总工程师必读—第三篇输电篇

精品范文模板 可修改删除撰写人：_日 期：_第三篇输电篇. 1第一章 概述. 1第一节输电线路的作用与特点. 1第二节导线力学计算的主要参数. 3第二章架空输电线路的设备与设施. 5第一节架空输电线路的导线和避雷线. 5第二节架空输电线路的绝缘子及金具. 11第三节架空输电线路的杆塔及基础. 17第四节架空输电线路的接地装置. 20第二章架空输电线路的运行. 22第一节线路运行工作的概述. 22第二节线路巡视. 23第三节输电线路运行中的测量工作. 26第四节线路的运行管理. 29第四章输电线路的检修. 37第一节检修的目的及原则. 37第二节输电线路检修的分类. 38第三节输电线路检修的主要项目. 39第四节检修管理. 41第五节带电作业. 44第六节输电线路的事故抢修. 48第五章输电线路常见事故的预防. 48第一节概述. 48第三节防污闪. 49第三节架空输电线路的防雷. 51第四节防倒杆和断线. 54第五节防外力破坏. 57第六章超高压、特高压输电和直流输电. 57第一节迅速发展的高压电网. 57第二节超高压和特高压交流输电线路. 58第三节直流输电线路. 71参考文献. 83第三篇输电篇第一章 概述第一节输电线路的作用与特点 一、输电线路在电网中的作用 (1)输送电力。输电线路是电网的骨架，起着单向或双向传输电能的重要作用。 (2)合理利用能源。受电负荷中心往往远离能源基地，输电线路可使水利能源无论在丰水期还是枯水期均能得到合理利用；同样，通过输电线路将坑口电厂的电能外送，也是合理利用煤炭资源的关键环节之一。 (3)减少系统装机容量。由于各供电负荷高峰的不同期性和受电中心地理位置的差异，因而综合负荷小于各个孤立电网负荷的总和，用输电线路联结起来的电网相应地降低了各孤立电网所需装机容量的总和。 (4)提高供电的可靠性。根据电网的实际需要，可建成双回闭环式电网，形成主要受电中心由多个电源供电的电力系统整体，充分发挥电厂的备用容量，减少事故、减少停电时间。同时，在不同发电厂之间，事故中还可以互相支援，更易于实现N-1原则，提高整个电力系统的可靠性。 (5)提高运行的经济性。由输电线路联结起来的电力系统，通过合理的布局、灵活多样的调度管理、在各发电厂之间合理地分配负荷、减少线路损耗，使全系统的电能成本达到最少，从而显著地提高了系统运行的经济性。 (6)可实现非同期联网。采用高压直流输电还可以实现非同期联网，使两个以上不同频率或两个非同步的电网联结起来，达到负荷支援、事故支援的目的，为电网的可靠性、经济运行提供了非常有利的条件。 二、输电线路的分类 1以结构分类 输电线路以结构分类，分为架空线路和电缆线路两大类。一般从外部环境和投资方面考虑，多采用架空线路；只有环境条件不适宜采用架空线路时，才采用电缆线路，如城市建筑物密集区、严重污秽区、某些跨海过江地域等。 2以材质分类 输电线路以材质分类，分为钢筋混凝土杆线路、铁塔线路和钢管塔线路三类。钢筋混凝土杆由于造价低应用较为普遍，目前已在500kV线路中采用，更高电压等级的钢筋混凝土杆正在研究试用；由于铁塔承力性能好，应用当然很广泛。因此，依据地理和投资条件等因素综合考虑，因地制宜选用钢筋混凝土杆和铁塔的线路已非常普遍。由于钢管塔具有占地相对较小等优点，便于市区狭窄地带施工和使用，所以尽管投资较高，但仍多有采用。 3以电压等级分类 输电线路以电压等级分类，分为高压输电线路、超高压输电线路、特高压输电线路三类。 1)高压输电线路，220275kV(不含275kV)。 2)超高压输电线路，2751000kV(不含1000kV)。 3)特高压输电线路，1000kV及以上。 三、输电线路的特点 1具有高电压大电流供电的特点 从电网的发展历史来看，输电电压在不断地提高，电压等级之差距逐步被拉大，某些中间电压等级被取消。为减少电晕及其损耗，超高压输线路普遍采用多根分裂导线。 2具有安全可靠供电的特点 输电线路的安全运行关系重大，一旦发生停电事故不仅影响对用户可靠供电，而且当传输容量超过稳定极限值时有可能引起系统剧烈振荡，甚至瓦解，因此对安全工作必须予以高度重视。 3受外界自然环境影响的特点 架空输电线路一般长达几公里到几百公里，在这样狭长的范围内，线路设备长期置露在大自然的环境中，经常遭受各种自然条件的侵袭，因此自然环境对电力线路的影响和破坏是不容忽视的。 4易受外力破坏的特点 人为因素对输电线路的损坏同样不容忽视。如车辆、机耕机械撞击拉线杆塔或基础、超高树竹碰撞导线、开山放炮击伤导线或避雷线、风筝挂搭导线、鸟兽短路导线、挖山取土破坏基础、建筑施工造成导线对地距离的缩小等人为因素，对输电线路的损伤在运行中时有发生。因此，必须加强对输电线路的管理，对沿线群众加强护线宣传，增设护线设施，才能有效地预防事故。 