2.1電力線路的基本結構解析課件

1、第二章 電力線路基本知識及機械計算第1頁，共59頁。第2頁，共59頁。3第一節(jié) 電力線路的基本結構（一）什么是電力線路 輸送電能的線路統(tǒng)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及電力系統(tǒng)之間的聯(lián)絡線稱為輸（送）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。第3頁，共59頁。4 電力線路由導線和桿塔及其它器件構成，將 發(fā)電廠、變電站、用戶互相連接，構成電力 系統(tǒng)或電力網(wǎng)，用以輸送電能。 電力線路從其擔負的輸送電能的能力可分為 輸電線路、高壓配電線路、低壓配電線路。第4頁，共59頁。 從發(fā)電廠或變電站升壓，把電力輸送到降壓變電站的高

2、壓電力線路，叫輸電線路。電壓一般在35kV以上。 降壓變電站把電力送到配電變壓器的電力線路，叫高壓配電線路。電壓一般在3kV，6kV，10kV。 從配電變壓器把電力送到一般用戶的線路，叫低壓配電線路，電壓一般為380V，220V。線路的基本概念 第5頁，共59頁。6 （二）電力線路的類型 根據(jù)電力線路架設的方式不同，電力線路可分為架空電力線路和電力電纜。 第6頁，共59頁。7（三）架空電力線路 架空電力線路由導線、桿塔、絕緣子、防震錘、避雷線及金具等主要器件構成。導線桿塔絕緣子避雷線第7頁，共59頁。81導線的結構 導線的功能是用于輸送電能，是電力線路的主要組成部分，它不但要具有良好的導電性能

3、，同時還應具備機械強度高、抗腐蝕性強、質輕價廉等特點。 第8頁，共59頁。（1）按導線的結構可分為單股導線、多股導線和空心導線。單股線一種金屬的多股導線兩種金屬的多股導線第9頁，共59頁。（2）按導線使用的材料可分為：鋁絞線（LJ）： 導電率高，質輕價廉。 但機械強度差，耐腐蝕性差，多用于檔距不大 的10kV以下的架空線路。鋼芯鋁絞線（LGJ）： 多股鋁線繞在鋼芯外層。 由于集膚效應電流主要從鋁導線通過，而機械載荷主要由鋼芯承擔。因其機械強度大，在架空線路中廣泛應用。 機械載荷：機械設備所承擔的負載及意外沖擊的影響，如力，扭矩等第10頁，共59頁。鋁合金絞線（LHJ）： 機械強度大，防腐蝕性能

4、好，導電率高，應用于一般輸配電線路。銅絞線（TJ）： 導電率高于鋁絞線，機械強度大，防腐蝕性能好，但是成本高。鋼絞線（GJ）： 機械強度高，但導電率差，且易生銹、集膚效應嚴重，只用于電流小、年利用率低的線路及避雷線。第11頁，共59頁。12（3）導線的型號 架空線路導線的型號由導線材料、結構、載流截面積三部分表示。 例如：LGJJ-300表示加強型鋼芯鋁絞線，截面積300mm2。導線截面積300mm2加強型絞線鋼芯鋁導線L G J J 300 第12頁，共59頁。13（4）導線的適用輸配電線路采用多股裸導線，若輸送功率大，對導線的機械強度要求高，應采用鋼芯鋁導線。（鋼芯鋁導線廣泛采用在35kV

5、及以上的線路中）220kV及以上的線路，采用分裂導線或擴徑導線。（為減少電暈和干擾，提高線路的輸電能力）架空線一般采用裸露導線。低壓配電線路一般使用外包絕緣導線。第13頁，共59頁。14 避雷線的作用是將雷電吸引到自身來，并將雷電流安全引入大地，從而保護架空線路免受雷擊。 避雷線又稱架空地線，一般采用鋼絞線。避雷線避雷線第14頁，共59頁。15避雷線第15頁，共59頁。16第16頁，共59頁。按承受荷載狀況分類直線桿塔承力桿塔耐張桿塔轉角桿塔分支桿塔終端桿塔換位桿塔 在架空電力線路中桿塔的作用是架設固定導線。 根據(jù)桿塔在電力線路中的位置和受力情況，又分為不同類型。2、桿塔轉角桿耐張桿直線桿第1

6、7頁，共59頁。18輸電線路的術語檔距相鄰桿塔導線懸掛點之間的水平距離稱為檔距，用字母L表示?；〈箤Ь€上任意點到懸掛點連線之間在鉛垂方向的距離，用字母 f表示。限距導線到地面的最小距離，用字母h表示。耐張段兩個耐張桿塔之間的距離。hLf第18頁，共59頁。1、直線桿塔 （中間桿塔） 直線桿塔位于線路的直線段上，用于支撐線路的垂直荷載（如重力）和水平荷載（如風荷），因為安裝在兩個耐張桿塔之間又稱中間桿塔。 直線桿塔上的導線是用線夾和懸式絕緣子串掛在橫擔上。 直線桿塔在正常情況下，支撐線路的垂直和水平荷載；當桿塔一側發(fā)生斷線時，它要承受相鄰兩檔導線的不平衡張力。 直線桿塔在架空線路中用的最多，約占

