)输电线路基础知识培训讲义

输电线路基础知识培训讲义目录输电线路简介1输电线路的组成2线路的测量与设计3一、输电线路简介1、输（送）电线路的概念输（送）电线路是连接发电厂与变电站（所）的传送电能的电力线路。2、输电线路的电压等级国内：35kV，66kV，110kV，220kV，330kV，500kV，750kV,±800kV，1000kV，。省内：35kV，110kV，220kV，500kV，±800kV3、输电线路的分类（1）按照传输电流的性质：交流输电线路、直流输电线路；（2）按照结构形式：架空输电线路、电缆线路。一、输电线路简介4、如何快速区分送电线路的种类（1）绝缘子的数量：合成绝缘子则基本可按绝缘子长度进行区分。（2）分裂导线的数量：110kV线路一般不采用分裂导线；220kV线路一般有单导线，双分裂导线（分垂直、斜排、水平排布方式）；500kV线路一般采用双分裂或四分裂导线。根据玻璃绝缘子片数来判断输电线路电压等级准确无误，而采取分裂导线数量仅作判断参考。电压等级（kV）35110220500绝缘子数量（片）3～47～813～1428～29二、架空输电线路的组成构成架空输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。1346710258998接地装置俯视图11121－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；134675892接地装置俯视图781－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）10（一）送电线路的杆塔架空线路的杆塔一般根据其材质、用途、导线回路数、结构形式等进行分类。（1）按材质分类：钢筋混凝土电杆、钢管杆、角钢塔、钢管塔。（2）按用途分类：直线（杆）塔、耐张（杆）塔、分歧（杆）塔、直线小转角（杆）塔、跨越（杆）塔。（3）按回路数来分类：单回路、双回路、三回路、四回路、多回路。（4）按结构形式分类：拉线型铁塔、自立式铁塔、自立式钢管铁塔。双回路角铁塔（直位）导线竖直排列干字型塔（耐张）双回路（鼓型）铁塔（耐张，转角）四回路铁塔（直位）四回路铁塔（耐张）直位小转角塔拉V式直线塔酒杯塔（直位，自立式）钢管杆钢管组合塔分歧塔同塔并架多回路输电线路单回输电线路存在的问题：在经济发达且人口密集的地区，土地资源非常稀缺，只建设单回输电线路已不能满足电力需求。同塔多回线路是提高线路走廊的输送能力的一种有效手段；既能增加线路单位面积的输送容量，增加电力输送量，又能降低综合造价。在德国，政府规定凡新建线路必须同塔架设两回以上。在高压超高压线路中，为同塔四回为常规线路，最多六回。截止1986年，同塔并架多回紧凑型线路总长就有约2.7万km，已有50多年的运行经验。在日本110kV及以上的线路多数为同塔四回，500kV线路除早期2条为单回路外，其余均为同塔架双回。目前，日本同塔并架最多回路数为八回。近年来，随着电网建设速度的加快，广东等地区同塔多回路应用也比较普遍，并逐渐成为一项成熟的技术。直流输电线路1.直流输电线路基本类型就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空——电缆混合线路三种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点，在电网建设中得到越来越多运用。因此直流输电线路通常采用直流架空线路，只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。2.建设特高压直流输电线路关键技术问题直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究：(1)电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。(2)绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例，国内外现有的试验数据和研究成果十分有限，因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。(3)电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁环境影响，对于工程建设满足环境保护要求和降低造价至关重要。3.直流的“静电吸尘效应”在直流电压下，空气中的带电微粒会受到恒定方向电场力的作用被吸附到绝缘子表面，这就是直流的“静电吸尘效应”。由于它的作用，在相同环境条件下，直流绝缘子表面积污量可比交流电压下的大一倍以上。随着污秽量的不断增加，绝缘水平随之下降，在一定天气条件下就容易发生绝缘子的污秽闪络。因此，由于直流输电线路的这种技术特性，与交流输电线路相比，其外绝缘特性更趋复杂。4.直流输电线路的绝缘配合设计直流输电线路的绝缘配合设计就是要解决线路杆塔和档距中央各种可能的间隙放电，包括导线对杆塔、导线对避雷线、导线对地、以及不同极导线之间的绝缘选择和相互配合，其具体内容是：针对不同工程和大气条件等选择绝缘子型式和确定绝缘子串片数、确定塔头空气间隙、极导线间距等，以满足直流输电线路合理的绝缘水平。5.直流输电线路的绝缘子片数的确定由于直流线路的静电吸附作用，直流线路的污秽水平要比同样条件下的交流线路的高，所需的绝缘子片数也比交流的多，其绝缘水平主要决定于绝缘子串的污秽放电特性。