壓線路（HV）,330750KV的線路為超高壓線路（EHV）750KV的是特高壓線路。輸電線路按輸送電流的性質(zhì)分為交流線路和直流線路。4目前我國輸電線路的電壓等級有:35、（66）、110、（154）、220、330、500、750、1000KV

2、。5架空輸電線路組成主要由導(dǎo)線（傳導(dǎo)電流，輸送電能）、地線（防止雷電直擊導(dǎo)線和在雷擊桿塔時起分流作用，對導(dǎo)線起耦合和屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓）、絕緣子（串）（支持或懸掛導(dǎo)線和地線，保證導(dǎo)線和桿塔間不發(fā)生閃絡(luò)并使之絕緣）、線路金具（線路金具是輸電線路所用金屬部件（除桿塔螺栓外）的總稱，其種類繁多，用途各異，其一般需要有足夠的強度，與導(dǎo)線相連的還必須具有良好的電氣性能）、桿塔和拉線（用來支持導(dǎo)線地線及其他附件，使導(dǎo)線以及地線之間彼此保持一定的安全距離，并保證導(dǎo)線對地面、交叉跨越物或其他建筑物等具有允許的安全距離）、桿塔基礎(chǔ)（支承桿塔，傳遞桿塔所受荷載至大地）、接地裝置（導(dǎo)泄雷電流入地，保證

3、線路具有一定的耐雷水平）等部分。6導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)從其電氣性能和經(jīng)濟性能兩方面考慮，保證安全經(jīng)濟地輸送電能。一般先按經(jīng)濟電流密度初選導(dǎo)線截面，再按允許電壓損失、發(fā)熱、電暈等條件效驗。大跨越的導(dǎo)線截面宜按允許載流量選擇，并應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。按經(jīng)濟電流密度選擇按電壓損耗效驗按導(dǎo)線允許載流量效驗按電暈條件效驗。7地線架設(shè)的一般規(guī)定：輸電線路是否架設(shè)地線，應(yīng)根據(jù)線路電壓等級、負荷性質(zhì)和系統(tǒng)運行方式，并結(jié)合當?shù)匾延芯€路的運行經(jīng)驗、地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等來決定。在計算耐雷水平后，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，采用合理的防雷方式。地線的選擇：應(yīng)滿足電器和機械使用條件的要求，可選用鍍鋅鋼

4、絞線或復(fù)合型絞線。8絕緣子的分類：常用的有針式、懸式、橫擔、棒形和復(fù)合絕緣子。9絕緣子串：架空導(dǎo)線處于絕緣的空氣介質(zhì)中，由于電壓等級較高，為保證導(dǎo)線對地有必要的絕緣間隙，需將數(shù)只懸式絕緣子串聯(lián)起來，與金具配合組成架空懸掛體系即絕緣子串。根據(jù)受力特點直線型桿塔組成懸垂串，耐張桿塔組成耐張串。輸電線路的絕緣配合應(yīng)使線路能在工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓等各種條件下安全可靠的運行。10懸垂串：在線路正常運行情況下，僅承受垂直線路方向的荷載，如架空線自重、冰重、風(fēng)載等；在斷線情況下，還要承受斷線拉力。為減少懸垂串的風(fēng)偏角，可采用“V”形或“人”形及人字形等的懸垂串。11耐張串：除承受垂直線路方向的荷

5、載外，主要承受正常和斷線情況下順線方向的架空線張力。1 .架空線的振動形式以及它振動的特點和原因微風(fēng)振動（小幅度振動，疲勞斷線），舞動（1.垂直舞動機理2.旋轉(zhuǎn)舞動機理3.動力穩(wěn)定機理4.低阻尼系統(tǒng)共振。無規(guī)則性），次檔距振動（多相導(dǎo)線產(chǎn)生的尾流效應(yīng)產(chǎn)生的的振動），脫冰跳躍（成片的覆冰脫落）和擺動（風(fēng)偏角產(chǎn)生的兩相線距離不夠）2 .微風(fēng)振動的表示及防振的措施1.振動角表示2.采用動彎應(yīng)變表示1.防震錘2.阻尼線3.保護條4.合理懸著架空線的平均應(yīng)力何謂斷線張力以及產(chǎn)生斷線的主要原因有哪些因架空線斷線，斷線檔的相鄰檔架空線所具有的水平張力，稱為架空線的斷線張力雷擊，外力破壞，覆冰，大風(fēng)，振動和壓

