输电线路基础知识

主要学习内容第一章输电线路基础知识第二章输电线路施工第三章输电线路设计第四章输电线路测第一章架空输电线路基础知识了解输电线路的作用了解输电线路的分类了解输电线路的构成、功能一、输电线路在电力系统中的地位

1.电力生产过程第一节概述发电厂开关站（变电站）变电站用电设备配电线路输电线路水力发电厂和抽水蓄能电站都建在沿江河的高山峡谷地带火力发电厂尽量建在产煤区，以就地消化劣质煤，或者建在沿江、沿海等煤炭运输方便的地方核电站不能建在人口稠密地区输电线路把电厂生产的电能传输到需要电力的地区。目前，我国已经形成了330kV或500kV超高压输电线路为主干网架的区域电网；

正在建设以1000kV交流和800kV直流输电线路为骨干网架的特高压线路。二、输电线路的任务

1．输送电能：

2．实现电力系统联网：为了减少系统备用容量，错开高峰负荷，实现跨区域跨流域调节，增强系统的稳定性，提高抗冲击负荷的能力，在电力系统之间采用高压输电线路进行联络（联网）。起系统联络作用的输电线路，可进行电能的双向输送，实现系统间的电能交换和调节。

输电线路

输电线路的任务就是输送电能，并联络各发电厂、变电所使之并列运行，实现电力系统联网。三、输电线路的分类

输送电能的线路通称为电力线路电力线路输电线路配电线路变电站（开关站）之间的线路，220kV及以上由变电站向各个电力用户分配电能的线路，110kV及以下输电电压配电电压特高压输电电压1000kV及以上超高压输电电压330,500,750kV高压输电电压220kV高压配电电压35～110kV中压配电电压10kV低压配电电压380/220V各级电压输送能力与范围额定电压输送能力输送距离（KV）（MW）（KM）352—1520--5011010—5050—150220100—300100—300330200—1000200—6005001000—1500300—20007501500—2000500—200010002000以上2000以上架空线路、电缆线路2．按架设方式分：交流线路：变压、使用方便，但电网稳定性差。直流线路：线路投资较少，主要材料消耗低，线路的走廊宽度也较小；联络线改变传送方向迅速方便，可以实现相同频率甚至不同频率交流系统之间的不同步联系，电网稳定性好，但换流站造价高。超高压直流输电有着广泛的应用前景。1987年9月我国建成了第一条

500kV超高压直流输电工程，该葛（葛洲坝）上（上海）线全长1051km，输送容量120万kW。3．按输送电流的性质分为：交流线路、直流线路直流输电方式：线路能耗小，适宜长距离输电。高压直流输电采用+，-两线进行送电，相对于交流采用3相制，可以节约一相导线。到达目的地后采用逆变技术把高压直流电逆变成3相交流电。交流线路适宜中长距离输电。单回路、双回路、多回路线路5.输电线路按相导线之间的距离分为：常规型线路、紧凑型线路4.按杆塔上的回路数目分为：

除地线外，单回路杆塔上仅有一回三相导线，双回路杆塔上有两回三相导线，多回路杆塔上有三回及以上的三相导线。三、架空输电线路的组成

导线地线绝缘子（串）线路金具杆塔和拉线基础架空输电线路传导电流，输送电能又称避雷线。防止雷电直击导线，同时在雷击杆塔时起分流作用，对导线起耦合和屏蔽作用，降低导线上的感应过电压用来支持或悬挂导线和地线，保证导线与杆塔间不发生闪络，保证地线与杆塔间的绝缘输电线路所用金属部件（除杆塔螺栓外）的总称杆塔：钢筋混凝土杆和铁塔的总称。作用：支持导线、地线及其它附件；相导线以及地线之间彼此保持一定的安全距离；导线对地面、交叉跨越物或其他建筑物等具有允许的安全距离拉线：平衡杆塔的横向荷载和导线张力，减少杆塔根部的弯矩支承杆塔，传递杆塔所受荷载至大地导泄雷电流入地，保证线路具有一定耐雷水平接地装置第二节导线和地线

