高压电力线路

高压电力线路主要内容第一节架空电力线路

一、架空电力线路构成及其作用二、架空电力线路技术要求三、架空电力线路运行维护第二节电力电缆线路

一、电力电缆线路特点二、电力电缆基本结构和种类

三、电力电缆载流能力

四、电力电缆运行

五、电力电缆线路常见故障及其处理第2页,共48页，2024年2月25日，星期天电力线路是电力网的主要组成部分，其作用是输送和分配电能。一般可分为输电线路和配电线路架设在发电厂升压变电所与地区变电所之间的线路以及地区变电所之间的线路，是用于输送电能的，称为输电线路从地区变电所到用户变电所或城乡电力变压器之间的线路，是用于分配电能的，称为配电线路，又可分为高压电力线路（10KV——110KV）和低压配电线路（220/380V）电力线路按架设方式可分为架空电力线路和电力电缆线路第3页,共48页，2024年2月25日，星期天第一节架空电力线路一、架空电力线路构成及其作用构成架空输配电线路的主要部件有:导线、避雷线（简称避雷线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等，如图。架空输电线路的组成第4页,共48页，2024年2月25日，星期天架空电力线路是输送、分配电能的主要通道和工具。架空电力线路利用杆塔的固定和支撑把导线布置在离地面一定的高度。导线在杆塔上通过绝缘子与杆塔、横担电气隔离，绝缘子又通过金具分别和导线、横担相连节并固定在杆塔上。第5页,共48页，2024年2月25日，星期天1、架空线路的结构1、导线：是架空线路的主体，它既担负传输电能的作用，还要承担自身重量和各种外力的作用。2、杆塔：支撑架空线等。根据杆塔受力的特点可分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔和特种杆塔。3、绝缘子：支承或悬挂导线，具有良好的绝缘性能和足够的机械强度。4、金具：连接导线和绝缘子的金属部件。第6页,共48页，2024年2月25日，星期天第7页,共48页，2024年2月25日，星期天架空线路的结构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避雷线第8页,共48页，2024年2月25日，星期天接地装置俯视图1－横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆；6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置；10－底盘；11－导线；12-防振锤；图1-3输电线路的组成元件（双杆）第9页,共48页，2024年2月25日，星期天接地装置俯视图1－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子；5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置；9－基础；10－间隔棒；图1-4输电线路的组成元件（猫头塔）第10页,共48页，2024年2月25日，星期天杆塔1、作用：支持导线、避雷线和其他附件。2、材质：1）、木杆2）、水泥杆:即钢筋混凝土杆，可分为锥形杆和等径杆3）、金属杆:有铁塔、钢管杆和型钢杆等3、分类：1）直线杆塔主要用于线路直线段，用Z表示2）耐张杆塔主要用于线路分段处，用N表示3）转角杆塔主要用于线路转角处，用J表示4）终端杆塔位于线路首、末段端，发电厂或变电所出线的第一基杆塔是终端杆塔，线路最末端一基杆塔为终端杆塔，用D表示第11页,共48页，2024年2月25日，星期天5）特殊杆塔：跨越杆塔用于线路跨越公路、铁路、河流、山谷、电力线、通信线等情况，用K表示。分支杆塔用于当架空配电线路中间需要设置分支线时，用F表示。6）多回同杆架设杆塔由于线路空间走廊限制，对回架空线路需要在同一个杆塔上架设。4、杆塔基础：指架空电力线路杆塔地面以下部分的设施。分为混凝土电杆基础和铁塔基础。铁塔基础又分为宽基和窄基两种。第12页,共48页，2024年2月25日，星期天二、架空导线材料、结构与种类1、架空导线材料有铜、铝、钢、铝合金等。铝广泛用于架空线路中，但由于铝的机械强度低，常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。2、架空导线结构可分为三类：单股导线、多股绞线和复合材料多股绞线3、架空导线种类裸导线、绝缘导线第13页,共48页，2024年2月25日，星期天裸导线常用的型号：（1）铝绞线（LJ）

导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差

多用于6~10kV的线路。

（2）钢芯铝绞线（LGJ）

在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。

（3）铜绞线（TJ）导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF）具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。

