架空输电线路运行与检修(123)

三峡大学电气与新能源学院适用专业：输电线路工程学时：48h任课教师：高虹亮联系方式：Tel:[phone]Email:[e-mail]主要内容绪论第1章架空线路的运行要求第2章线路常见故障及预防第3章运行中的巡视与测试第4章线路的停电检修第5章带电作业第6章线路的运行管理绪论一、本课程的研究对象及主要内容二、本课程的性质及任务1、研究对象：运行中的架空输电线路。具体涉及到线路的各主要组成元件2、研究内容－－两大部份。1）运行部分－介绍保证线路正常运行的措施及方法，包括：（1）线路运行的基本概念、保证线路正常运行的条件及要求等，主要针对架空线路的运行环境，从设计、施工、维护等角度对线路的各组成元件及整体提出一些具体的要求。（2）保证线路正常运行的措施：重点介绍运行中的巡视、测试项目、方法及要求等。（3）运行中的常见故障及预防措施：主要介绍线路在运行过程中发生的常见故障：原因、现象、形成机理、常规解决办法及预防措施等。（4）线路运行中的管理工作：简要介绍目前保证线路正常运行管理的规章制度、及技术管理、缺陷管理和设备评级等。一、本课程的研究对象及主要内容（1）架空输电线路的常规检修项目及检修标准等；（2）停电检修的方法，安全措施和组织措施等（3）带电作业的基本原理、方法及安全技术等。2)检修部分－介绍正常维护、事故检修及抢修的方法及措施等。包括：本课程为输电线路工程专业的专业课程之一。学生在学完本课程后，应达到以下要求：（1）了解架空线路运行的基本要求、掌握线路运行中的巡视和测试项目及方法。（2）熟悉架空线路运行中的常见故障类型、故障机理及故障模式；能根据故障现象大致判断故障原因并初步提出合理的处理意见及预防措施。（3）掌握线路运行中所发生的各种事故的处理方法和停电检修实施方法、组织措施和安全措施等，了解停电检修的施工程序及施工方案的设计要求等。（4）对带电作业的原理、方法等有明确的认识，了解不同带电作业方法的安全规定；了解带电作业工具的性能评价指标、试验方法及维护要求。（5）了解架空输电线路运行管理工作的内容，熟悉架空线路的运行标准及管理措施。二、本课程的性质及任务：参考书目1.李光辉，高虹亮.架空输电线路运行与检修.北京：中国三峡出版社.2000.102.王清葵.高压送电线路运行和检修.北京：中国电力出版社.2004.23.陈家斌.电力架空线路运行维护与带电作业.北京：中国水利水电出版社.2006.14.胡毅.输电线路运行故障分析及防治.北京：中国电力出版社.2007.75、陈景彦.白俊峰等.输电线路运行维护理论与技术.北京：中国电力出版社.2009.10第1章架空输电线路的运行要求§1-1架空线路的基本要求§1－2架空线路导线及地线的要求§1－3架空线路绝缘子和金具的要求§1－4架空线路杆塔与基础的要求§1－5架空线路接地装置的要求线路的运行状态――线路不间断地向用户输送电能的状态。§1-1架空线路的基本要求架空线路的特点：优点：建设费用低，施工期短，技术要求低，维修方便。所以目前除特殊情况外，优先采用架空输电线路。缺点：1）运行状况要受到自然环境的影响：因为架空线路露置于野外（翻山越岭，跨江过河），经受自然气象的侵蚀、环境的污染和人为的破坏等。2）占用土地：需征用土地，设置线路走廊，从而使线路建设的初期投资费用大大增加。3)影响环境：高压线路对环境的影响主要有以下三个方面：（1）电磁场：对生态、通讯的影响不容忽视（2）电晕：产生可听噪声（3）破坏自然，影响市容：开山放炮，侵占耕地，毁林毁苗；纵横交错，影响市容。电力系统对架空输电线路的基本要求：1、保证供电安全可靠--取决于每个设备和元件的运行可靠性。在设计合理的前提下，其主要由线路的施工和运行维护来保障的。要求：对各个设备经常进行监视、维护、定期试验和检修，使设备处于完好的运行状态，并应在系统中建立必要的备用容量以备急需,防止发生事故。衡量供电可靠性的指标，一般以全部用户平均供电时间占全年时间（8760h）的百分数来表示。