6、接管抽簽12氣象條件三要素各對架空線路影響：風(fēng)，覆冰和氣溫是線路設(shè)計需要考慮的主要氣象參數(shù)，稱為氣象條件的三要素。風(fēng)作用于架空線上形成風(fēng)壓，產(chǎn)生水平方向上的載荷，風(fēng)速越高，風(fēng)壓越大，風(fēng)載荷也就越大，風(fēng)載荷使架空線的應(yīng)力增大，桿塔產(chǎn)生附加的彎矩，會引起斷線，倒桿事故。微風(fēng)可以引起架空線的振動，使其疲勞破壞斷線。大風(fēng)可以引起架空線不同步擺動，特殊條件下會引起架空線舞動，造成相間閃絡(luò)，甚至產(chǎn)生鞭擊。風(fēng)還使懸垂絕緣子串產(chǎn)生偏擺，可造成帶電部分與桿塔構(gòu)件間電氣間距減小而發(fā)生閃絡(luò)。覆冰增加了架空線的垂直載荷，使架空線的張力增大，同時也增大了架空線的迎風(fēng)面積，使其所受水平風(fēng)載荷增加加大了斷線倒塔可能。覆冰的

7、垂直載荷使架空線的弧垂增大，造成對地或跨越物的電氣距離減小而產(chǎn)生事故。覆冰后，下層架空線脫冰時，彈性能的突然釋放使架空線向上跳躍，這種脫冰跳躍可引起與上層架空線之間的閃絡(luò)。覆冰還使架空線舞動的可能性增大。氣溫的變化引起架空線的熱脹冷縮。氣溫降低，架空線線長縮短，張力增大，有可能導(dǎo)致斷線。氣溫升高，線長增加，弧垂變大，有可能保證不了對地或其他跨越物的電氣距離，在最高氣溫下，電流引起的導(dǎo)線溫升可能超過允許值，導(dǎo)致因溫度升高強度降低而斷線。13氣象條件的重現(xiàn)期是指該氣象條件“多少年一遇”，如年最大風(fēng)速超過某一風(fēng)速vR的強風(fēng)平均每R年發(fā)生一次，則R即為風(fēng)速vR的重現(xiàn)期。14設(shè)計風(fēng)速的確定：對11033

8、0KV取離地面15m設(shè)計風(fēng)速不得低于25m/s,500KV取離地面20m設(shè)計風(fēng)速不得低于30m/s,各級電壓大跨越取歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水位以上10m,山區(qū)設(shè)計風(fēng)速要比平原高10%15實際覆冰和理想覆冰折算方法：常用有橢圓法和測總重法16各種氣象條件的組合：最大風(fēng)速：最大設(shè)計風(fēng)速，無冰，相應(yīng)的月平均氣溫（強度或剛度、工作電壓下的電氣間距）最低氣溫：最低氣溫，無冰，無風(fēng)（強度設(shè)計、絕緣子串的上揚校驗）覆冰有風(fēng)：最厚覆冰，相應(yīng)風(fēng)速，氣溫-5度（強度、剛度、導(dǎo)線對地和凸出物電氣間距）覆冰無風(fēng)：最厚覆冰，無風(fēng)，氣溫-5度（對地和跨越物電氣間距的校驗）最高氣溫：最高氣溫，無冰，無風(fēng)（對地和跨越物電氣間距

