电力线路及运行维护

1、 图3-1 架空线路的结构 1-低压导线 2-针式绝缘子 3-横担 4-低压电杆 5-横担 6-高压悬式绝缘子串 7-线夹 8-高压导线 9-高压电杆 10-避雷线 1.导线和避雷线 n（1）导线和避雷线的材料。 导线的常用材料有铜、铝、钢。 表3-1 铜、铝、钢材料的特性比较及特点 材 料 20电阻率 （mm2/m） 比重 （g/cm3） 抗拉强度 （Mpa) 材料特点说明 铜0.01828.9390 铜导线具有良好的导电性能，较高的机械强度， 但重量大，价格高，表面易形成氧化膜，抗腐 蚀能力强 铝0.0292.7160 铝导线质轻价廉，有较好的导电性能，机械强 度较差，表面形成的氧化膜可防

2、继续氧化，但 易受酸碱盐的腐蚀 钢0.1037.851200 钢的导电率最低，但机械强度很高，且价格较 有色金属低，在空气中易锈蚀，钢线须镀锌以 防锈蚀 n架空线路的导线，除变压器台的引线和接户线采用绝缘导线以外，均 用裸导线，一般采用多股绞线，其中以铝绞线及钢芯铝绞线应用最广。 n架空线路一般情况下采用铝绞线（LJ）。在机械强度要求较高和35kV 及以上的架空线路上，则多采用钢芯铝绞线（LGJ）。其横截面结构 如图3-2所示。这种导线的线芯是钢线，用以增强导线的抗拉强度，弥 补铝线机械强度较差的缺点，而其外围用铝线，取其导电性较好的优 点。由于交流电流在导线中通过时有集肤效应，交流电流实际上

3、只从 铝线部分通过，从而弥补钢线导电性差的缺点。 n钢芯铝绞线型号中表示的截面积，就是其中铝线部分的截面。例如 LGJ-120，这120即指其铝线（L）部分截面积为120mm2。 n避雷线主要作用是在雷击时，将雷电流引入大地，使电力线路免受大 气过电压的破坏，起着保护线路的作用。避雷线采用机械强度高的镀 锌钢绞线。截面积一般为2575mm2。 图3-2 钢芯铝绞线 （2）导线在电杆的排列方式。 图3-3 导线在电杆的排列方式 1-电杆 2-横担 3-导线 4-避雷线 （3）导线间的距离。 表3-2线间最小距离 电压等级 档距（米） 40及以下5060708090100110120 高压0.60

4、0.650.700.750.850.901.001.051.15 低压0.300.400.450.50 安全距离或限距 表3-3导线对地面和水面的最小允许距离（米） 线路经过地区的特点 线路电压 等级 高 压 低 压 1.居民区6.56 2.非居民区5.55 3.不能通航及不能浮运的河、湖冬季至冰面55 4.不能通航及不能浮运的河、湖至最高水位算起33 5.居民密度很小，交通困难的地区（牧区、草原、湿地、 沙漠、山岳地带） 4.54 表3-4 同杆架设回路间的允许垂直距离（米） 导线排列方式 直线杆分支或转角杆 高压与高压0.80.450.60 高压与低压1.21.0 低压与低压0.500.3

5、0 导线的最小净空距离不应小于表3-5所示。 电压 等级 过引线、引下 线距相邻导线 导线距拉线、电 杆、构架表面 高压0.300.20 低压0.150.05 表3-5 导线的最小净空距离（米） 线路的档距一般可采用表3-6的数值，而耐张段长度不宜超过 2千米。 表3-6 线路的档距（米） 电压 地区 高压低压 城镇40504050 郊区601004060 （4）导线的弧垂 （5）导线的连接 2.电杆、横担和拉线 耐张杆塔。它的作用是将线路适当的分段，并能控制事故范围，在事故情况下承受断 线拉力，而在正常情况下承受导线和避雷线的不平衡张力。 转角杆塔。又称角度杆塔，使用在线路的转角处，也起线路

