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文档简介

送电线路电气设备模板一、送电线路电气设备概述

送电线路电气设备是电力系统中用于输送电能的关键组成部分,主要包括导体、绝缘子、金具、避雷器、接地装置等。这些设备在设计和选用时需满足高电压、大电流、长距离传输等要求,确保电力传输的稳定性和安全性。

(一)设备分类及功能

1.导体:主要功能是传输电流,常用材料包括铜、铝及其合金,根据截面积和电压等级选择不同规格。

2.绝缘子:用于隔离带电导体与地面或不同相导体,防止电流泄漏,常见类型有瓷质、玻璃质和复合绝缘子。

3.金具:连接导体、绝缘子和杆塔,包括线夹、横担、绝缘子串等,需具备高强度和耐腐蚀性。

4.避雷器:保护线路免受雷击过电压损害,常见类型有氧化锌避雷器和阀式避雷器。

5.接地装置:将雷击或故障电流导入大地,降低设备绝缘水平,主要由接地线和接地网组成。

(二)设备选型标准

1.电压等级:根据线路设计电压选择导体截面积和绝缘子爬电距离,例如220kV线路导体截面积需≥150mm²。

2.机械强度:考虑覆冰、大风等环境因素,金具和杆塔需满足相应抗拉、抗压强度要求。

3.环境适应性:高温、高湿地区选用耐候性强的绝缘子和金具,沿海地区需防盐雾腐蚀。

二、关键设备技术参数

(一)导体技术参数

1.截面积选择:

-110kV线路:≥95mm²(铝导体)

-500kV线路:≥300mm²(钢芯铝绞线)

2.电流密度:铝导体≤1.0A/mm²,铜导体≤3.0A/mm²。

3.水平档距:≤400m时,单导线弧垂控制≤4%。

(二)绝缘子技术参数

1.爬电距离:

-10kV绝缘子:≥20mm(干弧距离)

-500kV绝缘子:≥300mm(干弧距离)

2.机械负荷:复合绝缘子≥30kN,瓷质绝缘子≥20kN。

3.阻燃性能:按IEC61011标准分级(F1-F5级)。

(三)避雷器技术参数

1.标称电压:≥系统最高电压的1.1倍,如220kV线路选用250kV避雷器。

2.通流容量:雷击保护型≥10kA(8/20μs波形)。

3.漏流监测:正常运行时泄漏电流≤50μA(220kV)。

三、安装与维护要点

(一)安装步骤

1.前期准备:

-检查导体截面积、绝缘子外观无破损

-避雷器接地电阻≤10Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时)

2.组装顺序:

-安装绝缘子串→固定金具→连接导体→调整弧垂→接地测试

3.特殊要求:

-大跨越段(距输电塔≥50m)需加设加强绝缘子串

(二)维护流程

1.定期检测(每年1次):

-绝缘子红外测温(温差>15℃需处理)

-导体连接点温度监测(≤70℃)

-避雷器泄漏电流(波动>30%需更换)

2.清洁要求:

-污秽地区(盐雾区)每年清洗2次绝缘子表面

3.故障处理:

-导体断股:截取故障段并重新连接

-绝缘子闪络:更换整串绝缘子并分析原因

四、质量控制标准

(一)出厂检测

1.导体:抗拉强度≥320MPa(铝导体标准)

2.绝缘子:±5%的爬电距离偏差

3.避雷器:±10%的电压响应误差

(二)现场验收

1.设备型号:与设计文件一致(如500kV线路需使用额定电压≥550kV的避雷器)

2.连接可靠性:导线压接力矩±10%误差范围

3.接地连续性:导通电阻≤0.1Ω(双点接地)

五、安全注意事项

(一)作业规范

1.高压作业需符合:

-距离带电体≥3.5m(10kV线路)

-使用绝缘操作杆(长度≥1.2m)

2.覆冰地区施工:

-导线覆冰厚度>5mm时禁止登塔作业

-避雷器安装角度≤15°

(二)应急预案

1.雷击故障:

-立即停用邻近设备→检测接地电阻→修复绝缘损伤

2.导线舞动:

