电力内外线课题二-架空的电线路结构课件.ppt
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- 电力 外线 课题 架空 线路 结构 课件
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1、第二节第二节 架空线路的构成架空线路的构成架空线路主要由杆塔、导线、绝缘子、横担、架空线路主要由杆塔、导线、绝缘子、横担、金具、避雷线、拉线等主要元件组成。金具、避雷线、拉线等主要元件组成。导线导线金具金具拉线拉线绝缘子绝缘子电杆电杆横担横担避雷线避雷线(1 1)杆塔的作用是支持导线和避雷线,并使导线)杆塔的作用是支持导线和避雷线,并使导线与导线间、导线与杆塔间、导线与大地间保持规与导线间、导线与杆塔间、导线与大地间保持规定的距离;定的距离;(2 2)导线的作用是传导电流、输送电能;)导线的作用是传导电流、输送电能;(3 3)绝缘子的作用是支持和固定导线,并保持导)绝缘子的作用是支持和固定导线
2、,并保持导线与杆塔间的良好绝缘;线与杆塔间的良好绝缘;(4 4)横担的作用是固定绝缘子,并使其保持一定)横担的作用是固定绝缘子,并使其保持一定的距离;的距离;(5 5)金具的作用是连接导线或避雷线,将导线固定在绝缘子金具的作用是连接导线或避雷线,将导线固定在绝缘子上,以及将绝缘子固定在杆塔上上,以及将绝缘子固定在杆塔上 ;(6 6)避雷线的作用是将雷电流引入大地,以保护线路的电气)避雷线的作用是将雷电流引入大地,以保护线路的电气设备免遭雷击设备免遭雷击。(7 7)拉线的作用是为了平衡杆塔各方向的张力,防止杆塔弯)拉线的作用是为了平衡杆塔各方向的张力,防止杆塔弯曲或倾覆。曲或倾覆。 术语术语n(
3、1 1)档距:架空线路两相邻杆塔间的水平距离。)档距:架空线路两相邻杆塔间的水平距离。n(2 2)弧垂(弛垂或弛度):在档距中,导线悬链曲)弧垂(弛垂或弛度):在档距中,导线悬链曲线上任意一点至悬挂点水平线的垂直距离。线上任意一点至悬挂点水平线的垂直距离。n(3 3)安全距离(限距):在档距中,导线最低点到)安全距离(限距):在档距中,导线最低点到地面(或水面),或导线悬链曲线上任意一点到其他地面(或水面),或导线悬链曲线上任意一点到其他目标物的最小垂直距离。目标物的最小垂直距离。n(4 4)耐张段:两耐张杆塔之间的距离称为耐张段,)耐张段:两耐张杆塔之间的距离称为耐张段,耐张杆将全线路分成若
4、干个耐段,这样,当线路发生耐张杆将全线路分成若干个耐段,这样,当线路发生断线故障时所产生的很大不平衡拉力,由耐张杆承受,断线故障时所产生的很大不平衡拉力,由耐张杆承受,因而使断线故障的影响范围限制在该断线点的耐张段因而使断线故障的影响范围限制在该断线点的耐张段内。另外,耐张段也便于线路的施工和检修。内。另外,耐张段也便于线路的施工和检修。hfL L:档距;f:弧垂;h:限距h耐张段耐张段架空配电线路的优点缺点架空配电线路的优点缺点1. 1. 优点优点(1 1)结构简单、架设方便、工期短、投资少;)结构简单、架设方便、工期短、投资少;(2 2)电压高、输电容量大;)电压高、输电容量大;(3 3)
5、散热条件好;)散热条件好;(4 4)维护方便。)维护方便。2 2缺点缺点 (1 1)网络复杂和集中的地段,架设困难,在人口稠密)网络复杂和集中的地段,架设困难,在人口稠密的城市架设影响市容、不美观、不安全;的城市架设影响市容、不美观、不安全;(2 2)工作条件差,受自然条件影响大(如冰、风、雪、)工作条件差,受自然条件影响大(如冰、风、雪、温度、雷电侵袭、化学腐蚀等)。温度、雷电侵袭、化学腐蚀等)。一、一、 电杆电杆n 一杆塔所受的荷载和杆塔的类型一杆塔所受的荷载和杆塔的类型n杆塔按其在架空线路中的用途可分为直线杆、耐杆塔按其在架空线路中的用途可分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨跃
6、杆、换位张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨跃杆、换位杆和其他电杆。杆和其他电杆。n1.1.直线杆用在线路的直线段上,以支持导线、绝直线杆用在线路的直线段上,以支持导线、绝缘子、金具等重量,并能够承受导线的重量和水缘子、金具等重量,并能够承受导线的重量和水平风力荷载,但不能承受线路方向的导线张力,平风力荷载,但不能承受线路方向的导线张力,它的导线用线夹和悬式绝缘子串挂在横担下或用它的导线用线夹和悬式绝缘子串挂在横担下或用针式绝缘子固定在横担上。针式绝缘子固定在横担上。n2.2.耐张杆主要承受导线或架空地线的水平张力,同耐张杆主要承受导线或架空地线的水平张力,同时将线路分隔成若干耐张段(耐张段长度一
7、般不超时将线路分隔成若干耐张段(耐张段长度一般不超过过2km2km),以便于线路的施工和检修,并可在事故),以便于线路的施工和检修,并可在事故情况下限制倒杆断线范围,它的导线用耐张线夹和情况下限制倒杆断线范围,它的导线用耐张线夹和耐张绝缘子串或用蝶式绝缘子串固定在电杆上,电耐张绝缘子串或用蝶式绝缘子串固定在电杆上,电杆两边的导线用弓子线连起来。杆两边的导线用弓子线连起来。n3.转角杆用在线路方向需要改变的转角处,正常情况转角杆用在线路方向需要改变的转角处,正常情况下除承受导线等垂直载荷和角平分线方向的水平风力下除承受导线等垂直载荷和角平分线方向的水平风力荷载外,还要承受内角平分线方向导线全部拉
8、力的合荷载外,还要承受内角平分线方向导线全部拉力的合力,在事故情况下还要能承受线路方向导线的重量,力,在事故情况下还要能承受线路方向导线的重量,它有直线型和耐张型两种型式具体采用哪种型式可根它有直线型和耐张型两种型式具体采用哪种型式可根据转角的大小及导线截面的大小来确定。据转角的大小及导线截面的大小来确定。n4.4.终端杆用在线路首末两端处,是耐张杆的一种,正常情终端杆用在线路首末两端处,是耐张杆的一种,正常情况下除承受导线的重量和水平风力荷载外,还要承受顺线况下除承受导线的重量和水平风力荷载外,还要承受顺线路方向导线全部拉力的合力。路方向导线全部拉力的合力。n5.5.分支杆用在分支线路与主配
9、线路的分支处,在主干线方分支杆用在分支线路与主配线路的分支处,在主干线方向上它可以是直线杆或耐张杆,在分支方向上时则需用耐向上它可以是直线杆或耐张杆,在分支方向上时则需用耐张杆,分支杆除承受直线杆所承受的载荷外,还要承受分张杆,分支杆除承受直线杆所承受的载荷外,还要承受分支导线等垂直苛重、水平风力荷重和分支方向导线全部拉支导线等垂直苛重、水平风力荷重和分支方向导线全部拉力。力。n6.6.跨越杆用在跨越公路、铁路、河流和其他电跨越杆用在跨越公路、铁路、河流和其他电力线等大跨越的地方,为保证导线具有必要的力线等大跨越的地方,为保证导线具有必要的悬挂高度,一般要加高电杆。悬挂高度,一般要加高电杆。n
10、7.7.换位杆是在线路较长时,为减少电力系统中换位杆是在线路较长时,为减少电力系统中的不对称电流和电压,在线路中间需要变换导的不对称电流和电压,在线路中间需要变换导线的相序,将导线相序变换位置的杆塔。线的相序,将导线相序变换位置的杆塔。n架空线路每相导线的电感和电容与各相导线的线间距有关,架空线路每相导线的电感和电容与各相导线的线间距有关,导线空间位置不对称三相阻抗不会相等,造成三相电流不导线空间位置不对称三相阻抗不会相等,造成三相电流不平衡,对电力系统的运行带来不良影响。为使三相阻抗相平衡,对电力系统的运行带来不良影响。为使三相阻抗相等必须采取换位措施,即隔一定距离将三相导线在杆塔上等必须采