5保证电力系统运行经济性的特点 合理选择输电线路的电压等级以及电网的连接方式，是关系到电网能否经济运行的基本条件。第二节导线力学计算的主要参数 一、意义 了解导线力学参数的含义，进行必要的力学计算，是输电线路机械计算的前提，对设计和运行都很重要。 常用的主要力学参数有：导线的最大许用应力和安全系数、导线的弹性系数和膨胀系数、导线的比载以及代表档距、水平档距、垂直档距、允许档距、极限档距、临界档距等。 二、常用力学参数介绍 (1)导线的最大张力和安全系数。一个档距中最大的张力点在悬挂点，最小的张力点在弧垂最低点。导线的最大许用张力是指导线弧垂最低点的张力。其计算公式为式中 Tmax导线在弧垂最低点的最大许用张力，N； Tp导线的拉断力，N； K导线的设计安全系数。 根据DLT 50921999设计规程规定，导线悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。避雷线的安全系数应大于导线的安全系数。在大跨越稀有气象条件下，还应按导线悬挂点的最大张力不超过拉断力的66进行计算。 (2)导线的弹性系数和膨胀系数。 1)弹性系数E，为导线单位截面(mm2)上用一单位应力(N)时，在导线单位长度(m)上所产生的伸长值的倒数，Nmm2。 钢芯铝绞线的弹性系数E的大小不仅与铝、钢的截面比及两者的单一弹性系数有关，而且与电线的扭绞角度以及最大应力等因素有关。工程计算中，一般容许不考虑扭绞对应力大小的影响，仅根据钢和铝的伸长相同这一假定。此时，钢芯铝绞线的弹性系数E计算式为 2)钢芯铝绞线的膨胀系数，为温度升高1时导线单位长度的伸长值。同样，按照上述假定条件，则钢芯铝绞线的膨胀系数计算式为式中 E钢芯铝绞线弹性系数，MPa； Eg、El钢线、铝线弹性系数，MPa； m铝线和钢线截面之比； 钢芯铝绞线膨胀系数，1/； g、l钢线、铝线膨胀系数，1/。 (3)导线的比载。导线每米长度上的负载，折算到导线每平方毫米截面上的负荷值，称为导线比载，计算单位是N(mmm2)，常用符号)n表示。比载可分为以下七类： 1自重比载； 2冰重比载； 3自重和冰重的综合比载； 4风压比载； 5复冰时的风压比载； 6自重和风压构成的综合比载； 7自重、冰重和风压所构成的总和比载。 (4)代表档距：电力线路在一个耐张段中，有多基直线杆塔，每基直线塔杆上的悬垂绝缘子串如果出现不平衡张力就会向一边偏斜，经过施工调正，最终各档应力会达到平衡。此时，这个应力为耐张段的代表应力。求其代表应力是用耐张段内所谓“代表档距”代人导线状态方程式中求出的。 代表档距在一般情况下的计算式为式中 1，2，3，n一个连续的耐张段内各档的档距，m； 耐张段的总长，m。 (5)水平档距和垂直档距。 1)相邻两档档距之和的算术平均值为水平档距h，即 引入水平档距的意义在于，当计算杆塔结构承受的是导线横向(风压)荷载时，其横向力可近似等于导线单位长度上的风压与水平档距之乘积。 2)相邻两档导线最低点之间的水平距离为垂直档距。图3-1-1所示为悬点A的水平档距和垂直档距。图中，导线分别悬挂在A、B、C三点，01、02分别为档距1与2的导线最低点。则01与02之间的距离v为垂直档距。当为直线杆塔时垂直档距计算式为式中 v垂直档距，m； h杆塔相邻两侧水平档距，m； 高差系数；h1、h2分别为相邻档导线悬挂点的高差，m； o导线最低点的应力，Nmm2； v导线垂直荷载比载，N(mmm2)；vl、v2分别为杆塔相邻两侧的垂直档距，m。 在计算垂直档距时，式(3-1-7)中号的取法：若导线悬挂点B、C点高于相邻档的悬挂点A取“+”号，低于相邻档悬挂点A取“-”号。 引人垂直档距的意义在于，杆塔的垂直荷载通常近似地认为是导线单位长度垂直重量与垂直档距之乘积。 (6)允许档距与极限档距。根据规程规定，导线悬挂点的最大使用应力不超过导线瞬时破坏应力的44，由此计算得到的最大档距称为允许档距。 同一档距中：当导线悬挂点等高，即线路高差角=00时，导线在最低点的应力为破坏应力的40；如果悬挂点的应力刚好达到破坏应力的44，则此时得到最大允许档距称为极大档距。 当使用档距超过允许档距时，采用放松导线最低点的应力，而获得的最大允许档距称为极限档距。极限档距是受很多条件控制的，当导线放松到一定数值后，这时导线的重量因弧垂增加而迅速增大，对导线的悬挂力又大大增加，因此，允许档距只得减少。 允许档距受导线悬挂点高差角、各种气象条件、断线张力、线间距离条件的影响，在计算时要综合考虑。 (7)临界档距。导线在外界各种气象条件下运行，其应力往往受两个或者两个以上的条件所控制，如最大风力、覆冰、最低气温及平均气温等条件的影响，我们在设计中一般认为同时有两种控制条件起主导作用，用这种办法得到的档距，就是这两种控制条件下的临界档距。