-检查线夹紧固情况→必要时加装阻尼器

-调整导线对地距离<3m时加装防舞装置

一、送电线路电气设备概述

送电线路电气设备是电力系统中用于输送电能的关键组成部分,主要包括导体、绝缘子、金具、避雷器、接地装置等。这些设备在设计和选用时需满足高电压、大电流、长距离传输等要求,确保电力传输的稳定性和安全性。

(一)设备分类及功能

1.导体:主要功能是传输电流,常用材料包括铜、铝及其合金,根据截面积和电压等级选择不同规格。

(1)材料特性:

-铜导体:导电率高(约59MS/m)、强度大、耐腐蚀性优,但成本较高,多用于城市配电或短距离高压线路。

-铝导体:导电率约61MS/m(铜的91%)、密度低(约1/3铜)、价格适中,是输电线路主流选择。

-钢芯铝绞线(AACSR):中心为钢芯(提供机械强度),外层为铝股(传导电流),适用于大跨越或重冰区线路。

(2)结构形式:

-单股导线:适用于低电压、小电流线路。

-多股绞合导线:提高柔韧性,减少趋肤效应,适用于大电流和复杂架设环境。

(3)选型关键参数:

-导线截面积:依据安培定律计算载流量,需考虑环境温度(最高允许温度≤70℃)、日照强度等因素。

-绝缘子串长度:根据档距(水平距离)和弧垂(导线最低点距地面距离)确定,确保导线对地、相间距离满足安全规程。

2.绝缘子:用于隔离带电导体与地面或不同相导体,防止电流泄漏,常见类型有瓷质、玻璃质和复合绝缘子。

(1)瓷质绝缘子:历史悠久、成本低、耐污秽性能较好,但机械强度较低、易碎裂,多用于电压等级≤110kV线路。

(2)玻璃绝缘子:机械强度高、耐候性好、不易老化,但自爆率较瓷质略高,需定期超声检测,常用于220kV及以上线路。

(3)复合绝缘子:由玻璃纤维增强聚合物(GRP)芯棒和硅橡胶伞裙构成,抗污闪能力强、自洁性好、不易脆断,适用于重污秽区、覆冰区及大风区,是500kV及以上线路首选。

(4)绝缘子串配置:

-悬式绝缘子:通过金属横担串接成串,是应用最广泛的类型。

-瓷横担/玻璃横担:将绝缘与支撑功能一体化,减少金具数量,但机械性能要求更高。

-预绝缘金具:减少绝缘子表面电场集中,提高污秽耐受能力。

3.金具:连接导体、绝缘子和杆塔,包括线夹、横担、绝缘子串等,需具备高强度和耐腐蚀性。

(1)线夹类型:

-悬垂线夹:用于固定导线,允许一定活动度以适应温度变化。

-瓷质/复合绝缘子用线夹:与绝缘子配套,需通过型式试验验证机械和电气性能。

-等电位连接线夹:用于不同相导线或导线与杆塔的连接,降低电位差。

(2)横担:

-钢制横担:强度高、成本低,需做防腐处理(如热镀锌)。

-铝合金横担:重量轻、耐腐蚀,适用于沿海或盐雾环境。

(3)均压环:加装在绝缘子串顶部或横担上,分散电场,减少局部放电。

4.避雷器:保护线路免受雷击过电压损害,常见类型有氧化锌避雷器和阀式避雷器。

(1)氧化锌避雷器(MOA):核心为氧化锌压敏电阻片,通流能力强、响应速度快、无续流,维护量小,是目前220kV及以上线路首选。

(2)阀式避雷器(FS/FSZ):内部有串联火花间隙和阀片,结构简单但易老化、需定期维护,多用于35kV及以下线路或作为后备保护。

(3)安装位置:

-参考点避雷器:安装在铁塔顶,直接接地,保护整个杆塔。

-支柱避雷器:安装在绝缘子串上,保护导线与铁塔连接处。

-耦合线避雷器:沿线路架设,降低线路与大地间的耦合电容,减少感应过电压。

5.接地装置:将雷击或故障电流导入大地,降低设备绝缘水平,主要由接地线和接地网组成。

(1)接地线:

-材料选择:铜接地线(导电率高、耐腐蚀)或镀锌钢接地线(成本较低、机械强度高)。

-截面积计算:需满足热稳定(短路电流产生时不易熔断)和机械强度要求,一般≥35mm²(铜)或50mm²(钢)。

(2)接地网:

-结构形式:水平埋设(深度≥0.7m)、垂直埋设(土壤电阻率高时)或复合型。

-连接要求:所有塔身、横担、设备金属部件需通过接地线可靠连接,形成连续接地通路。

(3)接地电阻:

-一般线路:<4Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时),<10Ω(>100Ω·cm时)。

-发电厂/变电站入口:<1Ω。

-大跨越区:因土壤电阻率高,可允许达15Ω,但需配合增容电阻或专用接地极。

(二)设备选型标准

1.电压等级:根据线路设计电压选择导体截面积和绝缘子爬电距离,例如220kV线路导体截面积需≥150mm²,绝缘子干弧距离≥300mm。

(1)爬电比距计算:

-计算公式:爬电比距(mm/kV)=爬电距离(mm)/系统最高电压(有效值,kV)。

-污秽等级影响:Ⅰ级污秽区(干燥)要求≥16mm/kV,Ⅴ级(潮湿重污秽)需≥40mm/kV。

2.机械强度:考虑覆冰、大风等环境因素,金具和杆塔需满足相应抗拉、抗压强度要求。

(1)覆冰载荷:按覆冰厚度(5-15mm)和风速(10-30m/s)计算导线附加应力。

(2)风载荷:按风压公式(风压系数×风速²)计算,山区或大跨越区风速取值需提高(可达40m/s)。

(3)安全系数:机械计算需留有安全裕度,一般≥2.5。

3.环境适应性:高温、高湿地区选用耐候性强的绝缘子和金具,沿海地区需防盐雾腐蚀。

(1)材料选择:

-绝缘子:耐候型硅橡胶伞裙、电蚀型钢化玻璃。

-金具:热镀锌或不锈钢材质。

(2)极端环境:

-寒冷地区(最低-40℃):选用低温脆性温度低的材料(如铝合金)。

-高海拔地区(>1000m):空气稀薄导致放电起始电压降低,需加大绝缘子爬电距离或采用增爬裙。

二、关键设备技术参数

(一)导体技术参数

1.截面积选择:

-110kV线路:≥95mm²(铝导体,考虑经济电流密度1.0A/mm²及30%裕度)。

-500kV线路:≥300mm²(钢芯铝绞线AACSR/ACSR,载流量≥1000A)。

-超高压线路(1000kV):≥800mm²(分裂导线或柔性直流导体)。

2.电流密度:铝导体≤1.0A/mm²(长期),≤1.5A/mm²(短期冲击);铜导体≤3.0A/mm²。

(1)温度校正:实际载流量需考虑环境温度影响,每升高10℃载流量约降5%。

3.水平档距:≤400m时,单导线弧垂控制≤4%(距地面最小高度≥5.5m)。

(1)弧垂计算:需考虑导线比载(自重、冰重、风压)、档距、温度等参数。

(二)绝缘子技术参数

1.爬电距离:

-10kV绝缘子:≥20mm(干弧距离,Ⅰ级污秽区)。

-500kV绝缘子:≥300mm(干弧距离,Ⅴ级污秽区)。

(1)污秽影响:实际爬电距离需叠加增爬裙尺寸(如复合绝缘子增爬尺寸20-50mm)。

2.机械负荷:复合绝缘子≥30kN(1h耐受),瓷质绝缘子≥20kN(干式),玻璃绝缘子≥40kN(湿式)。

(1)试验方法:按IEC61107标准进行机械负荷试验。

3.阻燃性能:按IEC61011标准分级(F1-F5级):

-F1级:无自燃,火焰长度≤2.5cm。

-F5级:无自燃,火焰长度≤7.5cm,且持续燃烧时间≤60s。

(三)避雷器技术参数

1.标称电压:≥系统最高电压的1.1倍,如220kV线路选用250kV避雷器。

(1)工作电压:避雷器持续运行电压需等于系统相电压或线电压的平方根。

2.通流容量:雷击保护型≥10kA(8/20μs波形,10次操作冲击),过电压保护型≥1.5kA。

(1)选择原则:根据线路年雷击次数和预计雷电流幅值(≥150kA)。

3.漏流监测:正常运行时泄漏电流≤50μA(220kV),超过阈值需分析原因(如老化、污秽)。

(1)测量方法:使用高精度钳形电流表或专用检测仪。

三、安装与维护要点

(一)安装步骤

1.前期准备:

-检查导体截面积、绝缘子外观无破损(裂纹、破损伞裙)。

-避雷器接地电阻≤10Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时),使用接地电阻测试仪现场测量。

-准备安装工具:力矩扳手(精确度±5%)、绝缘操作杆(长度≥1.2m,带电压指示)、接地线(截面≥25mm²)。

2.组装顺序:

-安装绝缘子串:从上向下逐片安装,确保伞裙间距均匀(≤50mm)。

-固定金具:使用力矩扳手紧固线夹螺栓(扭矩值参考制造商说明书,如悬垂线夹110kV≤180Nm)。

-连接导体:剥除绝缘层长度精确(±2mm),压接前清洁导体表面,压接后检查导体形状(椭圆度≤15%)。

-调整弧垂:使用紧线器或紧线船,分阶段收紧导线,测量并调整档距两端弧垂(误差≤3%)。

-接地测试:使用接地电阻测试仪测量接地线与塔身连接点的接地电阻,确保<4Ω。

3.特殊要求:

-大跨越段(距输电塔≥50m):需加设过渡绝缘子串,并增加均压环数量(每10m加装1个)。

-高塔顶安装:使用双钩紧线法,确保导线在塔顶分配架上的固定角度≤30°。

(二)维护流程

1.定期检测(每年1次):

-绝缘子红外测温:使用红外热像仪扫描,温差>15℃的绝缘子需解体检查(可能存在内部缺陷)。

-导体连接点温度监测:红外测温或温度传感器,≤70℃,异常升高需紧固螺栓或更换导线。

-避雷器泄漏电流:使用专用钳形电流表测量,波动>30%需清洁或更换。

2.清洁要求:

-污秽地区(盐雾区、工业粉尘区):每年清洗2次绝缘子表面(使用专用清洗剂,避免硬物刮伤伞裙)。

-清洗方法:气枪吹扫(避免水分残留)、低压水枪(压力≤0.5MPa)。

3.故障处理:

-导体断股:截取故障段(>2股断开),使用同规格导线重新绞合并压接,两端加装补修管。

-绝缘子闪络:更换整串绝缘子,分析原因(如设计裕度不足、污秽未控制)。

-避雷器爆炸:检查引线连接是否紧固,内部元件是否失效,必要时整体更换。

(三)维护清单(每次巡检需检查的项目)

1.外观检查:

-导线:有无断股、损伤、严重氧化;

-绝缘子:有无裂纹、破损、污秽、自爆痕迹;

-金具:有无锈蚀、变形、松动;

-避雷器:有无炸裂、破损、锈蚀;

-接地装置:接地线有无断裂、严重锈蚀。

2.测量项目:

-接地电阻:使用接地电阻测试仪测量;

-漏流电流:使用钳形电流表测量避雷器泄漏电流;

-导线连接点温度:使用红外热像仪或温度计测量。

3.记录事项:

-设备编号、型号、安装日期;

-检查人、日期、天气条件;

-发现缺陷及处理措施。

(四)维护工具清单

1.测量工具:接地电阻测试仪、钳形电流表、红外热像仪、万用表;

2.清洁工具:气枪、软毛刷、专用清洗剂、抹布;

3.安装工具:力矩扳手、绝缘操作杆、紧线器、梯子;

4.辅助材料:绝缘胶带、热缩管、接地线、螺栓螺母。

四、质量控制标准

(一)出厂检测

1.导体:

-抗拉强度:≥320MPa(铝导体标准,按ASTMB117);

-直径偏差:±0.15%(±1.5%重量偏差);

-伸长率:≥3%(退火铝)。

2.绝缘子:

-爬电距离:±5%的公差;

-机械负荷:±2%的实测值与标称值;

-伞裙外观:无气泡、杂质、裂纹。

3.避雷器:

-标称电压:±1%的误差范围;

-通流容量:实测值≥标称值的90%;

-泄漏电流:≤10μA(持续运行电压下)。

(二)现场验收

1.设备型号:核对铭牌信息与设计文件一致(如500kV线路需使用额定电压≥550kV的避雷器);

