4.3.2.1 输电线路
用绝缘子和杆塔将裸导线架设于空中的电力线路。与电力电缆线路相比,架空输电线路建设成本低、施工周期短、运行维护方便,是电力工业采用的主要输电方式。通常所称的输电线路就是指架空输电线路。通过不同电压等级的架空输电线路将不同地区的发电厂、变电站、负荷点连接起来,输送或变换电能,构成电力网络。电压等级在110kV以下的线路属于配电线路。架空输电线路主要由杆塔、杆塔基础、导线、地线、绝缘子、金具、接地装置以及附属设施等部分组成。
1.输电杆塔
在架空输电线路中支承导线、架空地线及其他附件的构筑物。杆塔主要有五种分类方法:按照杆塔主要结构形式分为铁塔和杆;按照杆塔在输电线路中的功能分为悬垂型杆塔和耐张型杆塔;按照杆塔支承导线的回路数分为单回路杆塔、双回路杆塔和多回路杆塔;按照杆塔是否带拉线分为带拉线杆塔和自立式杆塔;按照导线传输电力的电压电流方式分为交流线路杆塔和直流线路杆塔。较常见的杆塔类型有:木杆、钢筋混凝土杆、钢管杆、门型杆塔、拉线V型杆塔、酒杯型塔、猫头型塔、干字型塔、上字型塔、鼓型塔、伞型塔、紧凑型塔等。由于各国的具体条件不同,在使用塔型的习惯上有差异,中国的高压输电线路多用铁塔。
2.杆塔基础
置于地基中,将杆塔荷载传递到地基中的结构。杆塔基础通常采用混凝土、钢筋混凝土、钢材、型钢混凝土等结构。根据工程需要,杆塔基础做成多种结构型式。中国架空输电线路常用的有现浇基础、装配式基础、桩基础、岩石基础以及底盘、卡盘和拉线盘基础等型式。按照施工方法分类,一般分为开挖回填类基础,掏挖基础,岩石基础,钻孔灌注桩基础,打入桩基础,底盘、卡盘和拉线盘基础和其他特殊类型基础。
3.导线和地线
导线是固定在杆塔上用于输送电能的金属线,是架空输电线路的重要组成部分。导线的主要作用如下:(1)传导电流,输送电能;(2)起悬链线作用,将自重很大的导线通过绝缘子悬挂于杆塔或构架上。一般输电线路均采用裸导线,每相一根。对于超(特)高压、大容量输电线路,为了减少电晕损耗和电晕干扰以及提高输电能力,多采用两根或多根导线组成的分裂导线。采用分裂导线能够输送较大的电能,而且电能损耗少,具有良好的防振性能。导线在杆塔上的排列方式因回路数不同而有所区别。对于单回线路,可采用上字形、三角形或水平排列,对于双回线路,可采用伞形、倒伞形、干字形或六角形排列。
导线在运行过程中,常年承受拉力,并受到风、冰、雨、雪和温度变化的影响以及大气中所含化学杂质的侵蚀。因此导线所用材料应具有良好的导电性能、足够的机械强度以及较强的耐振动疲劳和大气腐蚀的能力。铜是导电性能很好的金属,且耐腐蚀,但比重大,价格高,且机械强度不能满足大档距的要求,现在的输电线路一般不采用铜导线。铝的导电性能比铜低,但比重小,价格低,在电阻值相等的条件下,铝导线的质量只有铜导线的一半左右。因此金属铝是用作导线的理想候选材料。然而,铝的机械强度较低,在运行过程中表面会形成致密氧化膜,导电性能降低,故在高压配电线路应用较多,输电线路一般不采用铝绞线。钢的机械强度高,但导电性能和耐腐蚀性能差,一般只用作地线或拉线,不用作导线。铝的导电性能好,钢的机械强度高,如果导线的内部几股是钢线,以承受拉力,外部为多股铝线,以传导电流。由于电流的集肤效应,电流主要从导体外层通过,这就充分利用了铝和钢的优势,取长补短,相互配合。目前架空输电线路几乎全部采用钢芯铝绞线,作为良导体地线和载波通道用的地线,也采用钢芯铝绞线。绞线的优点是易弯曲。绞线的相邻两层绞向相反,一则不易反劲松股,再则每层绞线之间距离较大,增大线径,有利于降低电晕损耗。钢芯铝绞线的特点是通流能力大,这取决于铝股的横截面的大小,允许承受的拉力大,这取决于钢芯的横截面的大小。钢芯铝绞线除正常型外,还有减轻型和加强型两种。
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