第二章架空输电线路的设备与设施第一节架空输电线路的导线和避雷线 一、导线和避雷线的分类、构造及适用场合 1导线 导线是固定在杆塔上输送电流用的金属线，由于导线常年在大气中运行，经常承受拉力，并受风、冰、雨、雪和温度变化的影响以及空气中所含化学杂质的侵蚀。因此，导线的材料除应有良好的导电率之外，还需要有足够的机械强度和防腐性能。 电气性能：要求导线的电阻系数小，以减少线路的电压降和电能损耗。当线路电压为110kV及以上时，应考虑电晕损耗和对外界电磁波的干扰。 机械性能：导线应有足够的机械强度，以承受线路上导线的自重以及风压、冰雪和风激振动等因素引起的各种动、静负荷汇集在杆塔悬挂点的最大应力。 耐腐蚀性能：导线应具有一定的耐大气腐蚀和电化腐蚀的能力，以适应不同使用环境的需要。 (1)铜导线。铜导线导电性能好、机械强度大，随使用时间的增长，表面会呈现一层氧化物薄膜，能防止导线受腐蚀。因此，在腐蚀性较严重的地区多采用铜导线。但铜导线价格较高。 (2)钢芯铝绞线。钢芯铝绞线是常用的一种组合绞线，按其强度的大小分为普通型、轻型和加强型三种。图3-2-1是部分规格的钢芯铝绞线截面图。三种钢芯铝绞线的结构差别，用铝钢截面比(即导线中铝截面与钢截面的比值)来表示。如轻型结构的铝钢截面比为801807，普通型为52960，加强型为429439。铝钢截面比愈小，导线的强度愈大。GB117983型钢芯铝绞线主要技术参数列于表3-2-1。 (3)光滑导线。光滑导线由于外径较普通导线略小，可减少导线承受的风和冰荷载。 (4)铝合金线。铝合金线比纯铝线有更高的机械强度，与钢芯铝绞线强度相当，重量比钢芯铝绞线轻，因而弧垂较小，档距可放大，从而使杆塔基数减少或降低高度，但导电性能比铝线稍差。由于目前生产尚存一定困难，故我国只在个别线路上使用。表3-2-1 GB1179-83型钢芯铝绞线主要技术参数标称截面铝/钢(mm2)结构根数直径(mm)计算截面(mm2)外径(mm)直流电阻不大于(/km)计算拉断力(N)计算重量(kg/km)交货长度不小于(m)铝钢铝钢总计3566/2.7212.7234.865.8140.678.160.823012630141.030005086/3.2013.2048.258.0456.299.60O594616870195.1200070106/3.80l3.8068.0511.3479.3911.40O421723390275.22000951526/2.1571.6794.3915.33109.7213.610.305835000380.8200095207/4.1671.8595.1418.32113.9613.870.301937200408.920001202020/2.3871.85115.6718.82134.4015.070.249641000466.820001502526/2.7072.10148.8624.25173.1117.100.193954110601.020001503530/2.5072.50147.2634.36181.6217.500.196265020676.220001851018/3.6013.60183.2210.18193.4018OO0.157240880584.120001852524/3.1572.10187.0424.25211.2918.900.154259420706.120001853026/2.9872.32181.3429.59210.9318.880.159264320732.620001854530/2.8072.80184.7343.10227.8319.60O156480190848.220002101018/3.8013.80204.1411.34215.4819.000.141145140650.72000210252l/3.3372.22209.0227.10236.1219.980.138065990789.120002103526/3.2272.50211.7334.36246.0920.380.136374250853.320002105030/2.9872.98209.2448.82258.0620.860.138190830960.820002403024/3.6072.40244.2931.67275.9621.600.118175620922.22000240402/3.4272.66238.8638.90277.7521.660.120983370964.320002405530/3.2073.20241.2756.30297.5722.400.1198102 