2.连接可靠性:导线压接力矩±10%误差范围(使用力矩扳手实测);

3.接地连续性:导通电阻≤0.1Ω(双点接地,使用微欧计测量);

4.安装精度:

-导线对地距离:±3%误差范围;

-相间距离:±5%误差范围;

-绝缘子串倾斜度:≤2°。

五、安全注意事项

(一)作业规范

1.高压作业需符合:

-距离带电体:10kV线路≥3.5m,35kV线路≥5.0m,110kV及以上≥6.5m;

-使用绝缘操作杆:长度按电压等级选择(10kV≥1.2m,35kV≥1.4m);

-个人防护:穿戴合格绝缘手套(电压等级匹配)、安全帽、绝缘鞋。

2.覆冰地区施工:

-导线覆冰厚度>5mm时禁止登塔作业(冰层会显著增加导线载荷);

-避雷器安装角度≤15°(过大易受风偏导致放电)。

(二)应急预案

1.雷击故障:

-立即停用邻近设备(非故障线路也建议断开);

-检测接地电阻(可能因雷击升高);

-修复绝缘损伤(更换损坏绝缘子、紧固金具)。

2.导线舞动:

-检查线夹紧固情况(舞动可能导致线夹松动);

-必要时加装防舞装置(如舞动绝缘子、相间间隔棒);

-调整导线对地距离<3m时加装防振锤(减少微风振动)。

(三)特殊环境作业

1.高海拔地区:

-放电起始电压降低,需加大绝缘子爬电距离或采用增爬裙;

-人员需适应缺氧环境,作业时间不宜过长。

2.沿海地区:

-所有金属部件需选用耐盐雾材料(如不锈钢、热镀锌≥300μm);

-绝缘子需选用抗盐雾型(如憎水性能更优的复合绝缘子)。

一、送电线路电气设备概述

送电线路电气设备是电力系统中用于输送电能的关键组成部分,主要包括导体、绝缘子、金具、避雷器、接地装置等。这些设备在设计和选用时需满足高电压、大电流、长距离传输等要求,确保电力传输的稳定性和安全性。

(一)设备分类及功能

1.导体:主要功能是传输电流,常用材料包括铜、铝及其合金,根据截面积和电压等级选择不同规格。

2.绝缘子:用于隔离带电导体与地面或不同相导体,防止电流泄漏,常见类型有瓷质、玻璃质和复合绝缘子。

3.金具:连接导体、绝缘子和杆塔,包括线夹、横担、绝缘子串等,需具备高强度和耐腐蚀性。

4.避雷器:保护线路免受雷击过电压损害,常见类型有氧化锌避雷器和阀式避雷器。

5.接地装置:将雷击或故障电流导入大地,降低设备绝缘水平,主要由接地线和接地网组成。

(二)设备选型标准

1.电压等级:根据线路设计电压选择导体截面积和绝缘子爬电距离,例如220kV线路导体截面积需≥150mm²。

2.机械强度:考虑覆冰、大风等环境因素,金具和杆塔需满足相应抗拉、抗压强度要求。

3.环境适应性:高温、高湿地区选用耐候性强的绝缘子和金具,沿海地区需防盐雾腐蚀。

二、关键设备技术参数

(一)导体技术参数

1.截面积选择:

-110kV线路:≥95mm²(铝导体)

-500kV线路:≥300mm²(钢芯铝绞线)

2.电流密度:铝导体≤1.0A/mm²,铜导体≤3.0A/mm²。

3.水平档距:≤400m时,单导线弧垂控制≤4%。

(二)绝缘子技术参数

1.爬电距离:

-10kV绝缘子:≥20mm(干弧距离)

-500kV绝缘子:≥300mm(干弧距离)

2.机械负荷:复合绝缘子≥30kN,瓷质绝缘子≥20kN。

3.阻燃性能:按IEC61011标准分级(F1-F5级)。

(三)避雷器技术参数

1.标称电压:≥系统最高电压的1.1倍,如220kV线路选用250kV避雷器。

2.通流容量:雷击保护型≥10kA(8/20μs波形)。

3.漏流监测:正常运行时泄漏电流≤50μA(220kV)。

三、安装与维护要点

(一)安装步骤

1.前期准备:

