第二章 架空配电线路

Page 1 配电设备及系统配电设备及系统第二章 架空配电线路 上海电力学院张周胜2010年11月1日1Page 2 配电设备及系统配电设备及系统1 1、架空线路的构成元件架空线路的构成元件2、架空线路的敷设、架空线路的敷设3、架空绝缘导线、架空绝缘导线内容内容2Page 3 配电设备及系统配电设备及系统架空线路由架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图等主要元件组成，如图1所示。所示。 图图1 架空线路的结构架空线路的结构a) 低压架空线路低压架空线路 b) 高压架空线路高压架空线路1低压导线低压导线 2针式绝缘子针式绝缘子 3、5横担横担 4低压电杆低压电杆 6高压悬式绝缘子高压悬式绝缘子 7线夹线夹 8高压导线高压导线 9高压电杆高压电杆 10避雷线避雷线 (1) 架空线路的导线架空线路的导线 1）导线的作用和要求）导线的作用和要求作用作用 是架空线路的主体，担负着输送电是架空线路的主体，担负着输送电能的任务。能的任务。要求要求 必须考虑导电性能、截面、绝缘、必须考虑导电性能、截面、绝缘、防腐性、机械强度等要求；此外，还要求重防腐性、机械强度等要求；此外，还要求重量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。 2）架空导线的类型）架空导线的类型 按电压分按电压分 低压导线低压导线 常用低压架空导线额定电压为常用低压架空导线额定电压为220380V。 高压导线高压导线 高压架空导线的额定电压大多高压架空导线的额定电压大多为为10kV及以上。及以上。 按导线材料分按导线材料分 铜线铜线 导电性能好，机械强度高，耐腐导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，但价格贵。蚀，但价格贵。架空线路的构成元件架空线路的构成元件3Page 4 配电设备及系统配电设备及系统 铝导线铝导线 导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差，但它质轻价廉，导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差，但它质轻价廉，因此在可以以铝代铜的场合，应优先采用。因此在可以以铝代铜的场合，应优先采用。 钢线钢线 机械强度很高，且价廉，但导电性差，功率损耗大，并且易生锈，机械强度很高，且价廉，但导电性差，功率损耗大，并且易生锈，所以，所以，钢线一般只用作避雷线钢线一般只用作避雷线，而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于，而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于25mm2 。 按导线结构分按导线结构分 裸导线裸导线 高压架空导线一般采用裸导线高压架空导线一般采用裸导线 单股线单股线 多股绞线多股绞线 架空导线一般采用多股绞线架空导线一般采用多股绞线a) 铝绞线铝绞线(LJ) 架空线路的导线一般采用铝绞线架空线路的导线一般采用铝绞线b) 铜绞线（铜绞线（TJ） 在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区，宜采用防腐钢芯铝绞在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区，宜采用防腐钢芯铝绞线线(LGJF)或铜绞线。或铜绞线。c) 钢芯铝绞线钢芯铝绞线(LGJ) 机械强度要求较高和机械强度要求较高和35KV及以上的架空线路上宜采用钢及以上的架空线路上宜采用钢芯铝绞线（外层为铝线，作为载流部分；内层线芯是钢线，以增强机械强度）。芯铝绞线（外层为铝线，作为载流部分；内层线芯是钢线，以增强机械强度）。 绝缘导线绝缘导线 低压架空导线大多采用绝缘导线。低压架空导线大多采用绝缘导线。尤其是工厂、城市尤其是工厂、城市10KV及及以下的架空线路，如安全距离不能满足要求，或者靠近高层建筑、繁华街道及以下的架空线路，如安全距离不能满足要求，或者靠近高层建筑、繁华街道及人口密集区，还有空气严重污染和建筑施工场所。人口密集区，还有空气严重污染和建筑施工场所。4Page 5 配电设备及系统配电设备及系统（2）电杆、横担和拉线）电杆、横担和拉线 。 1）电杆）电杆 作用及特点作用及特点 是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱，是架空线路最基本的元件之是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱，是架空线路最基本的元件之一。