21电力线路的基本结构解析.pptx

第二章第二章 电力线路基本知识及机械计算电力线路基本知识及机械计算3第一节第一节 电力线路的基本结构电力线路的基本结构（一）什么是电力线路（一）什么是电力线路 输送电能的线路统称为输送电能的线路统称为电力线路电力线路。电力线路分为电力线路分为输电线路输电线路和和配电线路配电线路。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及电由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及电力系统之间的联络线称为力系统之间的联络线称为输（送）电线路输（送）电线路。由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线路称为路称为配电线路配电线路。4 电力线路由导线和杆塔及其它器件构成，将电力线路由导线和杆塔及其它器件构成，将 发电厂、变电站、用户互相连接，构成电力发电厂、变电站、用户互相连接，构成电力 系统或电力网，用以输送电能。系统或电力网，用以输送电能。电力线路从其担负的输送电能的能力可分为电力线路从其担负的输送电能的能力可分为 输电线路、高压配电线路、低压配电线路。输电线路、高压配电线路、低压配电线路。从从发发电电厂厂或或变变电电站站升升压压，把把电电力力输输送送到到降降压压变变电电站站的高压电力线路，叫输电线路。电压一般在的高压电力线路，叫输电线路。电压一般在35kV以上。以上。降降压压变变电电站站把把电电力力送送到到配配电电变变压压器器的的电电力力线线路路，叫叫高压配电线路。电压一般在高压配电线路。电压一般在3kV，6kV，10kV。从从配配电电变变压压器器把把电电力力送送到到一一般般用用户户的的线线路路，叫叫低低压压配电线路，电压一般为配电线路，电压一般为380V，220V。线路的基本概念线路的基本概念 6 （二）电力线路的类型（二）电力线路的类型 根根据据电电力力线线路路架架设设的的方方式式不不同同，电电力力线线路路可可分为分为架空电力线路架空电力线路和和电力电缆电力电缆。7（三）架空电力线路（三）架空电力线路 架空电力线路由导线、杆塔、绝缘子、防震锤、架空电力线路由导线、杆塔、绝缘子、防震锤、避雷线及金具等主要器件构成。避雷线及金具等主要器件构成。导线杆塔绝缘子避雷线81导线的结构导线的结构 导线的功能是用于输送电能，是电力线路的主导线的功能是用于输送电能，是电力线路的主要组成部分，它不但要具有良好的导电性能，同时要组成部分，它不但要具有良好的导电性能，同时还应具备机械强度高、抗腐蚀性强、质轻价廉等特还应具备机械强度高、抗腐蚀性强、质轻价廉等特点。点。（1）按导线的结构可分为单股导线、多股导线和空）按导线的结构可分为单股导线、多股导线和空心导线。心导线。单股线一种金属的多股导线两种金属的多股导线（2 2）按导线使用的材料可分为：）按导线使用的材料可分为：铝绞线（铝绞线（LJLJ）：）：导电率高，质轻价廉。导电率高，质轻价廉。但机械强度差，耐腐蚀性差，多用于档距不大但机械强度差，耐腐蚀性差，多用于档距不大 的的10kV10kV以下的架空线路。以下的架空线路。钢芯铝绞线（钢芯铝绞线（LGJLGJ）：）：多股铝线绕在钢芯外层。多股铝线绕在钢芯外层。由于集肤效应电流主要从铝导线通过，而机械由于集肤效应电流主要从铝导线通过，而机械载荷主要由钢芯承担。因其机械强度大，在架空线载荷主要由钢芯承担。因其机械强度大，在架空线路中广泛应用。路中广泛应用。机械载荷机械载荷：机械设备所承担的负载及意外冲击的影：机械设备所承担的负载及意外冲击的影响，如力，扭矩等响，如力，扭矩等铝合金绞线（铝合金绞线（LHJLHJ）：）：机械强度大，防腐蚀性能好，导电率高，应用于一般机械强度大，防腐蚀性能好，导电率高，应用于一般输配电线路。输配电线路。铜绞线（铜绞线（TJTJ）：）：导电率高于铝绞线，机械强度大，防腐蚀性能好，但导电率高于铝绞线，机械强度大，防腐蚀性能好，但是成本高。