架空输电线路知识快问快答(干货版)

职场   2024-04-23 11:34   湖南  


架空输电线路知识快问快答


01
问:为什么重冰区线路绝缘子宜采用V 型、八字型、大小伞插花I 型悬垂绝缘子串?

答:绝缘子串结冰后形成贯穿整串的冰柱,当气温回升到摄氏零度以上时冰柱开始融化,融化的冰水顺着悬垂绝缘子串边缘下淌,容易形成连续的冰水溜,从而可能造成绝缘子短路跳闸发生停电事故。在我国中南部,气温在摄氏负三度至零度并且有雨夹雪气候下,绝缘子串也很容易结冰形成冰柱。冰柱融化时同样很容易引起事故。导线悬垂串宜采用V 型、八字型、大小伞插花I 型等绝缘子型式,以及防覆冰复合绝缘子,可防止冰柱或冰水溜引起的桥接,提高绝缘子串的覆冰闪络电压,降低绝缘子冰闪概率。

▲大小伞插花I型


02
问:为什么悬垂线夹与导、地线之间应采用预绞式护线条的保护方式,不应使用铝包带?

答:预绞式护线条可有效吸收振动能量,增大悬挂点的接触面积,从而减少微风振动带来的导线疲劳受损。


▲铝包带包缠



▲预绞丝护线条包缠



03
问:为什么与横担连接的第一个金具应转动灵活且受力合理,其强度应高于串内其他金具强度;

答:因为与横担联接的第一个金具受力较为复杂,若该金具不够灵活,不但本身易受磨损,还将引起相邻的其他金具损坏,是整个金具串中的薄弱环节,因此,对联塔金具的选择,除了要求结构上灵活外,同时要求强度上提高一个等级。


04
问:为什么输电线路跨越铁路、一级及以上公路时,应尽量避免出现大档距和大高差的情况,否则应采取必要的加强措施。

答:一般而言,悬垂绝缘子串的偏移会自然缓和导、地线的纵向不平衡张力,但同时也会对铁塔产生纵向作用力,当交叉跨越耐张段内(非孤立档)出现大档距(前后档距相差悬殊)或大高差时,导、地线受温度变化或者风压影响,将产生较大的不平衡张力并通过悬垂串传递给杆塔。

在台风、覆冰等极端天气下,导、地线纵向不平衡张力相应增加,杆塔所受的实际综合荷载可能超出设计承载水平,将导致断线、掉串、杆塔受损、倾倒等严重事故,影响公共安全和民生安全,带来严重的社会影响和经济损失。

因此,输电线路跨越铁路和一级及以上公路时,应尽量避免出现大档距和大高差的情况,否则应采取必要的加强措施,如提升直线塔塔型或杆塔使用条件预留一定裕度等,提高安全度。



05
问:为什么输电线路相互交叉跨越,高电压等级的线路应架设在上方?同一电压等级的输电线路相互交叉跨越,重要线路宜架设在上方?

答:电压等级越高的输电线路,设计安全度相对较高,发生故障的概率相对较小,与其他电压等级线路交叉跨越时应架设在上方。同一电压等级线路交叉跨越时应将重要线路架设于上方,尽量减少受其他线路的影响。



06
问:主要树种的自然生长高度一般是多少?

答:主要树种的自然生长高度一般可参考以下数值:

1)桉树、圣诞树、水冬瓜树、橡胶树、西南桦为25m;

2)松树、杉树、竹林为20m;

3)橄榄树、板栗等果树为15m;

4)龙眼、荔枝、桔子等果树为12m;

5)灌木、杂树为5~10m。


07
问:为什么金具间连接不应为点接触?

答:各金具间如采用点接触会造成接触点应力集中,接触电阻增大,易造成金具损坏和发热。


▲点接触连接



08
问:为什么导线悬垂线夹及防振锤夹头应采用节能型材料,不应使用铸铁材质。

答:铸铁或铸钢均属于铁磁性材料,导线悬垂线夹及防振锤夹头围绕导线会构成闭合回路。当在导线中通入交变电流时,会在导线周围产生交变磁场,铁磁性金具材料在交变磁场中反复磁化,由于磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化而产生磁滞效应。由于磁畴的反复转向,铁磁金具内部的分子摩擦发热而造成磁滞能量损耗。同时,交变磁场在金具内部产生感应电动势和感应电流即涡流,由此进一步产生功率损耗,即涡流损耗。


▲悬垂线夹涡流损耗


研究数据表明,铁磁性金具由于磁滞损耗和涡流损耗产生的电能损耗约占输电容器的0.01%~0.03%。我国地域辽阔,输电线路使用金具数量庞大,众多金具产生的总能耗量更是相当惊人。统计数据显示,全国高压线路因可锻铸铁悬垂线夹引起的总电能损耗超过3.4亿kW•h/年,总电费损失达1.3亿元/年。