一。它应有足够的机械强度，尽可能经久耐用，价廉，且便于搬运和安装。它应有足够的机械强度，尽可能经久耐用，价廉，且便于搬运和安装。 电杆按材料分电杆按材料分 水泥杆水泥杆 目前以水泥杆应用最为普遍，它使用年限长，机械强度高，维护目前以水泥杆应用最为普遍，它使用年限长，机械强度高，维护简单，成本低，但重量大，搬运安装不便。简单，成本低，但重量大，搬运安装不便。 金属杆金属杆 金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔，它机械强度大，维修量小，使，它机械强度大，维修量小，使用年限长，但维修费用高、价格贵，因此，用年限长，但维修费用高、价格贵，因此，主要用于主要用于110KV以上的高压架空以上的高压架空线路上；线路上；35kV及以上线路和及以上线路和l0kV线路的终端杆一般用铁塔。线路的终端杆一般用铁塔。 木杆木杆 木杆虽便于加工和运输，但寿命短，又浪费木材，现以基本淘汰。木杆虽便于加工和运输，但寿命短，又浪费木材，现以基本淘汰。 按电杆在架空线路中的地位和功能分按电杆在架空线路中的地位和功能分直线杆直线杆(中间杆中间杆)、分段杆、分段杆(耐张杆耐张杆)、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式。图图2是各类型电杆在低压架空线路上的应用。是各类型电杆在低压架空线路上的应用。5Page 6 配电设备及系统配电设备及系统 图图2 架空线路的杆型及应用架空线路的杆型及应用1、8、13、16终端杆终端杆 2、6分支杆分支杆 14转角杆转角杆 3、4、5、7、9、10、15直线杆（中间杆）直线杆（中间杆） 5分段杆（耐张杆）分段杆（耐张杆） 11、12跨越杆跨越杆2）横担）横担 作用作用 安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以固定导线。固定导线。 类型类型 常用的有常用的有铁横担、木横担和瓷横担铁横担、木横担和瓷横担。注：从保护环境和经久耐用看，现在普遍采用注：从保护环境和经久耐用看，现在普遍采用的是铁横担和瓷横担，一般不用木横担。的是铁横担和瓷横担，一般不用木横担。 瓷横担特点瓷横担特点 具有良好的电气绝缘性能，一旦发生断线故障具有良好的电气绝缘性能，一旦发生断线故障时它能作相应的转动，以避免事故的扩大；结时它能作相应的转动，以避免事故的扩大；结构简单，安装方便，便于维护，构简单，安装方便，便于维护，在在l0kV及以下及以下的高压架空线路中广泛应用。的高压架空线路中广泛应用。但瓷横担脆而易但瓷横担脆而易碎，在运输和安装中要注意。图碎，在运输和安装中要注意。图3为高压电杆上为高压电杆上安装的瓷横担。安装的瓷横担。图图 3 10KV电杆上的瓷横担电杆上的瓷横担110KV导线导线 2瓷横担瓷横担 3水泥杆水泥杆6Page 7 配电设备及系统配电设备及系统 3） 拉线拉线 作用作用 用于平衡电杆所受到的不平衡作用力，并用于平衡电杆所受到的不平衡作用力，并可抵抗风压防止电杆倾倒，如图可抵抗风压防止电杆倾倒，如图4所示。所示。在受力不在受力不平衡的转角杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。平衡的转角杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。图图4 拉线的结构拉线的结构1电杆电杆 2抱箍抱箍 3上把上把 4拉线拉线 5腰把腰把 7底把底把 8地盘地盘 要求要求 拉线必须具有足够的机械强度拉线必须具有足够的机械强度并要保证拉紧。并要保证拉紧。注：为了保证其绝缘性能，其上把、腰注：为了保证其绝缘性能，其上把、腰把和底把用钢绞线制作，且均须安装拉把和底把用钢绞线制作，且均须安装拉线绝缘子进行电气绝缘。线绝缘子进行电气绝缘。（3） 绝缘子和金具绝缘子和金具 1）绝缘子（瓷瓶）绝缘子（瓷瓶） 作用作用 用于固定导线并使导线和电用于固定导线并使导线和电杆绝缘。应有足够的电气绝缘强度和杆绝缘。应有足够的电气绝缘强度和机械强度。机械强度。 线路绝缘子有高压和低压两类。线路绝缘子有高压和低压两类。图图5为高压线路绝缘子的外形结构。为高压线路绝缘子的外形结构。7Page 8 配电设备及系统配电设备及系统 针式绝缘子按针脚长短分有长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子针式绝缘子按针脚长短分有长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上，短脚绝缘子用在铁横担上。