导线和地线通称架空线一、架空线的材料、种类和用途

1、常用架空线的材料：铜、铝、铝合金、钢。

2、常用架空线的结构及型号、规格（1）常用架空线：铝绞线、镀锌钢绞线、钢芯铝绞线、分裂导线。基本都是多股线丝的绞合线。（2）最常用钢芯铝绞线。原因：1）交流电的集肤效应，四周电阻率较小的铝部截面主要起载流作用，既有较高的导电率；2）机械荷载则主要由芯部的钢线承受，又有较好的机械强度。各种导、地线截面结构形式(a)单股线；(b)单金属多股线铝线；(c)钢芯铝绞线；(d)扩径钢芯铝绞线；(e)空心导线(腔中为蛇形管)；（f）钢铝混绞线；(g)钢芯铝包钢绞线；(h)铝包钢绞线避雷线；(i)分裂（二、三、四、六分裂）导线及排列方式(3)分裂导线的特点:

我国220kV和330kV线路多用二分裂导线，500kV线路多用四分裂导线（也有六分裂），1000kV线路采用八分裂导线。结构：使用普通型号的导线，安装间隔棒保持其间隔和形状。优点：其表面电位梯度小，临界电晕电压高，单位电抗小，导纳大，且无需专门制造。（3）常用架空线的型号、规格③《铝绞线、钢芯铝铰线的规格和性能GB1179-83》：由材料、结构和标称载流面积三部分组成。材料和结构以汉语拼音的第一个字母大写表示，载流面积以平方毫米数表示。LGJ-300/50GB1179-83标称截面铝300mm2、钢50mm2的钢芯铝铰线；

二、地线

1．地线架设的一般规定（1）应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率等情况，在计算耐雷水平后，通过技术经济比较确定。

（2）长度及单、双。

35kV线路：不宜沿全线架设地线。110kV线路：宜沿全线架设地线，在年平均雷暴日数不超过15d或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设地线。220kV～330kV线路：全线架设地线，年平均雷暴日数不超过15d或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可架设单地线，山区宜架设双地线。500kV～750kV线路：全线架设双地线。（3）保护角。单回路：330kV及以下线路不宜大于15

，500kV～750kV线路不宜大于10

。双回或多回路：一般不宜大于10

。单地线：不宜大于25

。

两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。（4）在档距中央，在气温+15℃、无风的气象条件下，导线与地线之间的距离

D≥0.012l+1（m）

2、地线分类

地线常用镀锌钢绞线、钢芯铝绞线、OPGW型复合光纤以及铝合金绞线、钢芯铝包钢绞线、铝包钢绞线等。分为：一般地线、绝缘地线、屏蔽地线和复合光纤地线四种。第三节绝缘子和绝缘子串一、常用绝缘子

悬式绝缘子材料：陶瓷，所以又叫瓷瓶；钢化玻璃，尺寸小，机械强度高，电气性能好，寿命长不老化，并且有故障时自爆破碎，易于巡线人员查出，维护方便。类型：普通型、防污型和地线用XDP；球形与槽形。二、绝缘子串电压等级较高，为保证导线对地的绝缘距离，需将数只悬式绝缘子串接起来，与金具配合组成架空线悬挂体系即绝缘子串。在直线型杆塔上组成悬垂串，耐张杆塔上组成耐张串。