因此，目前在选择绝缘子片数时主要有两种方法：（1）按照绝缘子人工污秽试验采用绝缘子污耐受法，测量不同盐密下绝缘子的污闪电压，从而确定绝缘子的片数。（2）按照运行经验采用爬电比距法，一般地区直流线路的爬电比距为交流线路的两倍。两种方法中，前者直观，但需要大量的试验和检测数据，且试验检测的结果分散性大。后者简便易行，但精确性较差。实际运用中，通常将两者结合进行。6.特高压直流输电线路导线型式的选择在特高压直流输电工程中，线路导线型式的选择除了要满足远距离安全传输电能外，还必须满足环境保护的要求。其中，线路电磁环境限值的要求成为导线选择的最主要因素。同时，从经济上讲，线路导线型式的选择还直接关系到工程建设投资及运行成本。因此特高压直流导线截面和分裂型式的研究，除了要满足经济电流密度和长期允许载流量的要求外，还要在综合考虑电磁环境限值以及建设投资、运行损耗的情况下，通过对不同结构方式、不同海拔高度下导线表面场强和起晕电压的计算研究，以及对电场强度、离子流密度、可听噪声和无线电干扰进行分析，从而确定最终的导线分裂型式和子导线截面。对于±800千伏特高压直流工程，为了满足环境影响限值要求，尤其是可听噪声的要求，应采用6×720平方毫米及以上的导线结构。7.特高压直流输电线路的走廊宽度（线路邻近民房时的房屋拆迁范围）特高压直流输电线路的走廊宽度主要依据两个因素确定：（1）导线最大风偏时保证电气间隙的要求；（2）满足电磁环境指标（包括电场强度、离子流密度、无线电干扰和可听噪声）限值的要求。根据线路架设的特点，在档距中央影响最为严重。研究表明，对于特高压直流工程，线路邻近民房时，通过采取拆迁措施，保证工程建成后的电气间隙和环境影响满足国家规定的要求。通常工程建设初期进行可行性研究时就要计算电场强度、离子流密度、无线电干扰和可听噪声的指标，只有这些指标满足国家相关规定时，工程才具备核准条件。±800kV特高压直流输电线路（直位塔，图一）±800kV特高压直流输电线路（耐张塔，图二）刚性跳线极距22m±800kV特高压直流输电线路有关交叉距离：1、与公路，铁路21.5m2、电力线路10.5m（杆顶15m）3、通航河流15m地线间距离小于导地线垂直距离的5倍主角钢插入式基础地脚螺栓式基础金属预制基础灌注桩基础（二）杆塔基础基础是杆塔的地下部分，基础的类型如下：基础预制基础现浇基础桩式基础金属基础电杆基础：电杆的基础通常称为三盘，底盘、卡盘、拉盘。基本特点：采用钢筋混凝土或天然石材制作而成，石材三盘宜选用抗压强度高、吸水率小、抗冻及耐磨性好的岩石，基础三盘示意图如图2-1所示。现浇混凝土基础：主要有地脚螺栓基础和插入式基础两种。钢筋混凝土基础：混凝土标号不宜低于C15，其优点：尺寸、形式多样化，满足不同塔型的要求；材料可零星运至塔位，较预制混凝土基础方便；缺点：混凝土量大，耗费人工多，存在现场养护的问题，施工质量难以保证。适用范围适用于土质满足要求（粘性土、砂土、碎石等抗压强度较高的土质），交通方便，砂、石料来源充足，水源有保证的地区。现浇混凝土基础：现浇混凝土基础的基本形式为立柱台阶式，其结构有主柱和底盘（台阶）两个部分，主柱有直柱和斜柱两种，台阶有一层或多层。直柱式基础直柱式基础是一种传统的立柱台阶式基础形式，已经在电力线路基础及其它工业与民用建筑中广泛使用，直柱式基础如图2-2所示。特点：支模、浇制施工方便，但缺点是立柱为直柱，不便于荷载传递，且立柱部分受弯，易在立柱与底盘交处折断。模型图掏挖式基础：属于现浇基础，又称原状土模基础。在500KV平-武线中推广应用，经济效益明显。掏挖式基础系将柱的钢筋骨架用混凝土直接浇入人工掏挖成形的土胎模内。掏挖式基础与普通大开挖基础相比，土质结构未被破坏，可充分发挥原状土的承载能力，同样荷载条件下，基础可减小尺寸，这样一来，土石方量大量减少，节约钢材、混凝土和模板；施工中没有支模、撤模及回填土等工序，简化了施工，掏挖式基础示示意图如图2-4所示。模型图桩式基础：适用于输电线路跨越江河或经过湖泊、沼泽地等软弱土质（淤泥、淤砂）地区时。这种土质通常在不太深处有较厚的坚实土层，且地下水位较高，施工时排水困难。桩式基础的桩尖部均埋置于原状土中，基础受力后变形小、抗压抗拔抗倾覆的能力强，且节约土石方。从埋设深度将桩式基础分为：浅桩基础、深桩基础。按施工方式不同分为：打入桩式、爆扩桩式、机扩桩式、钻孔灌注桩式基础。（二）导线导线是固定在杆塔上输送电流用的金属线，由于导线常年在大气中运行，经常承受拉力，并受风、冰、雨、雪和温度变化的影响，以及空气中所含化学杂质的侵蚀。导线主要作用：（1）传导电流；（2）起着悬链线的作用，将自重很大的导线通过绝缘子悬挂于杆塔或构架上。现在架空输电线路导线主要采用钢芯铝绞线，其主要特点：（1）通流能力大，取决于铝股的横截面的大小；（2）允许承受的拉力大，主要取决于钢芯的横截面积。钢芯铝绞线按其铝、钢截面比的不同，分为正常型（LGJ）、加强型（LGJJ）、轻型（LGJQ）三种。在高压输电线路中，采用正常型较多。在超高压线路中采用轻型较多。在机械强度高的地区，如大跨越、重冰区等，采用加强型的较多。铝合金线比纯铝线有更高的机械强度，大致与钢芯铝绞线强度相当，但重量比钢芯铝绞线轻，因而弧垂减小，档距可放大，可使杆塔基数减少或降低高度，但导电性能比铝线稍差。因此，铝合金线有一定的优越性，但目前在生产上尚有一定困难，故我国只在个别线路上使用。分裂导线在超高压线路得到广泛应用。它除具有表面电位梯度小，临界电晕电压高的特性外，还有以下优点：（1）单位电抗小，其电气效