-检查导体截面积、绝缘子外观无破损

-避雷器接地电阻≤10Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时)

2.组装顺序:

-安装绝缘子串→固定金具→连接导体→调整弧垂→接地测试

3.特殊要求:

-大跨越段(距输电塔≥50m)需加设加强绝缘子串

(二)维护流程

1.定期检测(每年1次):

-绝缘子红外测温(温差>15℃需处理)

-导体连接点温度监测(≤70℃)

-避雷器泄漏电流(波动>30%需更换)

2.清洁要求:

-污秽地区(盐雾区)每年清洗2次绝缘子表面

3.故障处理:

-导体断股:截取故障段并重新连接

-绝缘子闪络:更换整串绝缘子并分析原因

四、质量控制标准

(一)出厂检测

1.导体:抗拉强度≥320MPa(铝导体标准)

2.绝缘子:±5%的爬电距离偏差

3.避雷器:±10%的电压响应误差

(二)现场验收

1.设备型号:与设计文件一致(如500kV线路需使用额定电压≥550kV的避雷器)

2.连接可靠性:导线压接力矩±10%误差范围

3.接地连续性:导通电阻≤0.1Ω(双点接地)

五、安全注意事项

(一)作业规范

1.高压作业需符合:

-距离带电体≥3.5m(10kV线路)

-使用绝缘操作杆(长度≥1.2m)

2.覆冰地区施工:

-导线覆冰厚度>5mm时禁止登塔作业

-避雷器安装角度≤15°

(二)应急预案

1.雷击故障:

-立即停用邻近设备→检测接地电阻→修复绝缘损伤

2.导线舞动:

-检查线夹紧固情况→必要时加装阻尼器

-调整导线对地距离<3m时加装防舞装置

一、送电线路电气设备概述

送电线路电气设备是电力系统中用于输送电能的关键组成部分,主要包括导体、绝缘子、金具、避雷器、接地装置等。这些设备在设计和选用时需满足高电压、大电流、长距离传输等要求,确保电力传输的稳定性和安全性。

(一)设备分类及功能

1.导体:主要功能是传输电流,常用材料包括铜、铝及其合金,根据截面积和电压等级选择不同规格。

(1)材料特性:

-铜导体:导电率高(约59MS/m)、强度大、耐腐蚀性优,但成本较高,多用于城市配电或短距离高压线路。

-铝导体:导电率约61MS/m(铜的91%)、密度低(约1/3铜)、价格适中,是输电线路主流选择。

-钢芯铝绞线(AACSR):中心为钢芯(提供机械强度),外层为铝股(传导电流),适用于大跨越或重冰区线路。

(2)结构形式:

-单股导线:适用于低电压、小电流线路。

-多股绞合导线:提高柔韧性,减少趋肤效应,适用于大电流和复杂架设环境。

(3)选型关键参数:

-导线截面积:依据安培定律计算载流量,需考虑环境温度(最高允许温度≤70℃)、日照强度等因素。

-绝缘子串长度:根据档距(水平距离)和弧垂(导线最低点距地面距离)确定,确保导线对地、相间距离满足安全规程。

2.绝缘子:用于隔离带电导体与地面或不同相导体,防止电流泄漏,常见类型有瓷质、玻璃质和复合绝缘子。

(1)瓷质绝缘子:历史悠久、成本低、耐污秽性能较好,但机械强度较低、易碎裂,多用于电压等级≤110kV线路。

(2)玻璃绝缘子:机械强度高、耐候性好、不易老化,但自爆率较瓷质略高,需定期超声检测,常用于220kV及以上线路。

(3)复合绝缘子:由玻璃纤维增强聚合物(GRP)芯棒和硅橡胶伞裙构成,抗污闪能力强、自洁性好、不易脆断,适用于重污秽区、覆冰区及大风区,是500kV及以上线路首选。

(4)绝缘子串配置:

-悬式绝缘子:通过金属横担串接成串,是应用最广泛的类型。

-瓷横担/玻璃横担:将绝缘与支撑功能一体化,减少金具数量,但机械性能要求更高。

-预绝缘金具:减少绝缘子表面电场集中,提高污秽耐受能力。

3.金具:连接导体、绝缘子和杆塔,包括线夹、横担、绝缘子串等,需具备高强度和耐腐蚀性。

(1)线夹类型:

-悬垂线夹:用于固定导线,允许一定活动度以适应温度变化。

-瓷质/复合绝缘子用线夹:与绝缘子配套,需通过型式试验验证机械和电气性能。

-等电位连接线夹:用于不同相导线或导线与杆塔的连接,降低电位差。

(2)横担:

-钢制横担:强度高、成本低,需做防腐处理(如热镀锌)。

-铝合金横担:重量轻、耐腐蚀,适用于沿海或盐雾环境。

(3)均压环:加装在绝缘子串顶部或横担上,分散电场,减少局部放电。

4.避雷器:保护线路免受雷击过电压损害,常见类型有氧化锌避雷器和阀式避雷器。

(1)氧化锌避雷器(MOA):核心为氧化锌压敏电阻片,通流能力强、响应速度快、无续流,维护量小,是目前220kV及以上线路首选。

(2)阀式避雷器(FS/FSZ):内部有串联火花间隙和阀片,结构简单但易老化、需定期维护,多用于35kV及以下线路或作为后备保护。

(3)安装位置:

-参考点避雷器:安装在铁塔顶,直接接地,保护整个杆塔。

-支柱避雷器:安装在绝缘子串上,保护导线与铁塔连接处。

-耦合线避雷器:沿线路架设,降低线路与大地间的耦合电容,减少感应过电压。

5.接地装置:将雷击或故障电流导入大地,降低设备绝缘水平,主要由接地线和接地网组成。

(1)接地线:

-材料选择:铜接地线(导电率高、耐腐蚀)或镀锌钢接地线(成本较低、机械强度高)。

-截面积计算:需满足热稳定(短路电流产生时不易熔断)和机械强度要求,一般≥35mm²(铜)或50mm²(钢)。

(2)接地网:

-结构形式:水平埋设(深度≥0.7m)、垂直埋设(土壤电阻率高时)或复合型。

-连接要求:所有塔身、横担、设备金属部件需通过接地线可靠连接,形成连续接地通路。

(3)接地电阻:

-一般线路:<4Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时),<10Ω(>100Ω·cm时)。

-发电厂/变电站入口:<1Ω。

-大跨越区:因土壤电阻率高,可允许达15Ω,但需配合增容电阻或专用接地极。

(二)设备选型标准

1.电压等级:根据线路设计电压选择导体截面积和绝缘子爬电距离,例如220kV线路导体截面积需≥150mm²,绝缘子干弧距离≥300mm。

(1)爬电比距计算:

-计算公式:爬电比距(mm/kV)=爬电距离(mm)/系统最高电压(有效值,kV)。

-污秽等级影响:Ⅰ级污秽区(干燥)要求≥16mm/kV,Ⅴ级(潮湿重污秽)需≥40mm/kV。

2.机械强度:考虑覆冰、大风等环境因素,金具和杆塔需满足相应抗拉、抗压强度要求。

(1)覆冰载荷:按覆冰厚度(5-15mm)和风速(10-30m/s)计算导线附加应力。

(2)风载荷:按风压公式(风压系数×风速²)计算,山区或大跨越区风速取值需提高(可达40m/s)。

(3)安全系数:机械计算需留有安全裕度,一般≥2.5。

3.环境适应性:高温、高湿地区选用耐候性强的绝缘子和金具,沿海地区需防盐雾腐蚀。

(1)材料选择:

-绝缘子:耐候型硅橡胶伞裙、电蚀型钢化玻璃。

-金具:热镀锌或不锈钢材质。

(2)极端环境:

-寒冷地区(最低-40℃):选用低温脆性温度低的材料(如铝合金)。

-高海拔地区(>1000m):空气稀薄导致放电起始电压降低,需加大绝缘子爬电距离或采用增爬裙。

二、关键设备技术参数

(一)导体技术参数

1.截面积选择:

-110kV线路:≥95mm²(铝导体,考虑经济电流密度1.0A/mm²及30%裕度)。

-500kV线路:≥300mm²(钢芯铝绞线AACSR/ACSR,载流量≥1000A)。

-超高压线路(1000kV):≥800mm²(分裂导线或柔性直流导体)。

2.电流密度:铝导体≤1.0A/mm²(长期),≤1.5A/mm²(短期冲击);铜导体≤3.0A/mm²。

(1)温度校正:实际载流量需考虑环境温度影响,每升高10℃载流量约降5%。

3.水平档距:≤400m时,单导线弧垂控制≤4%(距地面最小高度≥5.5m)。

(1)弧垂计算:需考虑导线比载(自重、冰重、风压)、档距、温度等参数。

(二)绝缘子技术参数

1.爬电距离:

-10kV绝缘子:≥20mm(干弧距离,Ⅰ级污秽区)。

-500kV绝缘子:≥300mm(干弧距离,Ⅴ级污秽区)。

(1)污秽影响:实际爬电距离需叠加增爬裙尺寸(如复合绝缘子增爬尺寸20-50mm)。

2.机械负荷:复合绝缘子≥30kN(1h耐受),瓷质绝缘子≥20kN(干式),玻璃绝缘子≥40kN(湿式)。

(1)试验方法:按IEC61107标准进行机械负荷试验。

3.阻燃性能:按IEC61011标准分级(F1-F5级):

-F1级:无自燃,火焰长度≤2.5cm。

-F5级:无自燃,火焰长度≤7.5cm,且持续燃烧时间≤60s。

(三)避雷器技术参数

1.标称电压:≥系统最高电压的1.1倍,如220kV线路选用250kV避雷器。

(1)工作电压:避雷器持续运行电压需等于系统相电压或线电压的平方根。

2.通流容量:雷击保护型≥10kA(8/20μs波形,10次操作冲击),过电压保护型≥1.5kA。

(1)选择原则:根据线路年雷击次数和预计雷电流幅值(≥150kA)。

3.漏流监测:正常运行时泄漏电流≤50μA(220kV),超过阈值需分析原因(如老化、污秽)。

(1)测量方法:使用高精度钳形电流表或专用检测仪。

三、安装与维护要点

(一)安装步骤

1.前期准备:

-检查导体截面积、绝缘子外观无破损(裂纹、破损伞裙)。

-避雷器接地电阻≤10Ω(土壤电阻率≤100Ω·cm时),使用接地电阻测试仪现场测量。

-准备安装工具:力矩扳手(精确度±5%)、绝缘操作杆(长度≥1.2m,带电压指示)、接地线(截面≥25mm²)。

2.组装顺序:

-安装绝缘子串:从上向下逐片安装,确保伞裙间距均匀(≤50mm)。

-固定金具:使用力矩扳手紧固线夹螺栓(扭矩值参考制造商说明书,如悬垂线夹110kV≤180Nm)。

-连接导体:剥除绝缘层长度精确(±2mm),压接前清洁导体表面,压接后检查导体形状(椭圆度≤15%)。

-调整弧垂:使用紧线器或紧线船,分阶段收紧导线,测量并调整档距两端弧垂(误差≤3%)。

-接地测试:使用接地电阻测试仪测量接地线与塔身连接点的接地电阻,确保<4Ω。

3.特殊要求:

-大跨越段(距输电塔≥50m):需加设过渡绝缘子串,并增加均压环数量(每10m加装1个)。

-高塔顶安装:使用双钩紧线法,确保导线在塔顶分配架上的固定角度≤30°。

(二)维护流程

1.定期检测(每年1次):

-绝缘子红外测温:使用红外热像仪扫描,温差>15℃的绝缘子需解体检查(可能存在内部缺陷)。

-导体连接点温度监测:红外测温或温度传感器,≤70℃,异常升高需紧固螺栓或更换导线。

-避雷器泄漏电流:使用专用钳形电流表测量,波动>30%需清洁或更换。

2.清洁要求:

-污秽地区(盐雾区、工业粉尘区):每年清洗2次绝缘子表面(使用专用清洗剂,避免硬物刮伤伞裙)。

-清洗方法:气枪吹扫(避免水分残留)、低压水枪(压力≤0.5MPa)。

3.故障处理:

-导体断股:截取故障段(>2股断开),使用同规格导线重新绞合并压接,两端加装补修管。

-绝缘子闪络:更换整串绝缘

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