6、分段及控制事故范围的作 用，在正常情况下承受导线角度的合力，而在事故情况下则承受断线张力。 终端杆塔，又称尽头杆塔，应用在线路起止点处，正常情况下承受导线的一侧拉力。 分支杆塔。它用在线路的分支处，其受力情况为直线杆和终端杆塔的总和。 跨越杆塔。它以耐张杆塔的形式跨越重要的河流，铁路，公路及其他架空电力线路和 通讯线等。其结构形式和耐张杆相同、但比耐张杆塔高。 直线杆塔。又称中间杆塔，直线杆有普通直线杆，跨越直线杆等，它们都是应用在线 路的直线部分，在正常情况下主要承受导线的垂直荷重和水平荷重。当两侧档距相差悬 殊或一侧发生断线时，直线杆塔还要承受由此而产生的不平衡张力。 3架空线路的绝缘子和

7、金具 （a）针式 （b）蝶式 （c）悬式 （d）瓷横担绝缘子 图3-5绝缘子的外形结构 架空线路的金具又叫铁件，是用来连接导线、安装横担和绝 缘子等用的。常用的金具如图3-6所示。 图3-6 常用的金具 （a）直脚及绝缘子（b）弯脚及绝缘子（c）穿芯螺钉 （d）花篮螺钉（e）U形抱箍（f）悬式绝缘子及金具 1-球头挂环 2-悬式绝缘子3-碗头挂板 4 -悬垂线夹 n（1）纸绝缘电缆是绕包绝缘纸带后浸渍绝缘剂（油类）作为绝缘的电 缆。 n油浸纸绝缘电缆的结构如图3-7所示，它具有耐压强度高、耐热性能好 和使用寿命较长等优点， n但是它工作时其中的浸渍油会流动，因此其两端安装的高度差有一定 的限制

8、，否则电缆低的一端可能因油压过大而使端头胀裂漏油，而高 的一端则可能因油流失而使绝缘干枯，耐压强度下降，甚至击穿损坏。 图3-7油浸纸绝缘电缆的结构 1-缆芯（铜芯或铝芯）2-油浸纸绝缘层 3-麻筋（填料）4-油浸纸（统包绝缘） 5-铅包6-涂沥青的纸带（内护层） 7- 浸沥青的麻被（内护层）8-钢铠 （外护层），9-麻被（外护层） （2）挤包绝缘电缆又称固体挤压聚合电 缆，它是以热塑性或热固性材料挤包形 成绝缘的电缆。目前，挤包绝缘电缆有 聚氯乙烯（PVC）电缆、聚乙烯（PE） 电缆、交联聚乙烯（XLPE）电缆和乙丙 橡胶（EPR）电缆等。 这些电缆使用在不同的电压等级：聚氯 乙烯电缆用于1

9、6kV；聚乙烯电缆用于 1400kV； 交联聚乙烯电缆用于1500kV； 乙丙橡胶电缆用于135KV。 现在，在35kV及以下电压等级，交联聚 乙烯电缆已逐步取代了油浸绝缘电缆。 图3-8为交联聚乙烯绝缘电力电缆 1-缆芯（铜芯或铝芯）2-交联聚乙烯绝缘 层3-聚氯乙烯护套（内护层）4-钢铠或铝 铠（外护层）5-聚氯乙烯外套 2电力电缆的敷设 （2）选择电缆路径时，应考虑下列要求： （3）电缆的敷设方式 3.2电力线路的损耗计算 （3-3） 式中：d为导线的计算直径，单位：mm； Djj为三相导线的几何平均距离： mm。 当三相导线水平排列时，如图3-9所示，其几何均距为： 当三相导线三角形排

10、列时，如图3-10所示，其几何均距为： 016. 0 2 lg144 . 0 0 d D X jj 3 312312 DDDD jj DDDDD jj 26. 12 3 （3-4） DDDDD jj 3 （3-5） 3 2 1 321 图3-9 三相导线水平排列 图3-10 三相导线三角形排列 2.线路电压损耗的计算 l U1U2 RX P+jQ 图3-11末端带三相集中负荷的线路 2 U QXPR U N U QXPR U 100100% 2 NN U QXPR U U U RI U PR U N 3 N U QX U 3.功率损耗的计算 32 103 RIP 32 103 XIQ 千瓦 （