9、的校驗，導(dǎo)體發(fā)熱的條件）氣象條件變化，架空線的應(yīng)力隨之變化。必存在一種氣象條件，在該氣象條件下架空線的應(yīng)力最大，這一氣象條件稱為控制氣象條件最低氣溫，最大風(fēng)速，最后覆冰，年均氣溫（四個條件17線路斷線事故情況下的氣象組合：一般地區(qū)：無風(fēng)無冰，最低氣溫月的平均氣溫。重冰區(qū)（覆冰厚度20mm以上）：無風(fēng)有冰（不小于正常覆冰荷載的50%）,氣溫-5度。校驗鄰檔斷線：無風(fēng)無冰，氣溫+15度18線路安裝和檢修情況下的氣象組合：安裝氣象：風(fēng)速10m/s,無冰，最低氣溫月的平均氣溫。帶電作業(yè)：風(fēng)速10m/s,無冰，氣溫+15度，用于帶電作業(yè)的間距效驗。19線路耐振計算用氣象組合：無風(fēng)無冰年平均氣溫20雷電過

10、電壓氣象組合：外過有風(fēng)：溫度15度，相應(yīng)風(fēng)速，無冰氣象用于校驗懸垂串風(fēng)偏后的電氣間距外過無風(fēng)：溫度15度，無風(fēng)無冰氣象用于校驗架空地線對檔距中央導(dǎo)線的保護21操作過電壓氣象組合：平均氣溫，無冰，0.5倍的最大風(fēng)速22架空線的抗拉強度：23架空線的安全系數(shù)：導(dǎo)線的設(shè)計安全系數(shù)不應(yīng)小于2.5設(shè)計安全系數(shù)宜大于導(dǎo)線的設(shè)計安全系數(shù)控制微風(fēng)振動的平均氣溫氣象條件下的年均運行應(yīng)力，不應(yīng)超過tp的25%,即此時的設(shè)計安全系數(shù)不應(yīng)小于4.0懸掛點的設(shè)計安全系數(shù)不應(yīng)小于2.2524對無冰架空線，線徑d17mm時取ijlsc=1.125架空線的的比載及分類：作用在架空線上的機械荷載有自重、冰重和風(fēng)荷載。常用單位N

11、/（m-mm2）或MPa/m。根據(jù)架空線上作用荷載的不同，相應(yīng)比載有自重比載、冰重比載、風(fēng)壓比載等，根據(jù)作用方向的不同，比載可分為垂直比載、水平比載和綜合比載。26架空線機械物理特性中，與線路設(shè)計密切相關(guān)的主要有彈性系數(shù)、溫度線膨脹系數(shù)、抗拉強度等。27線長的微小變化將引起弧垂和應(yīng)力的很大變化28同一檔距兩懸掛點間的高度差簡稱為高差，兩懸掛點連線與水平面的夾角稱為高差角29架空線的平均高度是指架空線上各點相對弧垂最低點的高度差對于檔距的平均值，其大小等于架空線上各點與最低點間的高差沿檔距的積分被檔距除得的商。30架空線的平均應(yīng)力是指架空線上各點的應(yīng)力沿線長的積分對于線長的平均值。31架空線產(chǎn)生

12、的永久性塑蠕伸長，在線路運行的初期最為明顯，故在線路工程上稱之為架空線的“初伸長”。架空線路的初伸長使檔內(nèi)線長增加?；〈乖龃?，使架空線路對地或跨越物的安全距離減小而造成事故。所以在設(shè)計時必須考慮架空線初伸長的影響。32永久性塑蠕伸長包括：絞制過程中線股間沒有充分張緊，受拉后線股互相擠壓，接觸點局部變形而產(chǎn)生的擠壓變性伸長架空線的最終應(yīng)力應(yīng)變曲線和初始應(yīng)力應(yīng)變曲線不同，形成的塑性伸長金屬體長時間受拉，內(nèi)部晶體間的位錯和滑移而產(chǎn)生的蠕動伸長拉應(yīng)力超過彈性極限，進入塑性范圍而產(chǎn)生的塑性伸長33蠕變特性主要取決于材料的分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶方式，還與外部荷載和溫度有關(guān)。34補償初伸長的方法有：1預(yù)拉法2增大架

