|
沙发
楼主 |
发表于 2017-4-4 12:00:19
|
只看该作者
电力系统中电厂大部分建在动力资源所在地,而大电力负荷中心则多集中在工业区和大城市,因而发电厂和负荷中心往往相距很远,出现了电能输送的问题,需要用输电线路进行电能的输送。因此,输电线路是电力系统的重要组成部分,它担负着输送和分配电能的任务。
输电线路有架空线路和电缆线路之分。按电能性质分类有交流输电线路和直流输电线路。输电线电压等级一般在35kV及以上。
2.1 架空线路
2.1.1架空线路概述
架空线路以裸导线用杆、塔支持,用绝缘子与空间隔离而临空架设。它造价较低,维护及检修容易,因此被广泛采用。但是,架空线路容易受到气象和环境(如大风、雷击、污秽、冰雪等)的影响而引起故障,同时整个输电走廊占用土地面积较多,易对周边环境造成电磁干扰。电缆线路则不受气象和环境的影响,它的导体用绝缘物包裹,使导线互相绝缘并对地绝缘,外表面再加铠装后埋于地下或隧道中。但其造价较高,发现故障及检修维护等不方便,除特殊情况,如跨越大江大海或线路经过地面构筑物密集,没有出线走廊以及地下电站出口线等情况外,一般很少采用。
架空线路通常由导线、避雷线(或称架空地线)、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、接地装置等组成。
2.1.2导线与避雷线
导线是用来传导电流、输送电能的元件,是架空线路的重要组成部分。一般可以分为铜线、铝线、钢芯铝线、镀锌钢绞线等,由于铝的导电性和经济性都比较好,再加上由机械强度较高的钢芯为芯线以承受张力,所以目前钢芯铝线应用最广。
输电线路一般都采用架空裸导线,每相一根,220kV及以上线路由于输送容量大,同时为了减少电晕损失和电晕干扰而采用相分裂导线,即每相采用两根及以上的导线。采用分裂导线能输送较大的电能,而且电能损耗少,有较好的防振性能。
避雷线一般不与杆塔绝缘而是直接架设在杆塔顶部,并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。避雷线一般采用镀铝钢绞线,并与导线相匹配。它的主要功能是防止导线
遭受雷击,因而要求有一定的导电性和热稳定性,机械强度高,耐震耐腐蚀。
2.1.3杆塔
杆塔主要分为电杆和铁塔,用来支持导线和避雷线,以使导线与导线之间、导线与避雷线之间、导线与地面及交叉跨越物之间保持一定的安全距离。杆塔不仅承担着导线、地线、其他部件及本身的重量,还要承受侧面风的压力,因此它应有足够的高度和机械强度。
杆塔按其在线路上的不同作用可分为: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六种。
直线杆塔又叫中间杆塔。它分布在耐张杆塔中间,导线在直线杆塔上不开断,是线路中使用最多的杆塔。直线杆塔只承受垂直荷重(导线、地线、绝缘子串和覆冰重量)和水平的风压。因此,它组装结构简单,机械强度不高,造价低。
耐张杆塔也叫承力杆塔,导线在耐张杆塔处开断。它可以承受导线、避雷线架设后的纵向张力。两个耐张杆塔之间的距离叫耐张段。线路一般被分成若干个耐张段,加强线路的机械强度,以限制故障范围。
转角杆塔用于线路的转角地方,为耐张杆塔的一种。正常情况下转角杆塔除承受导、地线的垂直荷重和内角平分线方向风力水平荷重外,还要承受内角平分线方向导、地线全部拉力的合力,它随转角角度的增大而增大。为了平衡此张力,必须加强杆塔材料,或在转角反方向内侧拉线。
终端杆塔也是耐张杆塔的一种,是靠发电侧或变电站侧的第一座杆塔。终端杆塔除承受导、地线垂直荷重和水平风力外,还要承受线路一侧的导、地线拉力,正常运行时承受的两侧拉力差相当大,因此它的稳定性和机械强度都应比较高。
换位杆塔是用来改变线路中三相导线相互位置的杆塔。为了获得导线相间电压、电流的基本平衡,改善对通信线路的干扰影响,10km以上的输电线路要用换位杆进行导线换位。
大跨越杆塔用于要求高度较高或者档距较大的跨越河流、山谷、铁路公路或高压电力线路等,因此需特殊设计和施工[4]。