2、良好的电能质量衡量电能质量的重要指标是电压和频率。电压过高：将使电气设备的性能劣化，寿命降低；电压过低：使电气设备的运行情况恶化，运行温度升高，甚至导致电机烧毁等。对低压照明用户而言，设备不能正常发光。若电源电压降低5%，白炽灯的发光效率约降低18%，当电源电压降低10%时，发光效率约降低35%。电压过低会导致电力网中的功率损耗和电能损耗增加。当线路输送功率不变时，由于电压降低，使电流增大，网损也相应增大。此外，电压过低会使电力设备容量不能充分利用。3、经济供电。送电过程中要尽量降低线路损耗，保证经济供电。G~G~火电厂水电厂变电所变电所输电线配电配电网控制中心线路运行环境对输电线路的具体要求：二、合理地选择导、地线的型式、截面和应力(详细)――保证线路安全运行及具有一定经济性的必要条件之一。一、能耐受沿线恶劣气象的考验――保证线路安全运行的基本条件主要从设计阶段合理选择线路所经过地区的控制气象（组合气象条件）来加以保证。三、必须满足电气间隙和防雷要求：线路的电气间隙：主要指两方面，一是导线与导线、地线之间的距离要求；二是导线与杆塔接地部分、被交叉跨越物及地面之间的距离要求。防雷保护措施主要有：避雷装置、接地装置及防雷保护装置等。四、具有良好的综合性能：＿＿线路主要元件应能承受各种运行情况下的荷载作用。以下分别从设计规程、运行规程和施工规程的角度介绍对线路的各主要元件的具体要求。架空地线的作用：引雷入地，减少雷击线路而跳闸的机会，提高线路的耐雷水平，保证线路安全送电。架空地线的类别：普通架空地线－不与杆塔绝缘，只起引雷入地的作用；绝缘架空地线－与杆塔绝缘，起引雷入地的作用，还可作载波通讯的通道、地线自身的融冰、检修时电动电源及小功率用户的供电等对普通架空地线材料：要求较高的机械性能及良好的耐腐蚀性能，一般采用钢绞线。对绝缘地线：较高的机械性能、良好的耐疲劳性、耐腐蚀性能及良好的导电性。一般采用钢芯铝绞线、铝镁合金绞线和铝包铜绞线等。以降低通讯衰减，提高通讯质量。导线的功能和工况――传输电能，通电、承受机械荷载。对其材料的基本要求：具有良好的导电性能及足够的机械强度，并具有一定的耐腐蚀、耐高温和可加工性能，且重量轻、性能稳定，耐磨损，价格低廉等。能满足以上要求的材料主要为铝和钢，但由于前者导电性能好但机械强度较差，而后者导电性能差但机械性能好。因此目前大多用这两种材料组合制作导线，如钢芯铝绞线等。导线：视具体情况查GB1179－74《铝绞线及钢芯铝绞线》标准选用。1、导、地线的选型目前在国内使用较多的导线型号主要有：钢芯铝绞线：钢芯铝绞线是在输电线路中采用最广泛的线型，其制造、施工、运行等均有大量的成熟的经验。分为普通型LGJ、轻型LGJQ和加强型LGJJ三种。LGJ和LGJQ用于一般地区，LGJJ用于重冰区或大跨越地区。铝包钢芯铝绞线：铝包钢芯铝绞线在国外的送电线路中已得到广泛的应用，其在高强钢丝外包覆一层较厚的铝层，因而基本上不用担心钢芯锈蚀的问题，同时与外层铝绞线接触的是同样的铝材，避免了锌、铝之间的电耦腐蚀和缝隙腐蚀，大大地延长了导线的寿命。全铝合金绞线：近年来，由于科学技术的高速发展，铝合金导线的性能价格比不断提高，许多欧洲国家的架空线路上，已广泛使用铝合金导线代替钢芯铝绞线，有的国家已占到其架空送电线路导线使用总量的60%～70%。我国从60年代开始研制和开发高强度铝合金绞线，在90年代，通过引进世界先进的生产设备和工艺技术，产品质量已达到国际先进水平。钢芯铝合金绞线（HL4GJ型）。其是先以铝、镁、硅合金拉制成圆单线，再将这种多股的单线绕着内层钢芯绞制而成。抗拉强度比普通钢芯铝绞线高40%左右，它的铝合金线的导电率及质量接近铝线，适用于线路的大跨越段。铝包钢绞线（GLJ型）。是以单股钢线为芯、外面包以铝层，做成单位股或多股绞线。铝层厚度及钢芯直径可根据工程实际需要与厂家协商制造。