10kV 架空配电线路基本组成及杆上设备详解

10kV架空配电线路基本组成及杆上设备详解配电线路是指将电能从电力负荷中心输送到各个电力用户的线路。与输电线路不同，配电线路并不能按电压等级来区分，而是根据其功能作用来区分。架空配电线路和电缆配电线路是两种常见的配电线路。架空配电线路采用电杆将导线悬空架设，直接向用户供电。架空配电线路每条线路的分段点设置单台开关，以便于维修和排除故障。在城市市区，主要采用同杆并架方式，有双回、四回同杆并架，也有10kV、380V上下排同杆并架。架空线路按在网络的位置分主干线路和分支线路，在主干线路中间可以直接“T”接成分支线路，在分支线路中间可以直接“T”接又形成分支线路。主干线和较大的分支线应装设分段开关。架空线路具有架设简单、造价低、材料供应充足、分支、维修方便、便于发现和排除故障等优点，但易受外界环境的影响，供电可靠性较差，影响环境的整洁美观等。架空配电线路主要由电杆、横担、导线、拉线、绝缘子、金具及杆上设备等组成。架空线路最常见的有放射式和环网式两类。农村、山区中架空线路一般采用树枝状放射式供电，而城市及近郊区中压配电线路一般采用放射性环网架设，提高供电可靠性及运行灵活性。耐张杆塔又称角钢塔，用字母T表示。耐张杆塔用于耐张段的两端，承受导线的水平张力和垂直荷载。耐张杆塔的特点是支撑力大，结构紧凑，适用于大跨距和复杂地形。常见的耐张杆塔有窄基角钢塔和宽基角钢塔两种。窄基角钢塔适用于地形较为平坦的区域，宽基角钢塔适用于地形较为崎岖的区域。▲窄基角钢塔▲宽基角钢塔3.3转角杆塔转角杆塔用字母J表示，用于线路转角处，承受转角处导线的水平张力和垂直荷载。转角杆塔一般为直线杆塔和耐张杆塔的组合形式，既要保证线路的强度，又要保证线路的转角半径。▲转角杆塔3.4终端杆塔终端杆塔用字母C表示，用于线路的起点和终点处，承受导线的水平张力和垂直荷载。终端杆塔一般为耐张杆塔，其结构与耐张杆塔相似，但高度较低。▲终端杆塔3.5分歧杆塔分歧杆塔用字母Y表示，用于线路分支处，承受导线的水平张力和垂直荷载。分歧杆塔一般为直线杆塔和耐张杆塔的组合形式，既要保证线路的强度，又要保证线路的分支角度。▲分歧杆塔3.6T接杆塔T接杆塔用字母T表示，用于两条线路的接头处，承受导线的水平张力和垂直荷载。T接杆塔一般为直线杆塔和耐张杆塔的组合形式，既要保证线路的强度，又要保证线路的接头角度。▲T接杆塔3.7跨越杆塔跨越杆塔用字母K表示，用于线路跨越河流、道路、铁路等障碍物时，承受导线的水平张力和垂直荷载。跨越杆塔一般为耐张杆塔，其结构与耐张杆塔相似，但高度较高。▲跨越杆塔耐张杆塔，也称承力杆塔，用字母N表示，用于线路的分段承力处。除了承受与直线杆塔相同的荷载外，还要承受导线的不平衡张力。在断线故障情况下，承受断线张力，防止整个线路杆塔顺线路方向倾倒，将线路故障限制在一个耐张段内。10kV线路的耐张段长度一般为1~2km。根据具体情况，也可以适当地增加或缩短耐张段的长度。转角杆塔用字母J表示，用于线路转角处。它不仅要承受导线的垂直荷载及内角平分线方向的水平分力荷载，还要承受导线张力的合力。转角杆的角度是指转角前原有线路方向的延长线与转角后线路方向之间的夹角。转角杆的位置根据现场具体情况确定，一般选择在便于检修作业的地方。终端杆塔用字母D表示，位于线路首、末段端，发电厂或变电站出线的第一基杆塔是终端杆塔，线路最末端一基杆塔也是终端杆塔。它是一种能承受单侧导线等的垂直荷载和风压力，以及单侧导线张力的杆塔。分歧杆塔一般用于当架空配电线路中双回路分为2个单回路线的情况。T接杆塔一般用于当架空配电线路中把一条线接到干线上去，T接位置处的杆塔就是T接杆塔。