是成本高。钢绞线（钢绞线（GJGJ）：）：机械强度高，但导电率差，且易生锈、集肤效应严重，机械强度高，但导电率差，且易生锈、集肤效应严重，只用于电流小、年利用率低的线路及避雷线。只用于电流小、年利用率低的线路及避雷线。12（3）导线的型号）导线的型号 架空线路导线的型号由导线材料、结构、载流截面积三部分表示。例如：LGJJ-300表示加强型钢芯铝绞线，截面积300mm2。导线截面积300mm2加强型绞线钢芯铝导线LGJJ30013（4 4）导线的适用）导线的适用输配电线路采用多股裸导线，若输送功率大，对导线的机输配电线路采用多股裸导线，若输送功率大，对导线的机械强度要求高，应采用钢芯铝导线。械强度要求高，应采用钢芯铝导线。（钢芯铝导线广泛采用在（钢芯铝导线广泛采用在35kV35kV及以上的线路中）及以上的线路中）220kV220kV及以上的线路，采用分裂导线或扩径导线。及以上的线路，采用分裂导线或扩径导线。（为减少电晕和干扰，提高线路的输电能力）（为减少电晕和干扰，提高线路的输电能力）架空线一般采用裸露导线。架空线一般采用裸露导线。低压配电线路一般使用外包绝缘导线。低压配电线路一般使用外包绝缘导线。14 避雷线的作用避雷线的作用是将雷电吸引到自身来，并将雷电流安是将雷电吸引到自身来，并将雷电流安全引入大地，从而保护架空线路免受雷击。全引入大地，从而保护架空线路免受雷击。避雷线又称架空地线，一般采用钢绞线。避雷线又称架空地线，一般采用钢绞线。避雷线避雷线15避雷线16按承受荷载状况分类直线杆塔承力杆塔耐张杆塔转角杆塔分支杆塔终端杆塔换位杆塔 在架空电力线路中杆塔的作用是架设固定导线。在架空电力线路中杆塔的作用是架设固定导线。根据杆塔在电力线路中的位置和受力情况，又分为不同类型。根据杆塔在电力线路中的位置和受力情况，又分为不同类型。2、杆塔、杆塔转角杆耐张杆直线杆18输电线路的术语输电线路的术语档距相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离称为档距，用字母L表示。弧垂导线上任意点到悬挂点连线之间在铅垂方向的距离，用字母 f表示。限距导线到地面的最小距离，用字母h表示。耐张段两个耐张杆塔之间的距离。hLf1、直线杆塔、直线杆塔（中间杆塔）（中间杆塔）直直线线杆杆塔塔位位于于线线路路的的直直线线段段上上，用用于于支支撑撑线线路路的的垂垂直直荷荷载载（如如重重力力）和和水水平平荷荷载载（如如风风荷荷），因为安装在两个耐张杆塔之间又称中间杆塔。因为安装在两个耐张杆塔之间又称中间杆塔。直线杆塔上的导线是用直线杆塔上的导线是用线夹线夹和和悬式绝缘子悬式绝缘子串挂串挂在在横担横担上。上。直线杆塔在正常情况下，支撑线路的垂直和水直线杆塔在正常情况下，支撑线路的垂直和水平荷载；当杆塔一侧发生断线时，它要承受相平荷载；当杆塔一侧发生断线时，它要承受相邻两档导线的不平衡张力。邻两档导线的不平衡张力。直线杆塔在架空线路中用的最多，约占杆塔数直线杆塔在架空线路中用的最多，约占杆塔数的的80%。直线杆塔2024/4/25 周四直线杆塔直线杆塔型杆塔型杆塔防振锤防振锤均压环均压环直线杆直线杆2、耐张杆塔、耐张杆塔 线路在运行中可能发生断线事故，为了防止事故线路在运行中可能发生断线事故，为了防止事故的扩大，在一定距离内安装耐张杆塔。的扩大，在一定距离内安装耐张杆塔。耐张杆塔承受线路正常纵向张力和事故时的断线耐张杆塔承受线路正常纵向张力和事故时的断线张力。耐张杆塔上的导线是用耐张绝缘子串（或碟式张力。耐张杆塔上的导线是用耐张绝缘子串（或碟式绝缘子）和耐张线夹固定在杆塔上。绝缘子）和耐张线夹固定在杆塔上。耐张杆塔在正常情况下，承受与直线杆塔相同的耐张杆塔在正常情况下，承受与直线杆塔相同的荷载，承受导线和避雷线的不平衡张力。荷载，承受导线和避雷线的不平衡张力。当杆塔一侧发生断线时，它要承受断线张力，防当杆塔一侧发生断线时，它要承受断线张力，防止整个线路杆塔顺线路方向倾倒，将线路故障（如断止整个线路杆塔顺线路方向倾倒，将线路故障（如断线、倒杆）限制在一个耐张段内。