2.1.4绝缘子
绝缘子是线路绝缘的主要元件,用来支撑或悬吊导线使之与杆塔绝缘,保证线路具
有可靠的电气绝缘强度,用来支持或悬挂导线,并使导线与杆塔间不发生闪络的原件,是支撑导线并使之与杆塔绝缘的物体,它是由硬质陶瓷或玻璃、塑料制成的。目前我国生产的绝缘子按其结构可分为针式绝缘子、瓷横担绝缘子、悬式绝缘子等。
(1)针式绝缘子。针式绝缘子主要用于线路电压不超过35kV,导线张力不大的直线杆或小转角杆塔。优点是制造简易、价廉,缺点是耐雷水平不高,容易闪络。
(2)瓷横担绝缘子。瓷横担绝缘子已广泛用于110kV及以下线路,它具有许多显著的优点,如:绝缘水平高;同时起到横担和绝缘子的作用,能节约大量钢材,并能提高杆塔悬挂点高度,可节约线路投资25%~30%;运行中便于雨水冲洗。
(3)悬式绝缘子。在35kV及以上架空线路采用。通常把它们组装成绝缘子串使用,每串绝缘子的数目与额定电压有关。
2.1.5金具
金具主要用于支持、固定和接续导、地线及将绝缘子连接成串,亦用于保护导线和绝缘体。它在气候复杂、污秽程度不一的环境条件下运行,故要求金具应有足够的机械强度、耐磨和耐腐蚀性。按金具的主要性能和用途,可分以下几类:
(1)线夹类。线夹是用来握住导、地线的金具。根据使用情况,线夹分为耐张线夹和悬垂线夹两类。耐张线夹用于将导线、避雷线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上,压接耐张线夹。它只适用于大标号线材。悬垂线夹用于使导线、避雷线通过绝缘子串固定在杆塔上,支持换位塔的换位导线、非直线杆塔的跳线固定、释放线夹。它只适用于导线。
(2)联结金具类。联结金具的作用是连接绝缘子串并将绝缘子串挂于杆塔上。常用的联结金具有球头挂环、碗头挂板,分别用于联结悬式绝缘子上端钢帽及下端钢脚,还有直角挂板(一种转向金具,可按要求改变绝缘子串的连接方向),U形挂环(直接将绝缘子串固定在横担上)、延长环(用于组装双联耐张绝缘子串等)、二联板(用于将两串绝缘子组装成双联绝缘子串)等。
(3)接续金具类。接续金具用于导、地线两端头的连续以及导线补修等,它承担与导线相同的电气负荷,大部分接续金具承担导线或避雷线的全部张力。它分为压接管(用于连接大标号的导线和镀锌钢绞线)、钳接管(用于小标号的钢芯铝绞线和铝绞线)、并沟线夹(铝并沟线夹适用于非直线杆跳线的连接;铸铁并沟线夹只适用于不受拉力的镀锌钢绞线的连接)、T型线夹(用于线路T接引下线;(4)保护金具类;(5)拉线金具类;2.1.6杆塔基础;架空电力线路杆塔的地下装置统称为杆塔基础;电杆基础一般采用底盘、卡盘、拉线盘,即“三盘”;铁塔基础根据铁塔类型、塔位地形、地质及施工条件等;2.1.7拉线;拉线用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力,可减;2.1.8杆塔的接地装置;送电线路的杆塔接地主要
镀锌钢绞线的连接)、T型线夹(用于线路T接引下线的连接)和跳线线夹(用于非直线杆跳线的连接)。
(4)保护金具类。保护金具包括导线及避雷线的防振金具和绝缘金具。防振金具有:防震锤、护线条、阻尼线、补修条、铝包带等。绝缘金具有:间隔棒、均压环、屏蔽环、重锤等。
(5)拉线金具类。拉线金具主要用于拉线杆塔拉线的紧固、调整和连接,常用的有楔型线夹(用作拉线的上、下端把头,兼做避雷线的耐张线夹)、可调UT型线夹(作拉线下端把头,并可调节拉线的松紧)、不可调UT型线夹(拉线上端把头用)、拉线二联板(拉线组合用)[5]。
2.1.6杆塔基础
架空电力线路杆塔的地下装置统称为杆塔基础。它是保持杆塔稳定的地下构筑物,以保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉等。基础在土壤中的埋置深度和选用的基础形式,关系到杆塔的稳定性,它对线路的正常运行很重要。杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础两大类。