1、悬垂串在线路正常运行时，主要承受垂直线路方向荷载；在断线时，还要承受断线拉力。(1)悬垂串的几种组装方式(2)每串悬垂绝缘子的片数标称电压(kV)110220330500750单片绝缘子的高度(mm)146146146155170绝缘子片数(片)713172532悬垂绝缘子串的最少片数2、耐张串（1）特点：耐张串除承受垂直线路方向的荷载外，还主要承受正常和断线情况下顺线路方向的不平衡张力。（2）形式：在大跨越档距架空线张力很大时，可采用双联或多联耐张串，组合形式见左下图。两边耐张串通过跳线（引流线）连接，见右下图。（3）片数：110～330kV多一片，500kV多二片。但悬垂串的绝缘子数量已超过悬垂串规定值时，耐张串绝缘子的数量可不再增加。如何粗略判断一条线路的电压等级？？又称支持金具或悬垂线夹。主要用于悬挂导线于绝缘子串上(多用于直线杆塔)及悬挂跳线于绝缘子串上。又称紧固金具或耐张线夹。主要用来紧固导线的终端，使其固定在耐张绝缘子串上，也用于避雷线终端的固定及拉线的锚固。又称挂线金具。主要用于绝缘子串及金具的与金具的连接。其承受机械载荷。专门用于接续各种裸导线、避雷线。其承担与导线相同的电气荷载，大部分接续金具承担避雷线或避雷线的全部张力。悬吊金具锚固金具联接金具接续金具防护金具接触金具固定金具主要用于保护避雷线、绝缘子等。如均压环、重锤、防振锤、护线条等。主要用于硬母线、软母线与电气设备的出线端相连接，导线的T接及不承力的并线连接等。亦称电厂金具或大电流母线金具。主要用于配电装置中的各种硬母线或软母线与支柱绝缘子的固定、连接等。第四节常用金具电力金具架空电力线路金具屋内外配电装置金具配电线路金具悬垂线夹耐张线夹联接金具接续金具防护金具接触金具固定金具架空祼线金具架空绝缘线金具电缆线金具固定释放有限握力螺栓压缩楔型螺旋球-窝板-螺栓链-环异形管圆形官导线防护绝缘防护T接金具设备金具伸堵节硬母线软母线组合母线一、电力金具的类别一、线夹作用：握持架空线。它应具有足够的强度和握持力，合理的线槽形状，较小的电磁损失，并能较好地适应架空线的振动。

悬垂线夹：在直线杆塔上，与悬垂绝缘子串相配合使用。

耐张线夹：在耐张杆塔上，与耐张绝缘子串相配合使用。

跳线线夹：接续跳线用的，主要是并沟线夹和压缩跳线线夹，归属接续金具。

悬垂线夹

(suspension

clamp)悬垂线夹与绝缘子串组装图6铝包带1、悬垂线夹悬垂线夹根据可转动点位置不同，分为如下图示中心回转型（a）、提包型(b)、上扛型(c)三类。2、悬垂线夹的运行工况及受力分析悬垂线夹露置于自然环境中，正常情况下受自然气候条件及环境的直接作用，主要承受垂直荷载、风荷载及导线与接触面上的摩擦力；事故情况下(断线)承受导线张力。图3.2悬垂线夹的受力示意图垂直排列双悬垂线夹与220kV线路二分裂导线垂直排列布置相适应的线夹，其由两个普通的船体吊挂在一副整体钢制挂板上构成。这种线夹可以单独在挂板上转动，当受到风荷载时，线夹与绝缘子一起摆动。钢板冲压悬垂线夹结构示意图(1)垂直排列双悬垂线夹

(2)水平排列双悬垂线夹(3)三分裂排列悬垂线夹

(4)四分裂排列悬垂线夹

(5)六分裂排列悬垂线夹悬垂线夹的典型布置耐张线夹(strain

clamp

)耐张线夹的作用耐张线夹—用于将导线或地线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上，起锚固作用或用于固定拉线杆塔的拉线的金具。a)b)c)a)螺栓型耐张线夹；b)楔型及螺栓型压缩线夹；c)压缩型耐张线夹耐张线夹按结构和安装条件的不同，大致可分为两类：

第一类：受力不导电耐张线夹承受导线或地线（拉线）的全部拉力，线夹握力应不小于被安装导线或地线额定抗拉力的90%，但不作为导电体。这类线夹在导线安装后还可以拆下另行使用。该类线夹有螺栓型耐张线夹和楔型耐张线夹等。

第二类：受力又导电耐张线夹除承受导线或地线的全部拉力外，又作为导电体。这类线夹一旦安装后就不能再行拆卸，又称死线夹。由于是导电体，线夹的安装必须遵守有关安装操作规程的规定认真进行。这类线夹主要有各类压缩型线夹。耐张线夹的类别1、螺栓型耐张线夹是借U形螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线的。其包括：倒装式、冲压式、铝合金式等型式。此类线夹与导线的安装方式有两种：