线、倒杆）限制在一个耐张段内。2024/4/25 周四耐张杆塔耐张杆塔直跳式用并沟线夹，直跳式用并沟线夹，其耐张线夹为螺栓式其耐张线夹为螺栓式耐张杆塔耐张杆塔3、转角杆塔、转角杆塔 线路所经的路径尽量走直线，在需要改变线路走向的线路所经的路径尽量走直线，在需要改变线路走向的转弯处设置的杆塔叫转角杆塔。转弯处设置的杆塔叫转角杆塔。由于两侧导线的张力不在一条直线上，因而除承受线由于两侧导线的张力不在一条直线上，因而除承受线路的垂直和水平荷载外，还有角度力。路的垂直和水平荷载外，还有角度力。线路拉力线路拉力角度力转角4、终端杆塔、终端杆塔 终终端端杆杆塔塔用用于于线线路路的的首首端端和和终终端端，由由于于杆杆塔塔上上只只有有一一侧侧有导线，所以承受线路单侧全部的拉力。有导线，所以承受线路单侧全部的拉力。5、分支杆塔、分支杆塔 分支杆塔设置在分支线路与干线相连接的地方。分支杆塔设置在分支线路与干线相连接的地方。6、跨越杆塔、跨越杆塔 跨跨越越杆杆塔塔用用于于线线路路跨跨越越铁铁路路、河河流流、山山谷谷及及其其他他交交叉叉跨跨越的地方。当跨越档距较大时，采用特殊设计的跨越杆塔。越的地方。当跨越档距较大时，采用特殊设计的跨越杆塔。2024/4/25 周四V字型拉线铁塔字型拉线铁塔2024/4/25 周四750750千伏青海官亭至兰州东输电线路千伏青海官亭至兰州东输电线路 是我国是我国首条电压等首条电压等级最高、世级最高、世界海拔最高界海拔最高的输变电工的输变电工程，线路全程，线路全长长156156公里，公里，有有308308座铁塔，座铁塔，直线塔直线塔248248座，座，耐张塔耐张塔6060座。座。中间相采用中间相采用V形绝缘子形绝缘子酒杯型铁塔酒杯型铁塔2024/4/25 周四猫头型杆塔猫头型杆塔 两分裂导线两分裂导线三角形布置方式，但中间三角形布置方式，但中间相未用相未用“V”形绝缘子串形绝缘子串按导线在杆塔上的排列方式按导线在杆塔上的排列方式三角形、上字形、水平形、伞形、倒伞形、干字形、鼓形。三角形、上字形、水平形、伞形、倒伞形、干字形、鼓形。3132金具的作用金具的作用 金具是用于固定导线、绝缘子、横担等的金属部件，是用于组装架空金具是用于固定导线、绝缘子、横担等的金属部件，是用于组装架空线路的各种金属零件的总称。线路的各种金属零件的总称。常用的几种金具：常用的几种金具：（1）线夹）线夹悬垂线夹悬垂线夹将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上或将将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上或将 避雷线悬挂在直线杆塔上，也可以用于换位杆塔上支持换位避雷线悬挂在直线杆塔上，也可以用于换位杆塔上支持换位导线以及非直线杆塔上跳线的固定导线以及非直线杆塔上跳线的固定。3 3、金具、金具悬垂绝缘子串悬垂线夹耐张线夹耐张线夹主要作用是将导线固定在非直线杆塔主要作用是将导线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上或将避雷线固定在直线杆塔上。的耐张绝缘子串上或将避雷线固定在直线杆塔上。耐张绝缘子串耐张线夹2024/4/25 周四金具金具线夹线夹悬垂式悬垂式线夹线夹正装螺栓型线夹正装螺栓型线夹倒装螺栓型线夹倒装螺栓型线夹压缩型线夹压缩型线夹楔型线夹（地线用）楔型线夹（地线用）楔型线夹（拉线用）楔型线夹（拉线用）螺旋型线夹螺旋型线夹352024/4/25 周四（2）连接金具）连接金具 将绝缘子连接成串，或将线夹、绝缘子串、杆塔横担之间将绝缘子连接成串，或将线夹、绝缘子串、杆塔横担之间相互连接。相互连接。球头挂环球头挂环碗头挂板碗头挂板直角挂板直角挂板U形挂环形挂环（3）接续金具）接续金具将两段导线和避雷线连接起来。将两段导线和避雷线连接起来。