跨越杆塔一般用于当线路跨越公路、铁路、河流、山谷、电力线、通信线等情况。以上杆塔都需要使用铁附件进行固定。M垫铁是一种金属构件，通常用于固定横担和抱箍。它的形状像字母“M”，因此得名。M垫铁由冲压而成，表面经过热浸镀锌处理，具有良好的防腐性能。在安装时，M垫铁通常与横担和抱箍一起使用，以增强它们的机械强度和稳定性。M垫铁的尺寸和形状可以根据需要进行定制。4.4穿钉穿钉是一种用于固定导线和横担的金属构件。它通常由钢材制成，表面经过热浸镀锌处理，以提高其防腐性能。穿钉的形状像一个U形夹子，其中一端有一个锐利的尖头，可以轻松地穿过导线和横担。穿钉的使用可以有效地固定导线和横担，防止它们在风吹雨打的情况下摇晃和松动。4.5叉梁叉梁是一种用于支撑横担和导线的金属构件。它通常由钢材制成，表面经过热浸镀锌处理，以提高其防腐性能。叉梁的形状像一个“口”字形，可以将横担和导线固定在其上。叉梁的使用可以有效地支撑横担和导线，防止它们在风吹雨打的情况下摇晃和松动。叉梁的尺寸和形状可以根据需要进行定制。4.6横隔梁横隔梁是一种用于固定横担和导线的金属构件。它通常由钢材制成，表面经过热浸镀锌处理，以提高其防腐性能。横隔梁的形状像一个“横T”字形，可以将横担和导线固定在其上。横隔梁的使用可以有效地固定横担和导线，防止它们在风吹雨打的情况下摇晃和松动。横隔梁的尺寸和形状可以根据需要进行定制。4.7拉杆拉杆是一种用于支撑电杆和横担的金属构件。它通常由钢材制成，表面经过热浸镀锌处理，以提高其防腐性能。拉杆的形状像一个长条形，可以将电杆和横担固定在其上。拉杆的使用可以有效地支撑电杆和横担，防止它们在风吹雨打的情况下倾斜和摇晃。拉杆的尺寸和形状可以根据需要进行定制。4.8线线棒线线棒是一种用于连接导线的金属构件。它通常由铝合金制成，表面经过热浸镀锌处理，以提高其防腐性能。线线棒的形状像一个长条形，可以将导线连接在一起。线线棒的使用可以有效地连接导线，保证电力传输的稳定性和可靠性。线线棒的尺寸和形状可以根据需要进行定制。M型垫铁是一种用于辅助角钢类横担与电杆联接的铁件。它的作用是固定横担，防止其滑脱或歪曲。M型垫铁主要由扁铁制成，其规格根据安装电杆位置而定。为了增大M型垫铁的安装范围，其双头栓孔均加工成40长条孔。导线在架空配电线路中承受着风、雨、雪、冰等各种载荷及气候的影响，以及空气中各种化学杂质的侵蚀，因此需要具有一定的机械强度和耐腐蚀性能。常用的裸绞线种类有裸铜绞线、裸铝绞线、钢芯铝绞线和铝合金线。低压架空配电线路也可以采用绝缘导线。拉线的作用是平衡电杆各方向的拉力，防止电杆弯曲或倾倒。因此，在承力杆(终端杆和转角杆)上，均需装设拉线。拉线基本结构包括上把、中把和下把。电杆拉线呈空间布置，拉线方向与荷载方向往往不在同一平面内。根据不同的作用，拉线分为张力拉线和风力拉线。常见的拉线类型包括普通拉线、人字拉线、四方拉线和水平拉线等。普通拉线常用于线路的终端杆塔、小角度的转角杆塔、耐张杆塔等处，主要起平衡张力的作用。人字拉线又称两侧拉线，装设在直线杆塔垂直线路方向的两侧，用于增强杆塔抗风或稳定性。四方拉线又称十字拉线，装设在垂直线路方向杆塔的两侧和顺线路方向杆塔的两侧，用于增加耐张杆塔、土质松软地区杆塔的稳定性或增强杆塔抗风性及防止导线断线而缩小事故范围。水平拉线则用于平衡电杆的水平荷载。▲针式绝缘子7.4碟式绝缘子碟式绝缘子主要用于直线杆塔上，也可用于转角杆塔上。其特点是结构简单，安装方便，绝缘可靠，机械强度高，使用寿命长。碟式绝缘子的金属附件有球头和槽头两种，如下图所示。▲碟式绝缘子7.5拉线绝缘子拉线绝缘子主要用于保持拉线与电杆之间的绝缘，一般采用瓷质绝缘子或塑料绝缘子。