13、線應(yīng)力法35水平檔距：桿塔線夾處受到水平荷載時與水平風(fēng)壓比載的關(guān)系，等于桿塔兩側(cè)斜檔距之和的一半。36垂直檔距：桿塔線夾處受到垂直荷載時與氣象條件的關(guān)系，等于桿塔兩側(cè)架空線弧垂最低點間的水平距離。37極大檔距：在最低點和最高點應(yīng)力都為最大值時，檔距的最大值。極大檔距是允許檔距的下限。38允許檔距：放松懸掛點應(yīng)力使最低點的應(yīng)力和最高點應(yīng)力達到允許值在37和39間變化39極限檔距：極限是允許檔距的上限40連續(xù)檔是指包含有若干基直線桿塔構(gòu)成的耐張段41用某一個檔距下架空線的應(yīng)力隨氣象條件的變化規(guī)律，代表連續(xù)檔的架空線應(yīng)力隨氣象條件的變化規(guī)律，這個檔距稱為該連續(xù)檔的代表檔距。42因架空線斷線，斷線檔的

14、相鄰檔架空線所具有的水平張力，稱為架空線的斷線張力。因氣象條件變化，在桿塔上產(chǎn)生的水平張力差，稱為架空線的不平衡張力43引起架空線斷線的主要原因是雷擊，外力破壞、覆冰、大風(fēng)、振動以及壓接管抽簽等。44由風(fēng)雪作用引起的架空線振動可分為短路振動和電暈振動。45振動產(chǎn)生的原因微風(fēng)振動是架空線在微風(fēng)作用下產(chǎn)生的高頻低福的垂向振動架空線上的覆冰斷面常呈帶翼狀的筒形，此時若遇強風(fēng)，架空線會產(chǎn)生低階固有頻率的自激振動，振動振幅極大，振蕩起來勢如野馬奔騰，稱為奔馬型振動，統(tǒng)稱舞動次檔距振動是風(fēng)的尾流效應(yīng)引起的子導(dǎo)線在次檔距內(nèi)的水平振動脫水時稍借一點外力，架空線的覆冰成片一齊崩落架空線積蓄的彈性能瞬間釋放使架空

15、線跳起引起上下震動導(dǎo)線受穩(wěn)定橫向風(fēng)荷作用后，產(chǎn)生風(fēng)偏角0分裂導(dǎo)線在線路短路時，一相中各子導(dǎo)體流過同一方向的大電流，在電磁力作用下，通項的幾根小導(dǎo)線相斥，而切斷電流后，導(dǎo)體又在自重和拉力作用下作相反方向的振動產(chǎn)生振動，隨著電暈現(xiàn)象的激化，會將帶電的水微粒子射出，反作用力作用于導(dǎo)線上，會引起有規(guī)律的振動，46影響微風(fēng)振動的因素很多，主要有風(fēng)速和風(fēng)向，地形和地物，架空線結(jié)構(gòu)和材料，檔距長度和懸掛體系以架空線使用張力支，47微風(fēng)振動強度的表示方法：采用振動角表示采用動彎應(yīng)變表示48常用防振措施：防振錘阻尼線護體條合理選擇架空線的平均運行應(yīng)力，49JL/G1B-500-45/7表示由45根，硬鋁線和7根

16、，B級鍍層普通強度鍍鋅鋼線絞成的鋼芯鋁絞線，其中硬鋁線的面積為500平方毫米50地線保護角：500KV采用1015,300KV及220KV采用20左右，山區(qū)110KV單地線線路采用25左右51檔距中央與地線的距離D10.012L（檔距）+152重現(xiàn)期：110-330KV-15年500KV-30年大跨越100-330KV-30年500KV-50年53狀態(tài)方程含義，架空線從一種氣象條件改變到另一種氣象條件下各參數(shù)之間的關(guān)系方程。54控制氣象條件：氣象條件，架空線應(yīng)力隨之變化，必存在一種氣象條件下架空線應(yīng)力最大，這一條件成為控制氣象條件55常用單位長度荷載折算的單位面積定義為比載56桿塔定位：根據(jù)選