用在木横担上，短脚绝缘子用在铁横担上。 蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。 拉线绝缘子用在拉线上，使拉线上下两段互相绝缘。拉线绝缘子用在拉线上，使拉线上下两段互相绝缘。2） 金具金具 作用作用 用于安装和固定导线、横担、绝缘子、拉线等的金属附件。用于安装和固定导线、横担、绝缘子、拉线等的金属附件。 常用的金具如图常用的金具如图6所示。所示。8Page 9 配电设备及系统配电设备及系统 图图6 常用的金具常用的金具 (a)圆形抱箍圆形抱箍 b) 带凸抱箍带凸抱箍 c) 支撑扁铁支撑扁铁d) 穿心螺栓穿心螺栓 e) 横担垫铁横担垫铁 f) 横担抱箍横担抱箍 g) 花篮螺丝花篮螺丝9Page 10 配电设备及系统配电设备及系统 圆形抱箍把拉线固定在电杆上圆形抱箍把拉线固定在电杆上 花篮螺丝可调节拉线的松紧度花篮螺丝可调节拉线的松紧度 横担垫铁和横担抱箍用来把横担固定在电杆上横担垫铁和横担抱箍用来把横担固定在电杆上 支撑扁铁从下面支撑横担，防止横担歪斜支撑扁铁从下面支撑横担，防止横担歪斜 带凸抱箍用来固定支撑扁铁带凸抱箍用来固定支撑扁铁 穿心螺栓用来把木横担固定在木电杆上穿心螺栓用来把木横担固定在木电杆上10Page 11 配电设备及系统配电设备及系统（1） 敷设要求敷设要求 必须严格遵守有关技术规程和操作规程，自始至终重视安全必须严格遵守有关技术规程和操作规程，自始至终重视安全教育，采取安全保障措施，防止发生事故，并严格保证工程质量，竣工后必教育，采取安全保障措施，防止发生事故，并严格保证工程质量，竣工后必须严格按规定的手续和项目进行检查验收，才能投入使用。须严格按规定的手续和项目进行检查验收，才能投入使用。（2）路径和杆位的选择）路径和杆位的选择 1）应综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素。（）应综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素。（路径要短，转路径要短，转角要少，要运输方便施工容易利于巡视和维修。角要少，要运输方便施工容易利于巡视和维修。） 2) 宜沿道路平行架设，避免通过行人、车辆、起重机械等频繁活动的地区及露宜沿道路平行架设，避免通过行人、车辆、起重机械等频繁活动的地区及露天堆放场而导致的交通与人行困难。天堆放场而导致的交通与人行困难。 3）宜尽可能减少与其他设施的交叉或跨越建筑物，并与建筑物保持一定的距离。）宜尽可能减少与其他设施的交叉或跨越建筑物，并与建筑物保持一定的距离。4) 避免低洼积水、多尘、有腐蚀性化学气体的场所及有爆炸物和可燃液避免低洼积水、多尘、有腐蚀性化学气体的场所及有爆炸物和可燃液(气气)体的生体的生产厂房、仓库、贮罐等场所。产厂房、仓库、贮罐等场所。架空线路的敷设架空线路的敷设5) 应与工厂及城镇规划、环境美化、网络改造等协调配合，并适当考虑今后的应与工厂及城镇规划、环境美化、网络改造等协调配合，并适当考虑今后的发展。发展。11Page 12 配电设备及系统配电设备及系统（3）导线的排列）导线的排列 1）三相四线制低压架空线路的导线）三相四线制低压架空线路的导线 采用水平排列，如图采用水平排列，如图7a所示。中性线的截所示。中性线的截面较小，机械强度较差，一般架设在中间靠近电杆的位置。如线路沿建筑物架面较小，机械强度较差，一般架设在中间靠近电杆的位置。如线路沿建筑物架设，应靠近建筑物。中性线的位置不应高于同一回路的相线，同一地区内中性设，应靠近建筑物。中性线的位置不应高于同一回路的相线，同一地区内中性线的排列应统一。线的排列应统一。图图7 导线在电杆上的排列方式导线在电杆上的排列方式1电杆电杆 2横担横担 3导线导线 4避雷线避雷线12Page 13 配电设备及系统配电设备及系统2）三相三线制架空线的导线）三相三线制架空线的导线 采用三角形排列，如图采用三角形排列，如图7b、c所示，也有水平排所示，也有水平排列如图列如图7f所示。所示。 对同一级负荷供电的双电源线路不得同杆架设。对同一级负荷供电的双电源线路不得同杆架设。 不同电压的线路同杆架设时，电压较高的导线在上方，电压较低的导线在下方。不同电压的线路同杆架设时，电压较高的导线在上方，电压较低的导线在下方。 动力线与照明线同杆架设时，动力线在上，照明线在下。动力线与照明线同杆架设时，动力线在上，照明线在下。 仅有低压线路时，广播通信线在最下方。仅有低压线路时，广播通信线在最下方。