7、桿塔數(shù)的80%。第19頁，共59頁。直線桿塔第20頁，共59頁。2022/8/4直線桿塔型桿塔防振錘均壓環(huán)直線桿第21頁，共59頁。2、耐張桿塔 線路在運行中可能發(fā)生斷線事故，為了防止事故的擴大，在一定距離內安裝耐張桿塔。 耐張桿塔承受線路正?？v向張力和事故時的斷線張力。耐張桿塔上的導線是用耐張絕緣子串（或碟式絕緣子）和耐張線夾固定在桿塔上。 耐張桿塔在正常情況下，承受與直線桿塔相同的荷載，承受導線和避雷線的不平衡張力。 當桿塔一側發(fā)生斷線時，它要承受斷線張力，防止整個線路桿塔順線路方向傾倒，將線路故障（如斷線、倒桿）限制在一個耐張段內。第22頁，共59頁。2022/8/4耐張桿塔直跳式用并溝

8、線夾，其耐張線夾為螺栓式第23頁，共59頁。耐張桿塔第24頁，共59頁。3、轉角桿塔 線路所經的路徑盡量走直線，在需要改變線路走向的轉彎處設置的桿塔叫轉角桿塔。 由于兩側導線的張力不在一條直線上，因而除承受線路的垂直和水平荷載外，還有角度力。線路拉力線路拉力角度力轉角第25頁，共59頁。第26頁，共59頁。4、終端桿塔 終端桿塔用于線路的首端和終端，由于桿塔上只有一側有導線，所以承受線路單側全部的拉力。 5、分支桿塔 分支桿塔設置在分支線路與干線相連接的地方。6、跨越桿塔 跨越桿塔用于線路跨越鐵路、河流、山谷及其他交叉跨越的地方。當跨越檔距較大時，采用特殊設計的跨越桿塔。第27頁，共59頁。2

9、022/8/4V字型拉線鐵塔第28頁，共59頁。2022/8/4750千伏青海官亭至蘭州東輸電線路 是我國首條電壓等級最高、世界海拔最高的輸變電工程，線路全長156公里，有308座鐵塔，直線塔248座，耐張塔60座。中間相采用V形絕緣子酒杯型鐵塔第29頁，共59頁。2022/8/4貓頭型桿塔 兩分裂導線三角形布置方式，但中間相未用“V”形絕緣子串第30頁，共59頁。按導線在桿塔上的排列方式三角形、上字形、水平形、傘形、倒傘形、干字形、鼓形。31第31頁，共59頁。32金具的作用 金具是用于固定導線、絕緣子、橫擔等的金屬部件，是用于組裝架空線路的各種金屬零件的總稱。常用的幾種金具：（1）線夾懸垂

10、線夾將導線固定在直線桿塔的懸垂絕緣子串上或將 避雷線懸掛在直線桿塔上，也可以用于換位桿塔上支持換位導線以及非直線桿塔上跳線的固定。3、金具懸垂絕緣子串懸垂線夾第32頁，共59頁。耐張線夾主要作用是將導線固定在非直線桿塔的耐張絕緣子串上或將避雷線固定在直線桿塔上。耐張絕緣子串耐張線夾第33頁，共59頁。2022/8/4金具線夾懸垂式線夾正裝螺栓型線夾倒裝螺栓型線夾壓縮型線夾楔型線夾（地線用）楔型線夾（拉線用）螺旋型線夾第34頁，共59頁。35第35頁，共59頁。2022/8/4（2）連接金具 將絕緣子連接成串，或將線夾、絕緣子串、桿塔橫擔之間相互連接。球頭掛環(huán)碗頭掛板直角掛板U形掛環(huán)第36頁，共

11、59頁。（3）接續(xù)金具將兩段導線和避雷線連接起來。第37頁，共59頁。38 在架空線路運行期間，由于受到風力的作用，在導線（包括地線）的背風面產生渦流。在一定的條件下，導線會產生周期性的振蕩。 導線的振動危害性很大，除了引起導線斷股外，還可能使金具配件磨損、松動，造成桿塔的損壞。 微風振動是導線振動的主要形式，國內普遍安裝防振錘等來達到防振的目的。 如果選用設計正確的防振錘，一般可以使架空導線的振動應力減少90 %以上。（4）保護金具防震錘 第38頁，共59頁。39 防振錘有兩個錘頭，用一根鋼絞線連接。在鋼絞線中部有個線夾，以利于安裝在導線上。鋼絞線與錘頭組成了彈簧、阻尼、質量系統(tǒng)，振動時通過