电杆基础一般采用底盘、卡盘、拉线盘,即“三盘”。“三盘”通常用钢筋混凝土预制而成,也可采用天然石料制作。底盘用于减少杆根底部地基承受的下压力,防止电杆下沉。卡盘用于增加杆塔的抗倾覆力,防止电杆倾斜。拉线盘用于增加拉线的抗拔力,防止拉线上拔。
铁塔基础根据铁塔类型、塔位地形、地质及施工条件等具体情况确定。常用的基础有现场浇制基础、预制钢筋混凝土基础、灌注桩式基础、金属基础、岩石基础。
2.1.7拉线
拉线用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力,可减少杆塔材料的消耗量,降低线路造价。一方面提高杆塔的强度,承担外部荷载对杆塔的作用力,以减少杆塔的材料消耗量,降低线路造价;另一方面,连同拉线棒和托线盘.一起将杆塔固定在地面上,以保证杆塔不发生倾斜和倒塌。拉线的材料一般用镀锌钢绞线。拉线上端是通过拉线抱箍和拉线相连接,下部是通过可调节的拉线金具与埋入地下的拉线棒、拉线盘相连接。
2.1.8杆塔的接地装置
送电线路的杆塔接地主要是为了导泄雷电流入地,以保持线路有一定的耐雷水平。
输电线路的接地体与地线密切配合对导线起到了屏蔽作用,它们总称为接地装置。接地装置主要根据土壤电阻率的大小进行设计,必须满足规程规定的接地电阻值的要求。
接地体是指埋入地中并直接与大地接触的金属导体,分为自然接地体和人工接地体两种。为减少相邻接地体之间的屏蔽作用,接地体之间的必须保持一定距离。为使接地体与大地连接可靠,接地体同时必须有一定的长度。
架空电力线路杆塔与接地体连接的金属导体叫作接地线。对非预应力钢筋混凝土杆可以利用内部钢筋作为接地线;对预应力钢筋混凝土杆因其钢筋较细,不允许通过较大的接地电流,可以通过爬梯或者从避雷线上直接引下线与接地体连接。 [6]
2.2电缆线路
2.2.1电缆线路概述
电缆送电线路由电缆、电缆附件、电缆构筑物及构架三部分组成。电缆是电缆线路的主体,它是一根包裹有绝缘的导体或数根相互绝缘的导体,外层包裹有保护电缆导体额保护体的保护层。电缆附件是除电缆本体外的其他部件,如中间接头盒、终端盒、压力箱等。电缆构筑物及构架是用来安装电缆附件和支持电缆的构筑物,如电缆隧道、排管、构架、支架、桥架等。
电缆送电线路一般埋于土壤、沟道、隧道中,不用杆塔,占用地面和空间少;受气候条件和周围环境条件影响小,供电可靠;安全性高。常用于一些发电厂引出线、城市的供电和过江过海的水下输电线路。电缆工程敷设方式分为直埋电缆、电缆沟敷设、排管敷设、隧道敷设和海底敷设等。
2.2.2电缆的结构
电力电缆结构由线芯(又称导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层这四部分组成。线芯是传输电流,指导功率传输方式,是电缆的主要部分;绝缘层是将线芯与大地及不同相的线芯在电气上彼此隔离,承受电压,起绝缘作用;屏蔽层的作用是消除导体表面不光滑而引期起的电场强度的增加使绝缘层和电缆导体有较好的接触;保护层的作用是保护电缆绝缘不受外界杂质和水分的侵入和防止外力直接损伤电缆。
2.2.3电缆的分类
电力电缆可以按不同的方法分类,如按电压等级分类、按线芯截面积分类、按导体
芯数分类、按绝缘材料分类等。
按电压等级可分为中、低压、高压、超高压电缆及特高压电缆。
如按导线线芯截面积分类,标称截面一般有:150、185、240、300、400、500、625、800、630、2500mm2等。
按电线芯数分类课分为单芯、三芯。单芯电缆通常用于传送单相交流电、直流电,也可在特殊场合使用(如高压电机引出线等)。60kV及其以上电压等级的充油、充气高压电缆多为单芯。三芯电缆主要用于三相交流电网中,在35kV及以下的各种电缆线路中得到广泛的应用。
按绝缘材料可分为油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡胶绝缘以及近期发展起来的交联聚乙烯等。 |
|