L00110820003001542/3.0071.67296.8815.33312.2l23.010.0972468060939.920003002045/2.9871.95303.4220.9l324.3323.430.0952075680100220003002548/2.8572.22306.2127.10333.3l23.760.0943383410105820003004024/3.9972.66300.0938.90338.9923.94O0961492220113320003005026/3.8372.98299.5448-82348.3624.260.09636103400121020003007030/3.6073.60305.3671.25376.6l25.200.09463128000140220004002042/3.5171.95406.4020.9l427.3126.910.0710488850128615004002545/3.3372.22391.9l27.10419.0l26.64O0737095940129515004003548/3.2272.50390.8834.36425.2426.820.07389103900134915004005054/3.0773.07399.7351.82451.5527.630.0723212340015ll15004006526/4.4273.44398.9465.06464.0028.000.0723613520016ll15004009530/4.1619/2.50407.7593.27501.0229.140.0708717130018601500 国外生产的部分铝合金线，机械性能良好，如日本生产的1号铝合金线抗拉强度为308MPa，美国生产的6201铝合金线抗拉强度为3136333MPa，均大于我国钢芯铝绞线的抗拉强度。 (5)钢一铝包钢混绞线。该混绞线是由铝包钢单线及直径相同的镀锌或镀铝钢线混合绞制而成，使加强型钢线的铝钢截面比增加，因此比导线外径相同的铝包钢绞线强度更高，适用于大跨越输电线路和兼作载波通信的避雷线。图3-2-2是GGLJ型钢一铝包钢混绞线(用4根直径为38mm的铝包钢线和3根直径为38mm的钢线)的截面图。图中所示产品的主要技术参数如下：铝截面17.1mm2；钢截面62.3mm2；拉断力85.9kN(8760kgf)；弹性系数151022MPa(15400kgfmm2)；线膨胀系数13.310-6/，直流电阻1.06km。由于镀锌钢线与铝包钢线的接触面较大，易引起腐蚀，因此以采用镀铝钢线混合绞制为好。 (6)特殊导线：特殊导线，是满足特殊使用要求而采用的特殊结构导线。 1)扩径导线：在超高压输电线路上，为减少电晕损耗和对电磁波的干扰，对导线外径的最小值有相应的要求，因此需采用扩大导线外径的扩径导线或几根导线并成一相的分裂导线。 常用的扩径导线有两种：扩径钢芯铝绞线和扩径空芯导线。 扩径钢芯铝绞线用于多风暴、冰雪的山区或高海拔地区的高压输电线路上。在这些地区，如采用分裂导线易造成碰线。图3-2-3是LGJK-300型扩径钢芯铝绞线截面图。 扩径空芯导线的特点是同样的导线截面积起始电晕电压更高，单位重量也较轻，可减少导线在受力状态下的水平拉力。扩径空心导线与分裂导线相比，可节约导线与固定导线的设备之间的连接用金具，并简化了安装工序。图3-2-4是LGKK-600型铝钢扩径空芯导线一种规格的结构。 2)高强度重防腐钢芯铝包钢绞线：横越江河峡谷的大跨越导线，要求有很高的强度，以减少弧垂和降低杆塔高度，并应有强防腐性能，以延长使用寿命，因此应采用高强度重防腐铝包钢绞线。图3-2-5是用于跨距1900m以上的大跨越导线GLGJF3140420型高强度重防腐钢芯铝包钢绞线截面图。 3)自阻尼导线：自阻尼导线的结构特点是在钢芯与导电金属层之间留有一定的空隙，使导线在受力状态下振动时，由于钢芯和导电金属线的固有振动频率不同而能相互干扰，产生阻尼减振的作用。为了留有空隙，一般与钢芯相邻的里层导电金属单线制成拱形，外层可用圆单线；也可两导电金属单线均用拱形线，两层之间也留有间隙。自阻尼导线截面如图3-2-6。 自阻尼导线与一般钢芯铝绞线相比，最大使用拉力可达拉断力的60，因此在弧垂相同的情况下，与钢芯铝绞线相比，可加大档距、减少杆塔。但自阻尼导线工艺要求高、造价高、需用特殊的金具。 4)防冰雪导线：重冰雪地区的输电线路，在覆冰严重情况下，可能引起断线以及倒杆事故。虽可采用机械方法刮冰或短时通以很大的电流来融化覆冰，但操作麻烦、不安全并需停电进行，因此发展了能自行融化覆冰的防冰雪导线。 防冰雪导线的结构如图3-2-7所示，在钢芯与铝线之间有一层耐热绝缘层。 防冰雪导线使用时，须将线路分成区间，安装温度检测元件和自动控制系统。