第14页,共48页，2024年2月25日，星期天绝缘子作用：是一种隔电部件，使导线与导线之间以及导线与大地之间绝缘，支持、悬吊导线，并固定于杆塔的横担上。种类：1）针式绝缘子主要用于直线杆塔或角度较小的转角杆塔上，也有在耐张杆塔上用以固定导线跳线2）

柱式绝缘子用途同针式绝缘子，但它是外胶装结构。3）瓷横担绝缘子用于10KV配电线路直线杆，能起绝缘子和横担双重作用。4）悬式绝缘子一般安装在高压架空线路耐张杆塔、终端杆塔或分支杆塔上，做绝缘子串使用。第15页,共48页，2024年2月25日，星期天5）棒式绝缘子可代替悬式绝缘子串或碟式绝缘子做耐张绝缘子用，一般只能用于一些应力比较小的承力杆。6）碟式绝缘子常用于低压配电线路上，作为直线或耐张绝缘子，也可与悬式绝缘子配套用于10KV配电线路。材质：一般为电瓷和玻璃高压线路绝缘子a)针式b)蝴蝶式c)悬式d)瓷横担第16页,共48页，2024年2月25日，星期天从近几年事故统计来看，复合绝缘子多次发生机械拉力、芯棒脆断等方面事故，因此采用复合绝缘子要加强对其端部密封情况的检查，并定期抽检实验。2002年3月15日500kV盘北线发生复合绝缘子脆断事故。第17页,共48页，2024年2月25日，星期天拉线作用：为了在架设导线后能平衡杆塔所承受的导线张力和水平风力。拉线与地面的夹角一般为45°，一般不超过30°—60°，拉盘应垂直于拉线。分类：1）普通拉线用于线路的转角、耐张、终端、分支杆塔等处，起平衡拉力作用。2）水平拉线当电杆离道路太近，不能就地装设拉线时，需要在路的另一侧立一基拉线杆，锅炉拉线应保持一定高度。3）弓形拉线因地形限制不能装设拉线时，可以采用弓形拉线，在电杆中部加以自柱，在其上下加装拉线，以防电杆弯曲。4）共同拉线因地形限制不能装设拉线时，可将拉线固定在相邻电杆上。5）V形拉线当电杆较高、横担较多、导线多回时，常在拉力的合力点上下两处各装设一条拉线，构成V形。

第18页,共48页，2024年2月25日，星期天横担作用：横担定位在电杆上部，用来支持绝缘子和导线等，并使导线间有规定的距离。规格要求：15°以下转角杆宜采用单横担，15°—45°转角杆宜采用双横担，45°以上转角杆宜采用十字横担。材质：木横担、铁横担、瓷横担第19页,共48页，2024年2月25日，星期天线路金具作用：指连接和组合线路上各类装置，以传递机械、电气负荷以及起到某种防护作用的金属附件。分类：1）支持金具支持导线或避雷线，又称线夹。有悬垂线夹和耐张线夹两种。2）连接金具将悬式绝缘子组装成串，并连接挂在横担上3）接续金具用于导线和避雷线的接续和修补。4）保护金具分电气和机械两类，电气类用于防止绝缘子串上的电压分布不均而损坏绝缘子。机械类用于减轻导线、避雷线的振动或减轻震动损伤。防震锤、护线条、预绞丝：用于防止导线、避雷线断股；间隔锤用于反复之导线在档距中间互相吸引、鞭击；重锤用于防止直线杆塔的悬式绝缘子串摇摆角度过大，避免寒冷天气中导线出现“倒拔”现象。5）拉线金具用于作拉线的连接、紧固和调节。2003年6月23日500kV永哈乙线因球头挂环断裂导致导线落地第20页,共48页，2024年2月25日，星期天架空电力线路的防雷措施架设避雷线，架设在导线上方的杆塔顶部，并在每基杆塔底部进行接地，因此又称架空地线。接地装置

接地装置是指埋设于土壤中并与基杆塔的避雷线及杆塔体有电气连接的金属装置。包括接地引下线和接地体1）接地引下线连接避雷线、避雷器或架空电力线路杆塔与接地体的金属装置。2）接地体指埋在地面以下直接与大地接触的金属导体。水平接地体一般采用圆钢或扁钢，接地体埋深不应小于0.8m;垂直接地体一般采用角钢或钢管，接地体不宜少于两根，长度不宜小于2m，埋深不小于0.8m.第21页,共48页，2024年2月25日，星期天三、架空电力线路技术要求1、架空导线截面选择架空导线截面的选择原则1）.按允许载流量选择导线截面