拉线绝缘子的金属附件有球头和槽头两种，如下图所示。▲拉线绝缘子高压针式绝缘子有多种型号，包括P-6T、P-6M、P-15T和P-15M等。其中，P表示针式，M表示短杆，D表示低压。柱式绝缘子与针式绝缘子用途相似，但浅槽裙边使其自洁性能更好，抗污闪能力更强。因此，在配电线路上应用非常广泛。棒式绝缘子为外胶装结构的实心磁体，可以代替悬式绝缘子串或蝶式绝缘子用于架空配电线路的耐张杆塔、终端杆塔或分支杆塔，作为耐张绝缘子使用。拉线绝缘子的主要作用是防止拉线带电。高压常采用XP-7悬式绝缘子，但采用拉线复合绝缘子也不少。在架空配电线路中，金属附件扮演着重要角色。金属附件包括悬垂线夹、耐张线夹、连接金具、接续金具、保护金具和拉线金具。悬垂线夹用于将导线固定在绝缘子串上，也可用于耐张杆、转角杆固定跳线。常用的悬垂线夹是U形螺栓型，型号为XGU—1、2、3、4。耐张线夹将导线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上。常用的耐张线夹是倒装式螺栓型，型号为NLD—1、2、3、4，分为螺栓型耐张线夹、压接型耐张线夹、节能型耐张线夹和地线用耐张线夹四种。连接金具用来将悬式绝缘子组装成串，并将一串或数串绝缘子连接起来，悬挂在杆塔的横担上。连接金具分为专用连接金具和通用连接金具两类。接续金具主要用于架空配电线路的导线及避雷线终端的接续，分为承力接续和非承力接续两种。承力接续金具主要有导线、避雷线接续管和接续管预绞丝。非承力接续金具包括并沟线夹和跳线线夹等。这些金具的作用是连接架空送电线路的导线和跳线。保护金具的作用是保护架空送电线路的电气和机械部分不受损害。保护金具分为电气和机械两大类。机械类保护金具可以防止导线和避雷线因受震动而断股，例如防震锤、护线条、预绞丝、铝包带、间隔棒和重锤等。电气类保护金具则用于防止绝缘子串或电瓷设备上的电压分布过分不均匀而损坏绝缘子或设备，例如均压环等。拉线金具的作用是固定拉线杆塔，包括从杆塔顶端引至地面拉线之间所有的零件。常用的拉线金具种类有钢丝卡子、楔形线夹、UT线夹、拉线用U形挂环和拉线抱箍等。配电线路设备包括杆上变配电设备，例如杆上变压器、跌落式熔断器、阀型避雷器、隔离开关和配电箱等。其中，配电变压器是指根据电磁感应定律变换交流电压和电流以传输交流电能的一种静止电器。有些地区将35千伏以下的电力变压器称为“配电变压器”，简称“配变”。配电变压器一般分为三相变压器和单相变压器。10kV线路调压器是一种可以自动调节变比来保证输出电压稳定的装置。其可以在额定电压20%的范围内对输入电压进行自动调节。在线路中端或末端安装调压器可以保证整个线路的电压质量。对负载较重的线路，负荷较大引起线路压降大，在线路中端加装调压器也可以改善整条线路的电压质量。有些变电站主变仍采用无励磁调压，调压器也可安装在变电站主变压器出线侧，实现有载调压。配电网无功补偿是为了改善配电网的无功分布、提高电网的功率因数、改善电压质量、避免长距离输送无功功率、降低配电网线损、增大配电网供电能力而进行的。其补偿方式一般采用并联补偿。无功补偿的方式一般按就地平衡的原则，采用分散补偿和集中补偿两种形式。避雷器是一种用于保护电力设备免受雷击和过电压的装置。在配电线路中，常用的是阀型避雷器。断路器是一种能够在正常负载下和短路条件下切断电路的开关设备。断路器通常用于保护电力系统中的设备和电缆免受过载和短路的损害。断路器有多种类型，包括空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。