在正常气温下，铝和钢两部分都通过线路电流。当气温在零度上下波动(+2-2)时，积雪会先融化再结冰，易于形成严重覆冰。此时，温度检测元件对自动开关输出信号，而使铝线部分断流，线路电流全部通过钢芯，钢芯短时过热而融化覆冰。随后温度检测元件又输出信号，通过自动控制系统而恢复正常供电，保证了导线在不覆冰状态下工作。防冰雪导线还有其他结构形式(例如改变导线的截面形状或在导线上涂以特殊的涂料等)，正在研究之中。 2避雷线 避雷线的作用是防止雷电直接击于导线上，并把雷电流引入大地。避雷线有以下几种： 1)钢绞线：钢绞线的导电能力低，导电率仅为铜的15，但它有很高的机构强度，因而常用于架空线路的避雷线。镀锌钢绞线的主要技术参数见表3-2-2。 2)铝包钢绞线：为了减少对通信线路的危险影响，还采用铝包钢绞线做架空线路的避雷线，如美国的镀铝钢线AM型导线，其抗拉强度可高达1764MPa。在技术经济上合理时，可采用钢芯铝绞线(良导体屏蔽线)作避雷线。如我国广州电力工业局和其他地区，已采用钢芯铝绞线做架空避雷线。 表3-2-2 镀锌钢绞线的主要技术参数镀锌钢绞线规格结构根数值径(mm)钢截面(mm2)绞线直径(mm)拉断力(9.81N)参考载流量(A)单位质量(kg/km)钢线抗拉强度(9.81MPa)110125140155170GJ-2572.226.66.62630299033503710407070228GJ-3572.637.27.83680418046805180568080318GJ-5073.049.59.04900556062306900757090424GJ-70192.272.211.07150812091001000011000120615GJ-95192.593.212.5923010500117001300014200150795GJ-120192.8116.914.01160013100147001630017900175995 3)光纤地线：光纤复合架空地线简称“光纤地线”，是一种新型架空地线，其中心有光导纤维线，可用于通信。铁岭电厂出线曾采用光纤复合地线。图3-2-8所示为光纤复合地线截面图，在中心骨架上有三条对称的旋转型槽，将6根光纤分组放在槽内，然后在中心骨架外套上一个薄铝管，在铝管外缠绕铝包钢绞线。 4)绝缘避雷线：架空避雷线通过绝缘子与杆塔连接。采用绝缘避雷线的优点见本篇第六章第二节。除此而外，还能作载流线，可用于溶冰；便于测量杆塔接地电阻及可在避雷线上抽取电能等。 二、导线和避雷线的主要技术要求 导线和避雷线的设计安全系数不小于25。避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。 不同金属、不同规格，不同绞制方向的导线或避雷线，严禁在一个耐张段内连接。 三、架空输电线路导线和避雷线的选择 1导线截面的选择 (1)按经济电流密度选择。考虑到线路的经济运行(初投资金，有色金属用量、电能损失、维护修理与设备折旧的综合效益)与导线截面大小有关。表3-2-3所示为导线截面经济技术比较表。为此制定出符合国家总体利益的各种导线的经济电流密度，如表3-2-4所示。据此确定的导线截面称经济电流密度截面。 表3-2-3 导线截面技术经济比较表导线截面实际投资电能损失折旧费修理维护费金属导线截面大高小多大同多导线截面小低大少小同少表3-2-4 各种导线的经济电流密度J Amm2导线年最大负荷利用小时数3000h 以下30005000h5000h 以上铜导线3.02.251.75铝导线钢芯铝线1.651.150.9 (2)按发热条件校验。导线通过电流产生电能损耗，使导线发热温度升高，从而使导线氧化和退火，机械强度降低，连接金具发热。 温度上升会使导线弛度增大，缩小与交叉物的距离，造成交叉档间距不够而放电，导致事故发生，因此要规定运行的最高温度。 规程规定，裸铝线与钢芯铝线正常运行时最高温度不超过70。所谓安全电流，即周围温度是+25长期使导线温度不超过70的运行电流。按发热条件校验的安全电流，如表3-2-5所示。 表3-2-5 按发热条件校验的安全电流 A 导线类别标准截面(mm2)LGJLGJQLGJJLJTJ35175-17022050210-21527070265-26534095330-320415120380-375485150445450450440570185510505515500640240610605610-300690690705-400835825850-如周围环境温度不是25时，可用表3-2-6温度校正系数进行校正。表3-2-6 温度校正系数周围温度()0510152025303540系 数1.241.201.151.111.051.000.940.380.81 (3)按电压损耗校验。