12、鋼絞線內摩擦和股間摩擦消耗能量，達到抑制導線振動之目的。當導線振動時，重錘因慣性不斷上下甩動，使鋼絞線上下彎曲，造成股間及絞線內部分子之間的摩擦而消耗一部分能量，從而削弱導線振動的能量，使導線在一定的振幅下達到能量平衡。第39頁，共59頁。第40頁，共59頁。（5）拉線金具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。第41頁，共59頁。42（1）絕緣子的作用 固定導線。起著支撐和懸掛導線并使導線與桿塔絕緣的作用。 絕緣子同時也承受導線的垂直荷重和水平荷重，所以它應具有足夠的絕緣強度和機械強度，同時對化學雜質的侵蝕具有足夠的抗御能力；還能適應周圍大氣條件的變化，如溫度和濕度變

13、化對它本身的影響。4、絕緣子 第42頁，共59頁。43（2）絕緣子種類 架空線常用的絕緣子有針式絕緣子、瓷橫擔絕緣子、懸式絕緣子、棒式絕緣子等形式。 絕緣子還有高壓絕緣子和低壓絕緣子之分。第43頁，共59頁。2022/8/4M銷插孔球頭掛孔第44頁，共59頁。2022/8/4高壓線路耐污懸式絕緣子高壓線路盤形懸式絕緣子高壓線路盤型懸式絕緣子高壓線路棒型懸式復合絕緣子 鋁帽球頭第45頁，共59頁。絕緣子第46頁，共59頁。2022/8/4瓷橫擔絕緣子 起到絕緣和橫擔的作用，主要應用于配電網(wǎng)。瓷橫擔絕緣子瓷橫擔絕緣子第47頁，共59頁。48第48頁，共59頁。2022/8/4懸式絕緣子片數(shù)與電壓等

14、級關系額定電壓等級3560110220330500絕緣子片數(shù)357131928耐張絕緣子串一般要多用12串，小型號導線采用單串耐張絕緣子串，大型號導線（如220kV）線路上要多用雙串。330-500kV線路常采用均壓措施。第49頁，共59頁。2022/8/4懸式絕緣子片數(shù)與電壓等級關系均壓環(huán)500kV四分裂導線間隔棒500kV絕緣子不少于24片，有28片第50頁，共59頁。2022/8/4懸式絕緣子片數(shù)與電壓等級關系220kV不少于13片。有15片防污型懸式絕緣子壓接式耐張線夾和引流線此為耐張塔第51頁，共59頁。525、拉線和基礎（四）電力電纜線路電力電纜作用是傳輸和分配電能。主要用于城區(qū)、

15、廠區(qū)、國防工程和電站等必須 采用地下輸電的場合。一般設在地下的廊道內。電纜線路的結構主要由電纜線、電纜接頭與封 端頭、電纜支架與電纜夾等組成。第52頁，共59頁。53電力電纜線路的優(yōu)點1）運行可靠。所以發(fā)生故障的幾率較少。2）供電安全，不會對人身造成各種危害。3）維護工作量小，無需頻繁地巡視檢查。4）不需要架設桿塔，使市容整潔，交通方便，還能節(jié)省鋼材。5）電力電纜的充電功率為電容性功率，有助于提高功率因數(shù)。 缺點是成本高，價格昂貴（約為架空線路的10倍）。第53頁，共59頁。54電纜的構造 電力電纜主要由三大部分組成：線芯、絕緣層、保護覆蓋層。 線芯絕緣填充絕緣鉛包護層鋼帶鎧裝第54頁，共59

16、頁。55 第55頁，共59頁。56 線芯起傳導電流的作用，一般由銅或鋁的多股線絞合而成。 電纜線芯的斷面形狀有圓形、半圓形、扇形、空心形和同心形圓筒等。 電纜可分單芯、雙芯、三芯、四芯等多種。1、線芯 2芯3芯4芯第56頁，共59頁。572絕緣層 絕緣層承受電壓，起絕緣作用。 電纜的絕緣可分為相絕緣和帶絕緣，相絕緣是每個線芯的絕緣，帶絕緣是將多芯電纜的絕緣線合在一起，然后再于其上施加絕緣，這樣可使線芯相互絕緣，并與外皮隔開。 絕緣層所用的材料很多，如橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、棉、麻、紙、礦物油等。第57頁，共59頁。583保護層 保護層是用于保護電纜的絕緣層使其在運輸、敷設和運行中不受外力的損傷和水分的侵入。 保護層又分為內護層和外護層。 內護層直接擠包在絕緣層上，保護絕緣不