38 在在架架空空线线路路运运行行期期间间，由由于于受受到到风风力力的的作作用用，在在导导线线（包包括括地地线线）的的背背风风面面产产生生涡涡流流。在在一一定定的的条条件件下下，导导线线会会产生周期性的振荡。产生周期性的振荡。导导线线的的振振动动危危害害性性很很大大，除除了了引引起起导导线线断断股股外外，还还可可能能使金具配件磨损、松动，造成杆塔的损坏。使金具配件磨损、松动，造成杆塔的损坏。微微风风振振动动是是导导线线振振动动的的主主要要形形式式，国国内内普普遍遍安安装装防防振振锤锤等来达到防振的目的。等来达到防振的目的。如如果果选选用用设设计计正正确确的的防防振振锤锤，一一般般可可以以使使架架空空导导线线的的振振动应力减少动应力减少90%以上。以上。（4 4）保护金具）保护金具防震锤防震锤 39 防防振振锤锤有有两两个个锤锤头头，用用一一根根钢钢绞绞线线连连接接。在在钢钢绞绞线线中中部部有有个个线线夹夹，以以利利于于安安装装在在导导线线上上。钢钢绞绞线线与与锤锤头头组组成成了了弹弹簧簧、阻阻尼尼、质质量量系系统统，振振动动时时通通过过钢钢绞绞线线内内摩摩擦擦和和股股间间摩摩擦擦消消耗耗能能量量，达达到到抑抑制制导导线线振振动动之之目目的的。当当导导线线振振动动时时，重重锤锤因因惯惯性性不不断断上上下下甩甩动动，使使钢钢绞绞线线上上下下弯弯曲曲，造造成成股股间间及及绞绞线线内内部部分分子子之之间间的的摩摩擦擦而而消消耗耗一一部部分分能能量量，从从而而削削弱弱导导线线振振动动的的能能量，使导线在一定的振幅下达到能量平衡。量，使导线在一定的振幅下达到能量平衡。（5）拉线金具）拉线金具用于拉线杆塔拉线的紧固、调整和连接，可分为紧用于拉线杆塔拉线的紧固、调整和连接，可分为紧线、调节及连接三类。线、调节及连接三类。42（1）绝缘子的作用 固定导线。起着支撑和悬挂导线并使导线与杆塔绝缘的作用。绝缘子同时也承受导线的垂直荷重和水平荷重，所以它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抗御能力；还能适应周围大气条件的变化，如温度和湿度变化对它本身的影响。4、绝缘子、绝缘子 43（2）绝缘子种类 架空线常用的绝缘子有针式绝缘子、瓷横担绝缘子、悬式绝缘子、棒式绝缘子等形式。绝缘子还有高压绝缘子和低压绝缘子之分。2024/4/25 周四M销插孔销插孔球头挂孔球头挂孔2024/4/25 周四高压线路耐污悬式绝缘子高压线路耐污悬式绝缘子高压线路盘形悬式绝缘子高压线路盘形悬式绝缘子高压线路盘型悬式绝缘子高压线路盘型悬式绝缘子高压线路棒型悬式复合绝缘子高压线路棒型悬式复合绝缘子 铝帽铝帽球头球头绝缘子2024/4/25 周四瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子 起到绝缘和横起到绝缘和横担的作用，主担的作用，主要应用于配电要应用于配电网网。瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子482024/4/25 周四悬式绝缘子片数与电压等级关系悬式绝缘子片数与电压等级关系额定额定电压电压等级等级3560110220330500绝缘绝缘子片子片数数357131928耐张绝缘子串一般要多用耐张绝缘子串一般要多用1 12 2串，小型号导线采用单串耐张绝串，小型号导线采用单串耐张绝缘子串，大型号导线（如缘子串，大型号导线（如220kV220kV）线路上要多用双串。）线路上要多用双串。330-330-500kV500kV线路常采用均压措施。线路常采用均压措施。2024/4/25 周四悬式绝缘子片数与电压等级关系悬式绝缘子片数与电压等级关系均压环均压环500kV四分裂导线四分裂导线间隔棒间隔棒500kV绝缘子不少于绝缘子不少于24片，有片，有28片片2024/4/25 周四悬式绝缘子片数与电压等级关系悬式绝缘子片数与电压等级关系220kV不少于不少于13片。有片。