输电线路的电压损耗按规定不应超过10，因此已按经济电流密度选择的导线截面，要按电压损耗校验；对于地方电网线路，为保证受端电压，应按电压损耗来校验导线截面。电压损耗计算公式如下式中 U电压损耗，； P有功功率，kW； Q无功功率，kvat； R线路电阻，； X线路电抗，； U额定电压，kV。 (4)按电晕条件校验。导线电晕，除气候条件、海拔高度影响外，最主要与导线外径有关，因此对导线截面应按电晕条件检验。线路设计规程规定按电晕条件选择的导线最小外径如表3-2-7。 表3-2-7 按电晕条件选择的导线最小外径(海拔1000m)额定电压(kV)110220330500导线外径(mm)9.621.633.6221.6236.24336.32421.6 综合上述导线按经济电流密度，考虑510年的发展初步选定，再按发热条件、电压损耗条件和电晕条件进行校验，最后确定。 2避雷线的选择 避雷线一般多采用钢绞线，但近年来，在超高压输电线路上有采用良导体作避雷线的趋势。避雷线一般都是通过杆塔接地，但也有用放电间隙的绝缘子把避雷线和杆塔绝缘起来的绝缘避雷线，雷击时利用放电间隙引雷电流人地。 避雷线的型号一般配合导线截面进行选择，见表3-2-8。 表3-2-8 避雷线与导线配合表导线型号LGJ-185/30及以下LGJ-185/45LGJ-400/50LGJ-400/65及以上避雷线最小截面(mm2)355070 四、消雷器和耦合地线 1消雷器 消雷器有导体型和半导体型两种型式。目前对消雷器的理论尚有争议，使用效果有的也出现问题。对现运行的半导体型的应该拆除；导体型的可暂时保留，效果可在实践中加以总结。 2耦合地线 有些单避雷线线路，在接地电阻很难降低时，可在导线下增加一条或两条耦合地线，起分流和耦合作用，跳闸率可降低一半，我国南北方均有采用。第二节架空输电线路的绝缘子及金具 一、绝缘子 1.绝缘子的种类、特点及使用场合 架空输电线路用的绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担等。国外有采用棒式绝缘子、绝缘横担等。 绝缘子由绝缘部分与金属部件胶装在一起构成。绝缘部件的材料有电瓷、钢化玻璃、硅橡胶、环氧树脂等。目前使用最多的是瓷绝缘子。 绝缘子的作用是支吊、固定带电部分，使带电部分之间及与对地之间相互绝缘。绝缘子不仅承受机械力和电压作用，而且承受大气中有害气体的侵蚀及温度变化的影响。因而，它除了应满足一定的机电强度之外，还应具有热稳定和耐腐蚀性能。 (1)瓷横担。瓷横担适用于高压输配电线路，可节省横担。图3-2-9为110kV线路使用的CD110-2型瓷横担绝缘子的外形图。 (2)悬式绝缘子。 1)电瓷悬式绝缘子，按其帽与脚的连接方法，可分为槽型和球型两种。球型的连接比槽型方便，且可挠性大，如图3-2-10所示，使用中大多采用球型。 2)防污悬式绝缘子(见图3-2-11)，爬电比距比一般绝缘子提高2030，主要用于污秽严重地区。其技术参数见高压电瓷产品目录。 3)钢化玻璃悬式绝缘子：这种绝缘子尺寸小、机械强度高、性能稳定、寿命长、不易老化、维护方便(当绝缘子有缺陷时，即自行破碎，巡线人员很容易发现)。钢化玻璃悬式绝缘子现已在35500kV线路上广泛使用。 4)有关直流悬式绝缘子的介绍见本篇第六章第三节之四。 (3)棒式绝缘子。棒式绝缘子(见图3-2-12)自20年代由德国首先采用以来，目前仍以德国使用较多。他们认为，棒式绝缘子使用方便，并且不必检验绝缘劣化；运行情况良好，破损率仅为30万分之一。日本、美国和其他国家也有使用，日本已生产出300kV的高强度棒式绝缘子。 (4)合成绝缘子：合成绝缘子是采用高分子聚合物材料和玻璃纤维组合制成的棒式绝缘子。目前，国内外应用数量已达数千万支，最长运行20年。我国由武汉水电大学、清华大学等单位研制。其优点如下： 1)由硅橡胶为基本的高分子聚合物制成的伞盘具有良好的憎水性，抗污闪性能好，为输电线路的安全运行、减轻清扫量创造了条件。 2)棒芯采用了环氧玻璃纤维挤拉棒制成，具有很高的抗张强度(80100kNcm2)，为普通钢的2倍，比高强度瓷大34倍。 3)体积小、重量轻(仅为瓷绝缘子的l7)，不需测试和清扫、不易破损，给运输、安装、维护带来很大方便，并为紧凑型线路和事故检修提供了良好的条件。 其缺点是：施工安装时需采用小爬梯下到导线上，且目前价格略贵于瓷绝缘子，在我国的运行经验有待积累。 (5)有机复合绝缘子(有环氧树酯、聚四氟乙稀、乙丙橡胶)。其耐老化性能不好、不适用于户外、不适用于污秽区、憎水性差，但抗机械冲击强度高。 