①在被安装的导线上缠以与导线相同材料制造的金属带；

②制造时就在线夹的线槽内及压板上衬以垫片。通常安装铝绞线及钢芯铝绞线时缠绕1×10mm的铝包带。

安装螺栓型耐张线夹时最好采用测力矩扳手，将螺栓均匀地拧紧，而且尽可能在地面上或特制的操作台（栏）上进行，以确保线夹对导线有足够的握力。

倒装式螺栓型耐张线夹(NLD-×型)线夹本体和压板由可锻铸铁制造，其充分利用了线夹弯曲部分产生的摩擦力，从而减轻了U形螺丝的承载应力，提高了线夹的握力，减少了螺栓数量。

适用于安装中小截面铝绞线、铜绞线及钢芯铝绞线。线夹的形状及规范见图3.17及表3-14。倒装式螺栓型耐张线夹结构示意图倒装式螺栓型耐张线夹的受力侧（即档距侧）没有U形螺栓固定，所有U形螺栓均装在跳线侧。安装这种线夹不能反装，否则会降低线夹的机械强度，甚至造成断裂事故。图3.19图3.20

2、压缩型耐张线夹(NY型)用压缩方法(液压或爆压)接续导线或地线的耐张线夹。该线夹主要由管体、引流板、引流线夹和钢锚等组成。

钢锚的作用是用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯，然后套上管体，以压力使金属产生塑性变形，从而使线夹与导线结合为一个整体。按通常采用的结构型式，线夹的钢锚承受导线全部压力，故它的机械强度是与导线额定抗拉力相配合的。1.安装方便2.跳线段导线通过引流线夹另行安装，长度有调整余地3.电气接触点多，安装时须认真清理引流板与引流线夹接触面，确保有良好的电气接触性能。图3.23

按使用对象分：普通钢芯铝绞线用耐张线夹、铝合金绞线用耐张线夹、钢芯铝合金绞线用耐张线夹、地线用、跳线用、良导体地线用、扩径导线用耐张线夹等。

按外形分：冲锋枪型、变管型和锄头把型3种。压缩型耐张线夹的类别：

接续金具—用于接续导线、地线、拉线等，并能满足机械、电气性能的金属管件。接续金具(splicingclamp)

一、接续金具的作用及类别：

作用：主要用于架空电力线路的导线及避雷线两终端承受导线及避雷线全部张力和不承受全部张力的接续，也用于导线及避雷线断股的补修。

类别：按接续方法不同，接续金具可分为绞接、对接、搭接、插接、螺栓接续等几种。定型的接续金具按施工方法和结构形状的不同分为钳压接续管、液压接续管、爆压接续管、螺栓接续金具和预绞丝缠绕的螺旋接续金具等五类。线路常用各类接续金具名称及作用如下：

1)接续管(splicing

sleeve)--用于接续导线，并能满足机械、电气性能要求的金属管件。其包括：

①接续管(椭圆形)(splicing

sleeve(oval)--

横截面为椭圆形的接续管。

②接续管(圆形)(

splicing

sleeve(circular))--横截面为圆形的接续管。

2)补修管(repairsleeve)--修补导线表面损伤用的金属管件。

3)并沟线夹(parallel

groove

clamp)--平行接续导线，以传递电气负荷的线夹。

4)跳线线夹(

jumper

clamp)--非直线杆塔跳线接续用的线夹。二、常用接续金具的结构参数及尺寸系列

1、钳压接续金具

属于搭接接续的一种，将导线端头搭接在薄壁的椭圆形管内，以液压钳或机动钳进行钳压。

适用场合：接续中小截面的铝绞线、钢芯铝绞线、铜绞线和铁线。

接续要求：接续管内附有衬垫。接续管置于重叠的两线端之间。

类别：钢芯铝绞线用钳压接续管、铝绞线用钳压接续管和铜绞线用钳压接续管。钢芯铝绞线用钳压接续管接续管衬垫

用一定吨位的液压机和规定尺寸的压缩钢模进行压接，接续管在受压后产生塑性变形，使接续管与导线成为一整体。因此，液压接续有足够的机械强度和良好的电气接触性能。接续管形状：一种接续管压缩前为椭圆形，压缩后为圆形；另一种接续管压缩前为圆形，压缩后为六边形。液压接续方法：钢芯对接和钢芯搭接两种接续方法。