2）.按允许电压损失选择导线截面

3）.按经济电流密度选择导线截面

4）.按机械强度选择导线截面这是对架空线路而言的。要求所选的截面不小于其最小允许截面。对电缆不必校验其机械强度。

5）.满足短路稳定度的条件第22页,共48页，2024年2月25日，星期天2、导线截面选择方法1）按经济电流密度选择导线截面电流密度是指单位导线截面通过的电流值。首先确定电力网的计算传输容量（电流）IL及相应的年最大负荷利用小时TL，再在工具表中查出不同材料导线的经济电流密度J，并按下式计算导线经济截面S。S=IL/J根据上式计算出截面后，从手册中或附录表中选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条件即可。第23页,共48页，2024年2月25日，星期天例6-3

某地区变电站以35kV架空线路向一容量为（3800+j2100）kVA的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小时为5600h，架空线路采用LGJ型钢芯铝绞线选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。解：（1）选择经济截面

；计算电流为：

查表可知，其J=0.9A/mm2；所以

S=Ic/J=71.6/0.9=79.6mm2

选择准截面70mm2，即型号为LGJ-70的铝绞线。第24页,共48页，2024年2月25日，星期天2）按发热条件校验导线截面对于架空导线，温度过高将使导线驰度过大，致导线对地安全距离不足，危及安全；对于绝缘导线或电缆，温度过高将加速导线周围介质老化、绝缘损坏。对选择的导线截面应根据不同的运行方式以及事故情况下的线路电流，按发热条件进行校验。见书表4-5提供在导线容许长期运行的最高温度为70℃和周围环境温度为25℃的条件下的导线允许载流量。对上例校验发热条件：查附表4-5，LGJ-70在室外温度为25oC时允许载流量为Ial=275A＞IC=71.6A，所以满足发热条件。第25页,共48页，2024年2月25日，星期天3）按允许电压损失校验导线截面按允许电压损失选择导线截面应满足下列原则条件：线路电压损失≤允线路许电压损失。线路电压损失可按下式计算：其中：P-有功负荷（KW）Q-无功负荷（Kvar)R-线路电阻（Ω）X-线路电抗（Ω）UN-线路额定电压（KV）第26页,共48页，2024年2月25日，星期天4）按机械强度求导线最小允许截面架空导线运行中要承受各种作用力，当作用力过大可能造成事故，导线截面越小，承受作用力能力越小，因此，有关规程规定了架空线路导线的最小允许截面，选用导线不小于表4-7所列数值。对上例校验机械强度：查附表，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为Smin=35mm2＜S=70mm2