11、取换位措施,即隔一定距离将三相导线在杆塔上的位置互换,换位后的线路各相导线在空间每一位置的各的位置互换,换位后的线路各相导线在空间每一位置的各段长度总和相等,称为完全换位,进行一次完全换位称为段长度总和相等,称为完全换位,进行一次完全换位称为一个换位循环。完全换位后各相阻抗相等,三相电流平衡,一个换位循环。完全换位后各相阻抗相等,三相电流平衡,三相电压平衡。三相电压平衡。河口门杆河口门杆桥墩支架桥墩支架杆塔杆塔其他电杆其他电杆隔离开关杆隔离开关杆门杆门杆电缆杆电缆杆变台杆变台杆铁头杆铁头杆T接电杆接电杆避雷器杆避雷器杆钢筋混凝土电杆的构造 钢筋混凝土电杆按其制造工艺可分为普通钢筋混凝土电杆钢筋
12、混凝土电杆按其制造工艺可分为普通钢筋混凝土电杆和预应力钢筋混凝土电杆两种,按照杆的形状又可分为等和预应力钢筋混凝土电杆两种,按照杆的形状又可分为等径杆和锥形杆(又称拔梢杆)。径杆和锥形杆(又称拔梢杆)。锥形杆的拔梢度(斜度)均为锥形杆的拔梢度(斜度)均为1 1:7575,即每米间直径相差即每米间直径相差13.3 mm13.3 mm。可以根据电杆的梢径,就可算出要安装的横担。可以根据电杆的梢径,就可算出要安装的横担或其他部件所在杆位的直径,以便正确的选用螺栓或其他部件所在杆位的直径,以便正确的选用螺栓U U形抱形抱箍等。箍等。直径直径190mm190mm电杆,横担安装在距杆顶电杆,横担安装在距杆
13、顶0.8m0.8m处,所选处,所选U U形抱箍直形抱箍直径为多少?径为多少?普通钢筋混凝土电杆普通钢筋混凝土电杆n主筋和盘旋在主筋外的螺旋筋。主筋和盘旋在主筋外的螺旋筋。主筋螺旋筋钢筋混凝土杆高的确定杆高的确定 n杆塔高度必须满足电气条件、杆塔受力合理性等要求。电杆塔高度必须满足电气条件、杆塔受力合理性等要求。电气条件应包括所选定的导线型号、导线最大弧垂、线间距气条件应包括所选定的导线型号、导线最大弧垂、线间距离、导线对地安全距离及交叉跨越的有关规定。由此可见,离、导线对地安全距离及交叉跨越的有关规定。由此可见,电杆的高度应由以下四个因素确定:电杆的高度应由以下四个因素确定:n(1 1)杆顶与
14、横担所占的高度。最上层横担的中心距杆顶)杆顶与横担所占的高度。最上层横担的中心距杆顶部的距离与导线的排方式有关,水平排列采用部的距离与导线的排方式有关,水平排列采用0.3m0.3m;等边;等边三角形排列时为三角形排列时为0.8m0.8m。n(2 2)导线的弧垂所需高度。导线两悬挂点的连线与导线)导线的弧垂所需高度。导线两悬挂点的连线与导线最低点间的垂直距离称为弧垂。弧垂过大容易碰线,弧垂最低点间的垂直距离称为弧垂。弧垂过大容易碰线,弧垂过小则会因为导线承受的拉力过大而可能被拉断。过小则会因为导线承受的拉力过大而可能被拉断。n(3 3)导线与地面或跨越物最小允许距离有关(安全距)导线与地面或跨越
15、物最小允许距离有关(安全距离)。离)。n(4 4)电杆的埋深。)电杆的埋深。 杆高确定杆高确定mhhfaHmax杆塔基础杆塔基础n将杆塔固定在地下部分的装置和杆塔埋入土壤中起固将杆塔固定在地下部分的装置和杆塔埋入土壤中起固定作用部分的整体统称为杆塔的基础。定作用部分的整体统称为杆塔的基础。 n1.1.电杆基础电杆基础n钢筋混凝土电杆基础一般采用底盘、卡盘和拉线盘,钢筋混凝土电杆基础一般采用底盘、卡盘和拉线盘,统称统称“三盘三盘”。底盘的作用是承受混凝土电杆的垂直。底盘的作用是承受混凝土电杆的垂直下压荷载,以防止电杆下沉;卡盘是当电杆所需承担下压荷载,以防止电杆下沉;卡盘是当电杆所需承担的倾覆力