4）架空线路的排列相序应符合下述规定：）架空线路的排列相序应符合下述规定： 高压线路：面向负荷从左至右为高压线路：面向负荷从左至右为L1、L2、L3； 低压线路：面向负荷从左至右为低压线路：面向负荷从左至右为L1、N、L2、L3（4）架空线路的档距、弧垂和其他距离）架空线路的档距、弧垂和其他距离 1） 架空线路的档距架空线路的档距(跨距跨距) 指同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离，如图指同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离，如图8所示。所示。2）架空线路导线的弧垂，又称弛垂）架空线路导线的弧垂，又称弛垂 是指架空线路一个档距内导线最低点与两是指架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线固定点间的垂直距离，如图端电杆上导线固定点间的垂直距离，如图8所示。所示。 导线的弧垂不宜过小导线的弧垂不宜过小 弧垂过小会使导线所受的内应力增大，遇大风时易吹断，弧垂过小会使导线所受的内应力增大，遇大风时易吹断，而天冷时又容易收缩绷断；而天冷时又容易收缩绷断； 导线的弧垂不宜过大导线的弧垂不宜过大 如果弧垂过大，不但浪费导线材料，而且导线摆动时容如果弧垂过大，不但浪费导线材料，而且导线摆动时容易导致相间短路。易导致相间短路。 13Page 14 配电设备及系统配电设备及系统（5） 架空线路的线间距离、导线对地面和水面的距离、架空线和各种设架空线路的线间距离、导线对地面和水面的距离、架空线和各种设施接近、交叉的距离以及上述的档距、弧垂等，在施接近、交叉的距离以及上述的档距、弧垂等，在GB500611997等的技等的技术规程中都有规定，设计和安装时须严格遵守。术规程中都有规定，设计和安装时须严格遵守。图图8 架空导线的档距和弧垂架空导线的档距和弧垂a) 平地架空线路平地架空线路 b) 坡地架空线路坡地架空线路14Page 15 配电设备及系统配电设备及系统架空绝缘导线在国际上已有近架空绝缘导线在国际上已有近30年的历史，而且很多国家都有各自的标准，年的历史，而且很多国家都有各自的标准，我国近几年来在该方面也有所发展。我国近几年来在该方面也有所发展。 （1）特点（和架空裸导线相比较特点（和架空裸导线相比较）1）耐压水平高；）耐压水平高；2）当发生断线故障时，仅在两个断头上有电，减少了对周围的危害范围和程）当发生断线故障时，仅在两个断头上有电，减少了对周围的危害范围和程度；度；3）可缩小线间距离，降低线路上的电压降；）可缩小线间距离，降低线路上的电压降；4）受环境影响小，使用寿命比裸导线要长；）受环境影响小，使用寿命比裸导线要长；5）载流量比同截面的裸绞线的载流量大，而且截面愈大，超过的也愈大。）载流量比同截面的裸绞线的载流量大，而且截面愈大，超过的也愈大。 （2）敷设方式）敷设方式 1）吊在钢索上成束架设；）吊在钢索上成束架设；2）采用传统的裸导线方式架设；）采用传统的裸导线方式架设；3）将绝缘线紧密接触进行平行架设。）将绝缘线紧密接触进行平行架设。（3）种类）种类 我国现已能生产额定电压至我国现已能生产额定电压至10kV的架空绝缘导线，并在供电的架空绝缘导线，并在供电部门得到使用，且效果良好。部门得到使用，且效果良好。架空绝缘导线架空绝缘导线15Page 16 配电设备及系统配电设备及系统1） 10kV绝缘导线主要采用交联聚乙烯绝缘导线，有两种型号：铜芯交绝缘导线主要采用交联聚乙烯绝缘导线，有两种型号：铜芯交联聚乙烯绝缘导线和铝芯交联聚乙烯绝缘导线。联聚乙烯绝缘导线和铝芯交联聚乙烯绝缘导线。2）低压塑料绝缘导线有以下几种：）低压塑料绝缘导线有以下几种：JV型型(铜芯聚氯乙烯绝缘线铜芯聚氯乙烯绝缘线)、JLV型型(铝芯聚氯乙烯绝缘线铝芯聚氯乙烯绝缘线)、JY型型(铜芯聚乙烯绝缘线铜芯聚乙烯绝缘线)、JLY型型铝芯聚乙烯铝芯聚乙烯绝缘线绝缘线以及以及JLYJ型型(铜芯交联聚乙烯绝缘导线铜芯交联聚乙烯绝缘导线)等。等。16Page 17 配电设备及系统配电设备及系统硬母线硬母线（水平布置平放）（水平布置平放）软母线软母线A、B、C三相分别漆上黄色、绿色、红色17Page 18 配电设备及系统配电设备及系统输电线路目前实际运行的在线监测技术有:输电线路绝缘子污秽在线监测系统输电线路氧化锌避雷器在线监测系统导线温度及动态增容在线监测系统输电线路覆冰雪在线监测系统输电导线舞动在线监测系统输电线路驱鸟装置输电线路防盗报警监测系统18Page 19 配电设备及系统配电设备及系统MT系列输电线路温度在线监测装置及安装外貌DTM560架空导线测温系统 19Page 20 配电设备及系统配电设备及系统杆塔视频防盗终端及系统工作程序 20Page 21 配电设备及系统配电设备及系统21