因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。第27页,共48页，2024年2月25日，星期天5）按电晕损耗条件求导线最小允许直径由于电晕放电具有高频振荡的特性，对线路附近的通信设施将发生干扰，对海拔较高地区的超高压线路导线截面的选择主要取决于电晕条件，有关规程规定，在海拔高度不超过1000m的地区，如果直径不小于表4-8所列数值，可不验算电晕，反之则应进行电晕校验综述：对于送电线路，主要按经济电流密度和允许电压损失来确定，同时应满足发热条件和机械强度的要求和电晕条件要求；对于配电线路，一般按允许电压损失来确定，同时须按发热条件校验且满足电晕条件要求。第28页,共48页，2024年2月25日，星期天3、架空配电线路的导线排列、档距与线间距离1）导线排列10KV-35KV架空线路一般采用三角排列或水平排列，多回线路同杆架设的导线，一般采用三角、水平混合排列或垂直排列。2）架空配电线路档距应根据运行经验确定，一般采用表4-9所列数值。35KV架空线路耐张段的长度不宜大于3-5Km，10KV及以下架空线路的耐张段的长度不宜大于2Km。3）架空配电线路导线的线间距离10KV及以下线路与35KV同杆塔装设时，导线间的垂直距离不应小于2.0m;35KV或多回线路的不同回路不同相导线间的距离不应小于3.0m第29页,共48页，2024年2月25日，星期天4、架空导线的弧垂及地交叉跨越1）弧垂指相邻两杆塔导线悬挂点连接的重点对倒休按铅垂线的距离。弧垂大小与导线重量、气温、导线张力及档距等有关，在同一档距中，各相导线的弧垂应力求一致，其允许误差不应大于0.2m。2）架空线路对地及交叉跨越允许距离：导线与建筑物的垂直距离在最大计算弧垂情况下，35KV线路不应小于4.0m，3KV-10KV线路不应小于3.0m，3KV以下线路不应小于2.5m。第30页,共48页，2024年2月25日，星期天四、架空电力线路运行维护1、架空电力线路运行标准2、架空电力线路巡视：定期巡视（规定定期巡视周期为公网及专线每月一次，其他线路每季至少一次）、夜间巡视（规定夜间巡视周期为公网及专线每半年一次，其他线路每年一次）、特殊巡视、故障巡视、登杆塔巡视和监察巡视。3、架空电力线路常见故障和反事故措施1）常见故障：导线损伤、断股、断裂；倒杆；接头发热；导线对被跨越物放电事故；单相接地；两相短路；三相短路；缺相（造成缺相的因素有保险丝一相烧断、杆塔一相跳线接头不良或烧断等）。2）反事故措施：防雷；防暑；防寒；防风；防汛；防污。第31页,共48页，2024年2月25日，星期天导线舞动在辽宁到湖南的一条广大地域带多有发生，1987年2月湖北500kV姚双、双凤线跨越汉江的中山口大跨越发生了强烈的导线舞动；1999年11月24日辽宁发生大面积导线舞动，舞动线路包括66kV、220kV及500kV线路共100多条；2003年3月3~5日湖北500kV龙斗、斗双、斗白、葛凤等线路发生导线舞动；2005年2月7～9日华中地区再次发生大范围线路跳闸和倒塔事故，500kV线路跳闸18条69次、倒塔4条25基，220kV线路倒塔25基。第32页,共48页，2024年2月25日，星期天4、架空电力线路防污闪1）污闪形成原因：线路绝缘子表面附着的污秽物质在一定条件下，产生连续放电而发展陈红的运行电压下的完全闪络。2）污闪的特点：一般在运行电压下；在一段时间内多次发生，不易为重合闸消除；与绝缘子附着物有关；又季节性；多发生在日出前或刚日出的那个时刻。3）绝缘配置4）防污闪措施：合理配置绝缘子爬距；选用造型合适的绝缘子；定期清扫，加强运行维护；采用防污涂料；定期测试，及时更换；采用合成绝缘子。近十几年来我国多次发生大面积线路污闪事故，1990年1~2月份，京津唐、晋中、河南等地区发生大面积污闪事故，2002年2月份辽宁地区发生大面积污闪事故，损失相当大。第33页,共48页，2024年2月25日，星期天5、架空电力线路维护1）线路维护、检修的标准项目和周期。见表4-152）线路维护工作主要内容（略）输电线路遭受外力破坏往往是难以预测或突然发生的，其危害性很大。近年来，由于外力破坏原因造成线路倒杆塔、断线路的事故不断发生，例如2003年7月24日110kV刘古线因施工导线反弹跳闸，2004年6月23日220kV桃龚线因机械碰线造成跳闸。第34页,共48页，2024年2月25日，星期天第二节电力电缆线路电力电缆是一种地下敷设的送电线路。一、电力电缆线路的特点优点：防潮、防腐、防损伤，不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻，基本不受外力和气象条件影响、运行安全可靠缺点：造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难于发现和排除故障电力电缆主要用于：发电厂、变电站的进出线；跨越海峡、山谷及江河地区；大城市缺少空中走廊的地区；国防等特殊需要的地区第35页,共48页，2024年2月25日，星期天二、电力电缆基本结构和种类1.电缆线芯：