16、较大时,增加抵抗电杆倾倒的力量;拉线盘的倾覆力较大时,增加抵抗电杆倾倒的力量;拉线盘依靠自身重量和填土方的总合力来承受拉线的上拔力,依靠自身重量和填土方的总合力来承受拉线的上拔力,以保持杆塔的平衡。以保持杆塔的平衡。n2.2.铁塔基础铁塔基础n铁塔基础有混凝土基础和钢筋混凝土普通浇制基础、铁塔基础有混凝土基础和钢筋混凝土普通浇制基础、预制钢筋混凝土基础、金属基础和灌注式基础。预制钢筋混凝土基础、金属基础和灌注式基础。 二、二、 导线导线一常用裸导线一常用裸导线1.1.导线的材料导线的材料架空线路的导线工作在大气中,它受到各种气象条件和架空线路的导线工作在大气中,它受到各种气象条件和环境条件的影
17、响,因此对导线的材料有下面的要求:环境条件的影响,因此对导线的材料有下面的要求:(1 1)导电性能好,以减小线路的功率损耗、电能损耗和)导电性能好,以减小线路的功率损耗、电能损耗和电压损耗。电压损耗。(2 2)机械性能好,即抗拉强度高,具有一定的弹性和柔)机械性能好,即抗拉强度高,具有一定的弹性和柔性,不易折断等。性,不易折断等。(3 3)耐化学腐蚀性能好,以适应不同污秽环境下使用。)耐化学腐蚀性能好,以适应不同污秽环境下使用。(4 4)重量轻、性能稳定、经久耐用、价格低廉。)重量轻、性能稳定、经久耐用、价格低廉。目前常用的导线材料是铜、铝、铝合金、钢等目前常用的导线材料是铜、铝、铝合金、钢等
18、 2.导线的结构型式导线的结构型式n(1 1)单股线)单股线 单根实心金属线,一般只有铜线和钢单根实心金属线,一般只有铜线和钢线为单股线,而铝导线的机械强度差,不能作为单股线为单股线,而铝导线的机械强度差,不能作为单股导线在架空线路中使用。导线在架空线路中使用。n(2 2)单金属多股绞线)单金属多股绞线 分别由铜、铝、钢或铝合金分别由铜、铝、钢或铝合金一种金属的多根单股线绞制而成,一般由一种金属的多根单股线绞制而成,一般由7 7股、股、1919股股或或3737股、相互扭绞制成多层绞线,相邻两层扭绞方向股、相互扭绞制成多层绞线,相邻两层扭绞方向相反扭制。相反扭制。n(3 3)复合金属多股绞线)复
19、合金属多股绞线 由两种金属的单绞线绞制由两种金属的单绞线绞制或由两种金属制成复合单股线绞制多股线。前者如钢或由两种金属制成复合单股线绞制多股线。前者如钢芯铝绞线、钢铝混绞线等;后者如铜包钢绞线等。芯铝绞线、钢铝混绞线等;后者如铜包钢绞线等。 多股绞线比单股线具有下述优点多股绞线比单股线具有下述优点: 多股绞线比单股线机械强度高;多股绞线比单股线机械强度高;多股绞线比单股线柔性和弹性好,施工方便;多股绞线比单股线柔性和弹性好,施工方便;多股绞线比单股线耐振动性强。多股绞线比单股线耐振动性强。因此,架空电力线路多采用多股线。因此,架空电力线路多采用多股线。 导线型号如下:导线型号如下:LJ25 表
20、示标称截面为表示标称截面为25mm2的铝绞线;的铝绞线; LGJ50 表示标称截面为表示标称截面为50mm2的钢芯铝绞线的钢芯铝绞线。(4 4)钢芯铝绞线)钢芯铝绞线 n钢芯铝绞线是充分利用钢绞线的机械强度高和钢芯铝绞线是充分利用钢绞线的机械强度高和铝线的导电性能好的特点,把这两种金属导线铝线的导电性能好的特点,把这两种金属导线结合起来而形成。其结构特点是外部几层铝绞结合起来而形成。其结构特点是外部几层铝绞线包裸着内芯的线包裸着内芯的1 1股或股或7 7股钢丝或钢绞线,使得股钢丝或钢绞线,使得钢芯不受大气中有害气体的侵蚀。钢芯铝绞线钢芯不受大气中有害气体的侵蚀。钢芯铝绞线由钢芯承担主要的机械应