这种导线机械强度较高，导电率较差（约26%～30%），适合于线路大跨越及架空地段高频通讯使用。防腐型钢芯铝绞线LGJF，其结构形式及机械性能、电报性能与普通钢芯铝绞线相同，其可分为轻型防腐型（仅在钢芯上涂防腐剂）、中防腐型（仅在钢芯及内层铝线上涂防腐剂）和重防腐型（在钢芯和内外层铁路线上均涂防腐剂）三种。其主要用于沿海及有腐蚀性气体的地区。钢芯稀土铝绞线（LGJX型），其特点是在工业纯铝中加入少量稀土金属，在一定的工艺条件下制成铝导线。目前稀土铝电线、电缆已用于国内各大电网的送电线路。该产品除电阻率低，在运行中减少电能损耗外，还具有强度高（比普通导线高10%以上）、韧性好（比普通导线延伸率高20%）、耐磨、耐腐蚀、使用寿命长和外观漂亮等优点。不同类型铝导线的符号（新标准）：AAC－铝绞线；AAAC－铝合金绞线；ACSR－钢芯铝绞线；ACAR－合金铝绞线。ACSR由钢芯部分和外层铝股部分组成；ACAR（合金铝绞线）由核心部分的高强度铝及外层部分的普通铝导线组成。导线结构：内芯为特强镀锌钢线，外层为(超)耐热铝合金股线。内层铝股截面为梯形，与钢芯保持一定间隙。为了减少钢芯与铝股的摩擦，间隙中填充耐热润滑油，铝股与钢芯各自能独立移动。如图1和图2所示。间隙型超/耐热钢芯铝合金导线[G(Z)TACSR]主要有间隙型耐热导线和殷钢芯耐热导线两种类型。倍容量导线缺点：间隙型增容导线在实际运行时，电流密度远超过国家规定的数值。同时存在运行温度高，电阻大，电能损耗大。加上造价格高，施工和运行维护都比较特殊。所以，一般不宜用于常规的输电线路。导线特性通过在铝材中添加金属锆来提高其耐热性能，其在高温条件下可以保持抗拉强度。并可连续耐受150℃～210℃的高温。最大载流量为普通钢芯铝绞线(ACSR)的1.6～2.0倍。且通过一种特殊的张力方法安装，使所有的张力在弧垂增加时都落在钢芯上，具有低弧垂特性。主要有殷钢芯超耐热铝合金绞线(ZTACIR)和殷钢芯特耐热铝合金绞线(XTACIR)两种。前者的铝线股采用超耐热铝合金线，后者的铝合金线股采用特耐热铝合金线，两者的钢芯均采用镀锌殷钢芯或铝包殷钢芯。殷钢芯耐热铝合金导线具有允许工作温度高(210-310℃)、载流量大、低弧垂等特性，特别适用于线路增容改造。殷钢芯耐热铝合金导线碳纤维导线（JRLX/T复合导线）碳纤维是目前世界首选的高性能材料，具有：高强度，高模量，耐高温，抗疲劳，导电性好，轻质，易加工等优异性能优点：（1）可提高传输容量1倍，老线路扩容,现有的杆、塔等构件不必改造，保持及改善输配电线路的安全性、可靠性。（2）新设计输配电线路能减少20%的构件（传输容量相同）达到1800C高温运行,且高温下低弧垂，（3）节省架空线走廊,相对减少占地及青苗费赔偿损失。（4）使用传统的安装方法及工具。（5）与环境亲和。（6）线损小，降低输配电成本。地线：包括普通避雷线、绝缘架空避雷线、屏蔽架空避雷线和复合光纤架空避雷线。一般地线均采用镀锌钢绞线（GJ）。其机械强度高达1078～1666N/mm2,导电率低至8%－17%，有7、19股和37股三种组合结构。除用作架空避雷线外，还用作杆塔的拉线。架空绝缘地线则可采用钢芯铝绞线或特殊架空电缆。如架空地线复合光缆（OPGW）和架空地线缠绕式光缆（GWWOP）等。选型的依据：主要从机械性能、防腐、防振及防覆冰等出发，根据所架设线路的控制气象及档距等，参照导线的物理机械性能进行选择。导线的选用原则：在确定导线截流量的基础上，综合考虑导线的经济电流密度、线路运行经验、环境条件、气象条件、综合造价等因素。保证：（1）导线材料应具有的导电率。（2）导线应具有的机械强度和耐振性能。（3）导线应具有一定的耐化学腐蚀能力。（4）导线材质和结构应保证线路造价经济。如：无特殊要求时选用钢芯铝绞线、铝合金绞线、铝合金芯铝绞线。大档距、大跨越钢芯铝绞线（大钢比）、高强度钢芯铝合金绞线、镀锌钢绞线、铝包钢绞线等。沿海地区、重污染区防腐导线：如防腐型钢芯铝绞线或铝包钢芯