17、定路徑在平斷面圖上合理安排桿塔位置的工作（室內(nèi)定位，室外定位）57不同地形的活動比例尺不同定位原則：桿塔的位置，檔距地位置，桿塔的選用，58解決搖擺角過大：調(diào)整桿塔位置，加掛重錘，采用絕緣子串固定方式，換用較高桿塔，降低導(dǎo)線使用應(yīng)力。59有線桿塔的上拔校驗：a最小弧垂模板校驗b上拔臨界有線驗證60架空線運行條件檢驗：架空線懸掛點應(yīng)力校驗，架空線懸垂角校驗61地線在桿塔處斷開，改用而招長連接62定位高度：a對直線*f塔：HD=H-d-入-rb.耐張：HD=H-d-r外過電壓，內(nèi)過電壓，運行電壓，帶電作業(yè)1輸電線路的任務(wù)是輸送電能，聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠變電所使之并列運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)2線長的微小變化將

18、引起弧垂和應(yīng)力的很大變化3假設(shè)架空線比載沿其線長、斜檔距和檔距l(xiāng)均布可分別導(dǎo)出懸鏈線、斜拋物線和平拋物線方程的4架空線的平均高度位于檔距中央架空線以上fm/3（fm最大弧垂）處，其平均應(yīng)力應(yīng)等于架空線平均高度處的應(yīng)力架空線的平均高度是指架空線上各個點相對弧垂最低點的高差對于檔距的平均值架空線的平均應(yīng)力是指架空線上各點的應(yīng)力沿線長的積分對于線長的平均值5檔內(nèi)懸掛線長的變化主要由懸掛線的垂力彈性伸長量和溫度伸長量的變化引起6剛性架空線對弧垂的影響較小，對線夾出口處彎曲應(yīng)力的影響較大7架空線上任一點處的弧垂與相當簡支梁上的該點彎矩Mx的大小成正比，與架空線的水平張力成反比8補償架空線初伸長的方法有預(yù)

19、拉法和增大架線應(yīng)力法兩類9若臨界比載大于最大垂直比載3最大弧垂發(fā)生在最高氣溫氣象條件（桿塔定位校驗及臨界條件）10在防振錘防振設(shè)計中，主要是確定防振錘的型號、安裝個數(shù)和安裝11在JL/G1B-500-45/7GE/T1179-1999中，500表示硬鋁線截面積45表示硬鋁線根數(shù)7表示鍍鋅鋼線根數(shù)12導(dǎo)線換位的實現(xiàn)方式主要有直線桿塔換位，耐張桿塔換位，懸空換位三種13由收集來的非設(shè)計高度的4次定時2min平均年最大風(fēng)速得到最大設(shè)計風(fēng)速，一般應(yīng)經(jīng)過風(fēng)速的次時換算，風(fēng)速的高度換算和風(fēng)速的重現(xiàn)期計算三個步驟14按“110-500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5092-1999）”的規(guī)定，導(dǎo)線的設(shè)計安全系數(shù)不小于2.5,懸掛點的安全系數(shù)不小于2.25,校驗稀有風(fēng)速和稀有覆冰氣象時，導(dǎo)線15應(yīng)力大于綜合拉斷力的60%,懸掛點的應(yīng)力不大于綜合拉斷力的66%,地線的安全系數(shù)宜大于導(dǎo)線的設(shè)計安全系數(shù)16外過有風(fēng)（15C相應(yīng)風(fēng)速無冰）氣象用于校驗懸垂串風(fēng)偏后的電氣間距，外過無風(fēng)（15C無風(fēng)無冰）氣象用于校驗架空地線對檔距中央導(dǎo)線的保護17不論何種架空線、何種氣象條件，只要比值/相同，檔內(nèi)架空線懸掛曲線形狀就相同18已知某檔檔距為1,高差為h,架空線的懸掛曲線長度為L,則相同條件下等高懸點架空線的懸掛曲線長度Lh=0=Vl?2-hA219某耐張段架空線的百米弧垂f100