21、力,而由铝线承担输由钢芯承担主要的机械应力,而由铝线承担输送电能的任务,而且因铝绞线分布在导线的外送电能的任务,而且因铝绞线分布在导线的外层可减小交流电流产生的集肤效应,提高铝绞层可减小交流电流产生的集肤效应,提高铝绞线的利用率。线的利用率。 n铝绞线铝绞线钢芯铝绞线钢芯铝绞线4.导线的排列方式导线的排列方式n导线在杆塔上的排列方式与杆塔的结构形式、电气回路数导线在杆塔上的排列方式与杆塔的结构形式、电气回路数有关,其排列方式可分为单回路排列和双回路排列两种。有关,其排列方式可分为单回路排列和双回路排列两种。单回路排列有水平排列和三角形排列;双回路排列有鼓形单回路排列有水平排列和三角形排列;双回
22、路排列有鼓形排列、正伞形和倒伞形排列。排列、正伞形和倒伞形排列。水平排列水平排列三角排列三角排列4.导线的排列方式导线的排列方式n双回路排列双回路排列鼓形排列鼓形排列伞形排列伞形排列倒伞形排列倒伞形排列绝缘导线绝缘导线n架空绝缘配电线路适用于城市人口密集地区,架空绝缘配电线路适用于城市人口密集地区,线路走廊狭窄,架设裸导线线路与建筑物的间线路走廊狭窄,架设裸导线线路与建筑物的间距不能满足安全要求的地区,以及风景绿化区、距不能满足安全要求的地区,以及风景绿化区、林带区和污秽严重的地区等。随着城市的发展,林带区和污秽严重的地区等。随着城市的发展,实施架空配电线路绝缘化是配电网发展的必然实施架空配电
23、线路绝缘化是配电网发展的必然趋势。趋势。 绝缘材料绝缘材料n目前户外绝缘导线所采用的绝缘材料一般为黑目前户外绝缘导线所采用的绝缘材料一般为黑色耐气候型的交联聚乙烯、聚乙烯、高密度聚色耐气候型的交联聚乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯等。这些绝缘材料一般具有较乙烯、聚氯乙烯等。这些绝缘材料一般具有较好的电气性能、抗老化及耐磨性能等,暴露在好的电气性能、抗老化及耐磨性能等,暴露在户外的材料填有户外的材料填有1左右的碳黑,以防日光老左右的碳黑,以防日光老化。化。三、三、 绝缘子绝缘子 架空电力线路的导线,是利用绝缘子和金具连接固定在杆架空电力线路的导线,是利用绝缘子和金具连接固定在杆塔上的。塔上的
24、。 所以绝缘子必须有良好的绝缘性能和一定的机械强度及足所以绝缘子必须有良好的绝缘性能和一定的机械强度及足够的抗御化学杂质的侵蚀能力。够的抗御化学杂质的侵蚀能力。 通常,绝缘子的表面做成波纹形的。这是因为:通常,绝缘子的表面做成波纹形的。这是因为: 一是可以增加绝缘子的泄漏距离(又称爬电距离),同时一是可以增加绝缘子的泄漏距离(又称爬电距离),同时每个波纹又能起到阻断电弧的作用;每个波纹又能起到阻断电弧的作用; 二是当下雨时,从绝缘子上流下的污水不会直接从绝缘子二是当下雨时,从绝缘子上流下的污水不会直接从绝缘子上部流到下部,避免形成污水注造成短路事故,起到阻断上部流到下部,避免形成污水注造成短路
25、事故,起到阻断污水流的作;污水流的作; 三是当空气中的污秽物落到绝缘子上时,由于绝缘子波纹三是当空气中的污秽物落到绝缘子上时,由于绝缘子波纹的凹凸不平,污秽物质将不能均匀地附在绝缘子上,在一的凹凸不平,污秽物质将不能均匀地附在绝缘子上,在一定程度上提高了绝缘子的抗污能力。定程度上提高了绝缘子的抗污能力。 1绝缘子的类型绝缘子的类型n1.绝缘子按照材质分类绝缘子按照材质分类n绝缘子按照材质分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子、绝缘子按照材质分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子、和合成绝缘子三种。和合成绝缘子三种。瓷绝缘子瓷绝缘子n瓷绝缘子具有良好的绝缘性能、抗气候变化的瓷绝缘子具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热
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