11、3-11） 千乏 （3-12） 式中：I为每相线路的总电流（安）；R、X为每相线路中导线的电阻和电抗（欧）。 如果已知三相线路的视在功率S，有功功率P，无功功率Q，将 代入（3-11）和 （3-12）可得 U S I 3 3 2 22 10 R U QP P 3 2 22 10 X U QP Q 千瓦 （3-13） 千乏 （3-14） 应该指出，在用式（3-13）、（3-14）时，必须采用同一点的功率和电压。若所用的 功率是线路首端功率，则所用的电压也必须是首端的电压；若所用的功率是线路末 端功率，则所用的电压也必须是线路末端的电压。在某些情况下，电力网各点的电 压尚为未知数，此时可用电力网的

12、额定电压UN来计算功率损耗。 式中U为电力网的线电压（KV），P 为三相有功功率（KW），Q为三相无 功功率（Q）。 4.电能损耗的计算 PW 3.3电力线路导线截面的选择 2.按经济电流选择截面 TOC（元/Km） 导体截面（mm2） 3-12 年费用TOC和导体截面之间的关系 用经济电流除以经济截面就是经济电流密度。即： （3-16） 式中I30为计算电流。 我国根据有色金属资源情况，规定了经济电流密度。如表3-7所示。根据经济电流密度 则可以计算经济截面。 （3-17） 按上式计算经济截面后，然后按发热条件和机械强度进行校验。 根据我国的情况，如果能全面推行按经济电流选择电线、电缆的截面

13、，将减少 35%42%的线路损耗，经济意义十分重大。 ec ec A I j 30 ec ec j I A 30 表3-7 导线和电缆的经济电流密度（A/mm2） 线路类别 导线材料 年最大有功负荷利用小时 3000h以下30005000h5000h以上 架空线路 铜3.002.251.75 铝1.651.150.90 电缆线路 铜2.502.252.00 铝1.921.731.54 3.中性线和保护线截面积的选择 （2）保护线（PE线）截面的选择 保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。 根据短路热稳定度的要求，保护线（PE线）的截面APE，按GB50054-

14、1995（低压配 电设计规范规定： 当A16mm2时 ，APEA （3-21） 当16mm2A35mm2时 ，APE16mm2 （3-22） A35mm2，APE0.5A （3-23） 4.保护中性线（PEN线）截面的选择 3.4架空线路的运行和维护 3.4.1设备标志 在一个大型工厂企业中，为了便于管理，保证安全，对各条线路给以命名，对每一 基电杆予以编号。 命名的原则大致为：由工厂总降压变电所起，至主要车间的线路部分，称为干 线。为了便于工作，一般应按车间名称来命名。 每条配电线路的电杆基数，编号一般方法是单独编干线、支线，由电源端起为1 号。若由两个以上电源的供电的线路，可定一个电源点为

15、基准进行编号。 将线路名称，电杆号码直接写在电杆上，或印制在特制的牌子上，再固定于电 杆上，称为杆号牌，设在距地面2米高处。 工厂企业配电线路常有环形供电方式，所以相序是很关键的问题。为了不致接 错线，要求在变电所的出口终端杆、转角、分支、耐张杆上作出相序的标志。 常用的方法在横担上对应导线的相序，涂以黄、绿、红，分别表示U（A）、V （B）、W（C）相的颜色，也可在特制的牌子上写上U（A）、V（B）、W （C），然后对应导线的相序固定在横担上，称相序牌。 为了防止误登电杆，造成事故，在变压器台、学校附近或认为必要的某些电杆 要挂上高压危险，切匆攀登告示牌。 工厂企业中的配电线路常常为了不间断供电，使各条线路互相联络，将两个 电源送到同一电杆的两侧，此时，为了保证线路工作人员的安全，设备界限分 明，应在此类电杆上设电源分界标志，如图3-13所示。 120 400 乙车间甲车间 图3-13电源分界标志 3.4.2线路的巡视 巡视内容如下： 3.4.3线路的维护 防污主要技术措施有以下几项： 2线路覆冰及其消除的措施 3.防风和其他维护工作 4.线路事故处理 3.5线路的检修 3.5.1检修工作的组织措施 1.制定计划