2绝缘子的选择 根据电力行标DLT 50921999110500kV架空送电线路设计技术规程规定： 直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数量，对于海拔1000mm以下的清洁地区应采用表3-2-9所列数值。耐张绝缘子串因受机械荷载较直线杆塔为大，电气强度降低，其数量应在悬垂绝缘子串的基础上增加，35330kV输电线路增加1片，500kV输电线路增加2片。 表3-2-9 直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数量电压(kV)3566110220330500绝缘子数量(片)357131725 对全高超过40m有避雷线的杆塔，高度每增加10m，应增加1个绝缘子；全高超过100m的杆塔，绝缘子数量可根据运行经验结合计算确定。 对海拔10003500m的地区，绝缘子的片数，一般按下式确定式中 nh高海拔地区绝缘子数量，片； n海拔1000m以下地区的绝缘子数量，片； H海拔高度，km。 对污秽地区，可结合运行经验，增加片数或采用防污型绝缘子。 当爬电比距小于一定值时，若遇有小雨、小雪、雾、露等天气时，绝缘子发生闪络的机率较高。表3-2-10为110500kV高压架空线路污秽分级标准及要求的最小爬电比距。高压线路盘形悬式瓷、玻璃绝缘子的型号、主要尺寸、机电特性(GBl00186)见表3-2-11，高压线路耐污盘形悬式瓷绝缘子的型号、主要尺寸、机电特性(GBl00186)见表3-2-12。 表3-2-10 110500kV高压架空线路污秽分级标准及要求的最小爬电比距污秽等级污源特征线路爬电比距(cmkV)盐密(mg/cm2)220kV及以下330kV及以上O大气清洁地区及离海岸盐场50km以上无明显污染地区0.031.39(1.60)1.45(1.60)I大气轻度污染地区，工业区和人口低密集区，离海岸盐场1050km地区。在污闪季节中干燥少雾(含毛毛雨)或雨量较多时0.030.061.391.74(1.602.00)1.451.82(1.602.00)大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场31Okm地区，在污闪季节中潮湿多雾(含毛毛雨)但雨量较少时0.060.101.742.17(2.002.50)1.822.27(2.002.50)大气污染较严重地区，重雾和重盐碱地区，近海岸盐场13km地区，工业与人口密度较大地区，离化学污源和炉烟污秽3001500m的较严重污秽地区0.100.252.172.78(2.503.20)2.272.91(2.503.20)续 表污秽等级污源特征线路爬电比距(cmkV)盐密(mg/cm2)220kV及以下330kV及以上大气特别严重污染地区，离海岸盐场1km以内，离化学污源和炉烟污秽300m以内的地区0.250.352.783.30(3.203.80)(3.20-3.80)注 爬电比距计算时取系统最高工作电压。表中括号内数字为按标称电压计算的值。表3-2-11 高压线路盘形悬式瓷、玻璃绝缘子的型号、主要尺寸机电特性型 号机电破坏负荷(kN)主要尺寸(mm)连接形式标记最小公称爬距(mm)工频电压(kV)雷电冲击耐受电压(kV)打击破坏负荷(Ncm)参考重量(kg)高度伞径湿耐受击穿XP-70XPl-70XP2-7070146255162952954035110100955654.51271902003090854.0XP-100XP-120XPl-160XP2-160XP1-210XP-300XP-400XP1-400XP-530XP1-530100120160160210300400400530530146255295401101006785.95.62030510176.5280330421057.4170335451201109.4195205320360242837052513.519.8220240255380380440283232550600640LXP1-70LXP-100LXP-120LXP1-160LXP2-160LXP-210LXP-300LXP-400LXP1-400LXP-530LXP1-5307010012016016021030040040053053014625516295401101005656783.65.35.52030510176.0280330426.81701952052202402553351201057.83202437045120110101736038038044028283232525550600640注型号说明：XP盘形悬式瓷绝缘子；LXP盘形悬式玻璃绝缘子； 字母后数字为设计顺序号；破折号后数字为额定机电破坏负荷数值(kN)。