传导电流。通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。2.绝缘层：将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送。3.保护层：保护电缆免受外界杂质和水分的侵入，以防止外力直接损坏电缆。4.屏蔽层：10KV及以上的电缆一般都有导线屏蔽层和绝缘屏蔽层。第36页,共48页，2024年2月25日，星期天1－导体；2－相绝缘；3－纸绝缘；4－铅包皮；5－麻衬6－钢带铠甲；7－麻被；8－钢丝铠甲；9－填充物第37页,共48页，2024年2月25日，星期天2、常用电力电缆种类及适用范围1）不滴漏油浸纸带绝缘型电缆：其三线芯的电场在同一屏蔽内，电缆内部电场分布不均匀，只能用在10KV以下的电压等级。2）不滴漏油浸纸绝缘分相型电缆：内部电场分布均匀，适用于20-35KV电压等级，个别可使用在66KV电压等级上。3）橡塑电缆：交联聚乙烯绝缘电缆：容许温升高，允许载流量较大，耐热性能好，适用于高落差和垂直敷设，介电性能优良；康电晕、游离放电性能差。聚氯乙烯绝缘电缆：化学性能稳定性高，能适应高落差敷设，但绝缘强度低、耐热性差、介质损耗大，燃烧时会释放氯气，又腐蚀作用，一般只在10KV及以下电压等级应用。橡胶绝缘电缆：柔软性好，耐寒性、电气性能、接卸性能和化学性能较好，渗透性较好，但耐电晕、臭氧、热、油的性能较差。一般只使用于138KV及以下电力电缆线路中，使用于海底电缆，也适宜在矿井和船舶上敷设。第38页,共48页，2024年2月25日，星期天3、电力电缆型号1234567—8ZR－阻燃，NH－耐火，ZA（IA）－本安，CY－自容式充油电缆导体代号。T－铜芯缺省表示，L－铝芯特征代号。统包型不用表示，F－分相铅包分相护套，D－不滴油，CY－充油，P－屏蔽，C－滤尘器用，Z－直流外被层代号。0－无，1－纤维层，2－聚氯乙烯护套，3－聚乙烯护套绝缘层代号。V－聚氯乙烯，Y－聚乙烯或聚烯烃，YJ－交联聚乙烯或交联聚烯烃，X－橡皮，Z－纸内护层（护套）代号。V－聚氯乙烯，Y－聚乙烯，Q－铅包，L－铝包，H－橡胶，HF－非燃性橡胶，LW－皱纹铝套，F－氯丁胶铠装层代号。0－无，2－双钢带（24－钢带、粗圆钢丝），3－细圆钢丝，4－粗圆钢丝（44－双粗圆钢丝）额定电压。以数字表示，kV

如CYZQ102220/1×4表示铜芯、纸绝缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯乙稀护套、额定电压220kV、单芯、标称截面积400mm²的自容式充油电缆。第39页,共48页，2024年2月25日，星期天4、电力电缆的连接附件1）.电缆终端：

具有一定绝缘和密封性能，安装在电缆线路末端，将电缆与其他电气设备相连接。作用：电缆终端绝缘、导体连接、密封和保护。分类：(1)按使用场所分：户内终端、户外终端、设备终端、GIS终端；(2)按所用材料分：热缩型、冷缩型、橡胶预制型、绕包型、瓷套型、浇铸（树脂）型；(3)按外形结构分：鼎足式、扇形、倒挂式等。第40页,共48页，2024年2月25日，星期天

2）.电缆中间接头

安装在电缆与电缆之间，将一段电缆与另一段电缆连接起来，起连接导体、绝缘和密封保护的作用。按功能为：普通接头（直线接头）、绝缘接头、塞止接头、分支接头、过渡接头、转换接头、软接头等按材料分：热缩型、冷缩型、绕包型（带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、预制件装配型、浇铸(树脂)型、注塑型等第41页,共48页，2024年2月25日，星期天3.电缆接头的材料类型（1）绕包型：用自粘性橡胶带绕包制作；（2）热缩型：各种热收缩管材料、热收缩分支套、雨裙等和配套用胶在现场加热收缩组合成；（3）预制型：应力锥、套管、雨罩等，现场套装在电缆末端构成；（4）模塑型：用辐照交联热缩膜绕包后用模具加热使其熔融成整体作为加强绝缘而构成；（5）弹性树脂浇注型：用热塑性弹性体树脂现场成型。第42页,共48页，2024年2月25日，星期天4.电缆接头的的技术要求(1)导体连接良好

(2)绝缘可靠(3)密封良好

(4)足够的机械强度第43页,共48页，2024年2月25日，星期天三、电力电缆载流能力电缆载流量