有15片防污型悬式绝缘子片防污型悬式绝缘子压接式耐张线夹和引流线压接式耐张线夹和引流线此为耐张塔此为耐张塔525、拉线和基础、拉线和基础（四）电力电缆线路（四）电力电缆线路J电力电缆作用是传输和分配电能。电力电缆作用是传输和分配电能。J主要用于城区、厂区、国防工程和电站等必须主要用于城区、厂区、国防工程和电站等必须 采用地下输电的场合。采用地下输电的场合。J一般设在地下的廊道内。一般设在地下的廊道内。J电缆线路的结构主要由电缆线、电缆接头与封电缆线路的结构主要由电缆线、电缆接头与封 端头、电缆支架与电缆夹等组成。端头、电缆支架与电缆夹等组成。53电力电缆线路的优点电力电缆线路的优点1）运行可靠。所以发生故障的几率较少。）运行可靠。所以发生故障的几率较少。2）供电安全，不会对人身造成各种危害。）供电安全，不会对人身造成各种危害。3）维护工作量小，无需频繁地巡视检查。）维护工作量小，无需频繁地巡视检查。4）不需要架设杆塔，使市容整洁，交通方便，还能）不需要架设杆塔，使市容整洁，交通方便，还能节省钢材。节省钢材。5）电力电缆的充电功率为电容性功率，有助于提高）电力电缆的充电功率为电容性功率，有助于提高功率因数。功率因数。缺点是成本高，价格昂贵（约为架空线路的缺点是成本高，价格昂贵（约为架空线路的10倍）。倍）。54电缆的构造电缆的构造 电力电缆主要由三大部分组成：线芯、绝电力电缆主要由三大部分组成：线芯、绝缘层、保护覆盖层。缘层、保护覆盖层。线芯绝缘填充绝缘铅包护层钢带铠装55 56 线芯起传导电流的作用，一般由铜或铝的多股线芯起传导电流的作用，一般由铜或铝的多股线绞合而成。线绞合而成。电缆线芯的断面形状有圆形、半圆形、扇形、空电缆线芯的断面形状有圆形、半圆形、扇形、空心形和同心形圆筒等。心形和同心形圆筒等。电缆可分单芯、双芯、三芯、四芯等多种。电缆可分单芯、双芯、三芯、四芯等多种。1 1、线芯、线芯 2芯3芯4芯572绝缘层绝缘层 绝缘层承受电压，起绝缘作用。绝缘层承受电压，起绝缘作用。电电缆缆的的绝绝缘缘可可分分为为相相绝绝缘缘和和带带绝绝缘缘，相相绝绝缘缘是是每每个个线线芯芯的的绝绝缘缘，带带绝绝缘缘是是将将多多芯芯电电缆缆的的绝绝缘缘线线合合在在一一起起，然然后后再再于于其其上上施施加加绝绝缘缘，这这样样可可使使线线芯相互绝缘，并与外皮隔开。芯相互绝缘，并与外皮隔开。绝缘层所用的材料很多，如橡胶、聚氯乙烯、绝缘层所用的材料很多，如橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、棉、麻、纸、矿物油等。聚乙烯、交联聚乙烯、棉、麻、纸、矿物油等。583保护层保护层 保保护护层层是是用用于于保保护护电电缆缆的的绝绝缘缘层层使使其其在在运运输输、敷敷设设和和运行中不受外力的损伤和水分的侵入。运行中不受外力的损伤和水分的侵入。保护层又分为内护层和外护层。保护层又分为内护层和外护层。内内护护层层直直接接挤挤包包在在绝绝缘缘层层上上，保保护护绝绝缘缘不不与与空空气气、水水分分或其他物质接触。或其他物质接触。外外护护层层是是保保护护内内护护层层不不受受外外界界机机械械损损伤伤和和腐腐蚀蚀。为为了了防防止止外外力力破破坏坏，在在电电缆缆外外层层以以钢钢带带绕绕包包钢钢带带铠铠装装，并并在在铅铅包包与与钢钢带带铠铠装装之之间间，用用浸浸沥沥青青的的麻麻布布做做衬衬垫垫隔隔开开，以以防防止止铅铅皮皮被被钢钢带带扎扎破破，钢钢甲甲的的外外面面再再用用麻麻带带浸浸渍渍沥沥青青作作保保护护层层，以以防防腐腐蚀。蚀。59电缆接头与电缆终端头电缆接头与电缆终端头 电缆敷设完毕以后，必须将各段连接起来，使之成为电缆敷设完毕以后，必须将各段连接起来，使之成为一个连续的线路。这些起到连续作用的接点叫做一个连续的线路。这些起到连续作用的接点叫做电缆接头电缆接头。一条电缆线路首端或末端用一个盒子来保护电缆芯的一条电缆线路首端或末端用一个盒子来保护电缆芯的绝缘，并把内导线与外面的电气设备相连接，这个盒子叫绝缘，并把内导线与外面的电气设备相连接，这个盒子叫终端头终端头。