表3-2-12 高压线路耐污盘形悬式瓷绝缘子的型号、主要尺寸、机电特性型 号机电破坏负荷(kN)主要尺寸(mm)连接形式标记最小公称爬距(mm)工频电压(kV)50全波冲击闪络电压(kV)打击破坏负荷(Ncm)参考重量(kg)直径伞径湿闪络击穿XWP1-60 -70 607016025516400451201205605.55.5续 表型 号机电破坏负荷(kN)主要尺寸(mm)连接形式标记最小公称爬距(mm)工频电压(kV)50全波冲击闪络电压(kV)打击破坏负荷(N.cm)参考重量(kg)高度伞径湿闪络击穿XWP2 -60 -7060701465.45.4XWP3-70XWP1-100XWP2-100XWP1-160XWP6-1601001602802554504007.06.02804506807.6160204005013010007.57.5XHP1 -60 -70607025516451205605.85.8XHP1-100 -1601002706806.8280205013010007.5XAP1-16016030010007.5XWP12-160160155300204505012013010008.8注 型号说明：XWP双层伞形耐污盘形悬式绝缘子； XHP钟罩伞形耐污盘形悬式绝缘子； 字母后数字为设计顺序号； 半字线后数字为额定机电破坏负荷数值(kN)，其中6、7和16为吨数； C槽形连接(球形连接不表示)。 3目前绝缘子使用状况 (1)普通瓷绝缘子：维护工作量大，近几年来有减少使用的趋势。 (2)钢化玻璃绝缘子：目前在110500kV线路上均有使用，有人认为零值自行破碎后对人身不够安全。 (3)防污绝缘子：主要用于重污秽地区。 (4)硅橡胶绝缘子：主要用于严重污秽地区和高山大岭杆塔，属于新产品，生产厂家较多，工艺水平参差不齐，应加强运行资料积累，总结经验。 二、金具 在高压输电线路上，将杆塔、绝缘子、导线及其他电气设备按照设计要求，连接组装成完整的送电体系所使用的零件，统称为金具。 按照线路金具的性能、用途，大致可分为如表3-2-13所示的六大类金具型式。 所有金具一般都是由铸铁或可锻铸铁制成，并要求镀锌好、无毛刺、无砂眼、无裂纹、无变形、规格适合、不缺件、无锈蚀。其安全系数为：线路正常状况下，应不小于25；事故情况下，应不小于15。 表3-2-13 输电线路金具分类表按性能用途分类金具名称型 式用 途支持金具悬垂线夹固定型一U形螺丝式释放型一U形螺丝式(淘汰中)支持电线，使其固定在绝缘子串上。用于直线杆塔，跳线绝缘子串上续 表按性能用途分类金具名称型 式用 途紧固金具耐张线夹螺栓型一倒装式、爆炸型、压接型紧固导线的终端并使其固定于耐张绝缘子串上，用于非直线杆塔接续金具并沟线夹钳接管压接管螺接式钳压式压接式、爆压对接式、爆压搭接式接续不受拉力的导线接续承受拉力之导线接续承受拉力之导线或做导线破损补修用连接金具专用连接金具球头挂环、碗头挂板与球型绝缘子连接起来通用连接金具U型挂环、U型挂板、直角挂板、平行挂板、二联板、延长环、其他绝缘子串相互间的连接，绝缘子串与杆塔及绝缘子串与其他金具之间连接拉线金具拉线紧固线夹楔型紧固杆塔拉线上端并可用于避雷线耐张线夹UT型可调式UT型不调式紧固杆塔拉线下端并可调整拉线松紧，不可调式用于上端保护金具拉线连接金具拉线二联板双根组、拉线用防振金具防振锤、护线条、铝端夹、预绞丝对导线避雷线进行防振保护作用，代替护线条对导线起防振或作补修用保护金具均压环、保护角、重锤、其他保护绝缘子串解决塔头间隙不足或导线不足地线上拔第三节架空输电线路的杆塔及基础 一、杆塔 杆塔是送电线路的主要元件，其作用是支持导线和避雷线，保证导线与避雷线之间、导线与导线之间、导线与地面或交叉跨越物之间的最小允许距离。 杆塔种类较多，因此，在设计中选型特别重要，既要做到结构简单、技术先进，又要经济合理、安全可靠。杆塔的型式主要取决于输电电压、回路数量、导线及地线规格与排列方式、杆塔材料、经过地区的走廊情况、施工及运输条件及线路的重要性等。例如：我国南方由于水稻田多，基础施工困难，多使用拉线杆塔；北方黄土高原，多使用不带拉线的杆塔，以减少占地和农用机耕困难；至于城市附近、丘陵、山区，为了解决不易打拉线和便于运输及施工，多采用铁塔。 1杆塔的型式分类和特点 输电线路的杆塔，一般是按杆塔在线路中的用途进行分类。 (1)按杆塔型式分。 1)直线杆塔：位于耐张段的中间部分，也称中间杆塔，仅作中间支持导、地线用；在正常运行时，承受垂直荷载和水平荷载。 2)耐张杆塔：也叫承力杆塔。耐张杆塔是把整个线路分成许多小段，起锚固导、地线的作用，限制线路事故的范围；除承受垂直荷载和水平荷载之外，还应承受顺线路方向的张力。 3)转角杆塔：转角杆塔用于线路的转角地点。它具有与耐张杆塔相同的特点和作用。转