其中，SF6断路器具有灭弧性能好、体积小、重量轻、维护方便等优点，因此在高压电力系统中得到广泛应用。断路器的选择应根据电力系统的电压等级、负载电流和短路电流等参数进行合理匹配，以确保系统的安全稳定运行。架空配电线路常用柱上断路器，也被称为“看门狗”。这种开关设备可以在正常情况下切断或接通线路，并在线路发生短路故障时通过操作或继电保护装置的作用手动或自动切换故障线路。与负荷开关相比，断路器可以开断短路电流。断路器由开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座和操动机构五个基本部分组成。根据所采用的灭弧介质，断路器可以分为油断路器、六氟化硫(SF6)断路器和真空断路器。目前，配电线路中主要采用用户外交流高压智能真空断路器。智能真空断路器可以手动操作、电动操作、遥控器操作及远程主机操作，具备故障检测功能、保护控制功能和通讯功能。一般安装在10kV架空线路责任分界点，可实现自动切除、单相接地和自动隔离短路故障，是配电线路改造和配网自动化建设的理想产品。跌落式熔断器，也被称为领克，是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关。它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。跌落式熔断器安装在10kV配电线路分支线上，可以缩小停电范围，因其有一个高压跌落式熔断器明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全感。安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，所以，在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。跌落式熔断器的组成主要有绝缘体、下支撑座、下动触头、下静触头、安装板、上静触头、鸭嘴、上动触头、熔丝管等。10kV电压互感器是一种测量高压电力系统中电压的设备。它可以将高压电力系统中的电压信号转换为标准的信号输出，用于保护和控制系统。电压互感器一般由互感器本体和绝缘支撑构成。在10kV电力系统中，电压互感器的应用非常广泛，是电力系统中必不可少的一部分。电压互感器和变压器类似，都是用来变换电压的仪器。但是它们的用途不同，变压器是为了输送电能而设计的，因此容量很大，一般以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器主要用于给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此容量很小，一般只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。本词条介绍了电压互感器的基本结构、工作原理、主要类型、接线方式、注意事项、异常处理以及铁磁谐振等问题。电压互感器适用于10kV中性点不直接接地的电力系统，用于电压测量、电能计量和继电保护。户外高压电力计量箱适用于农村排灌站、乡镇企业、加工厂、中小型工厂、矿区、交通运输等各种企、事业单位以及林业、基建工地暂设供电站的高压输电线路的电能计量。线路故障指示器应安装在设置分段开关的杆塔、分支杆的负荷侧、架空与电缆连接处，以及长线路段每隔7至8基杆且便于人员到达检查处。一旦线路发生故障，巡线人员可借助指示器的报警显示，迅速确定故障点，排除故障。这种设备的出现，彻底改变了过去盲目巡线、分段合闸送电查找故障的落后做法。验电接地环应根据停电工作接地点的需要，在线路分支线接第一根杆或装设支路刀闸后的第一根