常用的液压接续管有：钢芯铝绞线用、铝合金绞线用、良导体导线用和铝绞线用等。2、液压接续金具3、爆压接续金具爆压接续是利用炸药爆炸产生的巨大能量将导线或地线与各种规格的接续管压接为一体的接续方法。优缺点：与液压接续相比，其不需要搬运笨重的液压工具，施工效率高，压接速度快、材料省、质量好。特别适用于山区电力线路的架设。但使用炸药、雷管等有危险，运输、保管有特殊的要求，爆压产生较大噪声。

4、螺栓接续金具用于接续导线或避雷线不承受张力的部位。其接续部位的电气性能靠螺栓的压力来保证。接续质量取决于安装质量和运行中的定期维护。架空线路上导线和避雷线常用的螺栓型接续金具有并沟线夹和钢线卡子等。(1)并沟线夹--其用于中小截面的铝绞线或钢芯铝绞线以及架空避雷线在不承受张力的位置上的接续，还用于非直线杆塔的跳线接续。并沟线夹联接金具（connectclamp）联接金具--又称挂线零件。悬垂、耐张绝缘子串中和避雷线金具串中除绝缘子、线夹、均压屏蔽金具及机械保护金具之外的所有金具。用于绝缘子连接成串及金具与金具、金具与杆塔等的连接。基本任务是完成导线(通过绝缘子)与杆塔联接。分为专用联接金具和通用联接金具两大类。

联接金具的工况：主要承受各类机械荷载，如拉、扭、弯、剪切等。1、联接金具的作用图3.64通用联接金具图3.64专用联接金具

1、防振锤用于抑制架空输电线路上的微风振动，保护线夹出口处的架空线不疲劳破坏。

2、间隔棒用于维持分裂导线的间距，防止子导线之间的鞭击，抑制次档距振荡，抑制微风振动。间隔棒有刚性和阻尼式两大类。

3、均压屏蔽金具属电气保护金具，用来控制绝缘子和其它金具上的电晕和闪络的发生。常用的有均压环和屏蔽环等。杆塔分类

一、分为电杆和塔：

1.电杆：钢筋混凝土电杆、钢管杆。

优点：结构简单，节约钢材，基础简易，工程量小，工程造价低，施工周期短，且具有较高的强度，经久耐用，运行维护费用低。缺点：笨重，运输困难。因此对于较高的水泥电杆均采用分段制造，现场组装，每段电杆的重量在5000～10000N以下。使用：在35～110kV线路上大量使用的是钢筋混凝土电杆，新建330kV及以下线路，在平地、丘陵等便于运输和施工的地区，应首先考虑采用钢筋混凝土电杆。普通混凝土电杆、预应力混凝土电杆、部分预应力混凝土电杆。钢管单杆：钢管杆第五节杆塔2.塔常见的铁塔是型钢用螺栓连接或焊接起来的空间桁架，少数国家也有铝合金塔或钢管混凝土结构塔。特点：铁塔具有坚固可靠，使用周期长的优点，但钢材消耗量大，造价高，施工工艺复杂，维护工作量大。

二、按材料分：铁、铝合金、钢管、砼。三、按结构型式和受力特点分：拉线塔和自立塔。拉线式铁塔能比较充分地利用材料的强度特性，较大幅度地降低钢材消耗量。在空旷地区，采用拉线塔既有良好的承载能力，也有较好的经济效益。自立式铁塔仅使用在220kV以上线路交通不便和地形受限必须使用铁塔的地方和少数跨越高塔。技术经济分析表明，目前500kV线路采用铁塔比较合理。四、按杆塔在线路中的作用分：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔、跨越杆塔和换位杆塔之分。直线杆塔又称中间杆塔，用于线路的直线段，其数量最多，约占杆塔总数的80%。正常情况下，直线杆塔主要承受架空线、绝缘子串、金具等的重量，其上的绝缘子串呈悬垂状态耐张杆塔主要用来承受正常运行和断线事故情况下顺线路方向的架空线张力，保证不倒杆，限制事故范围的扩大，两基耐张杆塔之间构成一个耐张段转角杆塔用于线路的转角处，主要承受两侧架空线产生的角度力终端杆塔是线