铁磁性电力金具严重的电能损耗不仅带来巨大的能源浪费和经济损失,而且由此产生的热量使金具内导线温度升高,进而导致其机械强度降低,从而降低金具长期服役的安全可靠性和耐久性。


09
问:为什么液压式上扬耐张线夹空腔应进行注脂防水处理。

答:防止雨水倒灌进入空腔,长期积聚后使线夹锈蚀。


10
问:为什么重冰区线路、强风区线路基础应采用地脚螺栓,不应使用插入式角钢。

答:在统计的多数杆塔冰灾和风灾事故中,杆塔损害的概率远大于基础,建议铁塔与基础连接采用地

脚螺栓形式替代插入角钢形式,以避免杆塔受损后影响基础使用,缩短抢修复电时间。



11
问:为什么输电线路与铁路、一级及以上公路交叉跨越,应采用不超过3 基直线塔的独立耐张段。?

答:减少直线塔数量能避免较长耐张段内不平衡张力的累积,提高跨越档的安全性,在发生断线、倒塔等事故时可有效控制事故范围,缩短抢修时间;同时防止相邻耐张段的事故(如断线、串倒等)传递至交叉跨越所在耐张段,对被跨越的铁路和一级及以上公路产生不利影响。



12
问:为什么要设置基础预偏?

答:铁塔的预偏一般是通过内外侧基础柱面的预偏高差实现,即让转角塔的内侧(受压侧)基础柱面比转角外侧(受拉侧)抬高出一个值,使铁塔在受力前先向反受力方向倾斜,保证它们受力后不向其受力的方向倾斜的目的。

预偏值一般情况按下述规定取值:

0~10°转角时,不设预偏值;

10~30°转角时,转角塔向转角外角方向预偏塔高的3‰~4‰;

30~60°转角时,转角塔向转角外角方向预偏塔高的4‰~5‰;

60~90°转角时,转角塔向转角外角方向预偏塔高的5‰~7‰;

终端塔向门架侧预偏塔高的6‰~8‰


13
问:为什么长距离输电线路需要进行换位?

答:高压输电线路正常运行时,会在架空绝缘地线上感应出静电感应电压和纵感应电动势。静电感应电压是由于三相导线与绝缘地线和大地间的电容耦合产生的。输电线路全线不换位时,220kV线路的静电感应电压可达10kV以上,500kV线路的静电感应电压在50~60kV左右。纵感应电动势是由于架空地线相对三相导线的空间位置不对称,导线磁通在绝缘地线上产生沿线分布的纵感应电动势。纵感应电动势是沿线叠加的,并与输送容量成正比。

220kV线路输送150MW·h时纵感应电动势达20V/km,500kV线路输送1200MW·h时纵感应电动势达70V/km。过高的感应电压会造成地线绝缘子间隙放电灼伤损坏,从而造成事故。

另外,三相导线的排列不对称时,各相导线的电抗和电纳不相等会造成三相电流不平衡,引起负序电流和零序电流,可能引起系统内电机的过热,并对线路附近的其他弱电线路带来不良影响。解决这些问题的简便途径是输电线路的各相导线在空中轮流交换其位置。

换位的原则是保证各相导线在空间每一位置的长度总和相等。下图为一个整循环换位,达到首端和末端相位一致。



14
问:什么是架线施工过牵引?主要注意哪些问题?

答:1)架线施工时,当弧垂调好之后,把导线固定在耐张线夹里,再把耐张线夹连同耐张绝缘子串一起挂在耐张杆塔的悬挂点上。挂的时候,需要把导线拉过挂孔一些,才能挂得上。此时导线因过分拉紧而增加的拉(应)力,成为过牵引拉(应)力。

2)一般连续档的过牵引拉力不会太大,档数较少的连续档或孤立档,特别是档距较小的孤立档,过牵引拉力可能很大,需要具体计算确定。计算原则是过牵引张力不能超过导地线、铁塔允许张力值。以免超出杆塔和导线的强度以及施工工器具的允许强度,造成不必要的安全、质量事故。

3)在构架档,一般档距较小,再加上构架、墙上挂点允许张力较小,需要以过牵引张力不超过构架、墙上挂点允许张力为计算原则,进行准确计算后,提供观测、竣工弧垂表,以保证施工过程中构架、墙上挂点的安全。

4)过牵引长度取值一般为:

①用钢绳辫绑扎牵引的,对导线取150-200mm,对钢质避雷线取50-100mm;(现在一般不使用此施工方法)

②用专用卡具拉紧的取90-120mm;(针对目前常用的平衡挂线方法可以取此数值计算)

③用可调金具拉紧的,孤立档取60-80mm,软母线取20或50mm。


15
问:为什么线路紧线时要采用降温法测量弧垂?

答:架空线实际上并不是完全弹性体,初次受张力作用后不仅产生弹性伸长,还产生永久性的塑蠕伸长。

架空线产生的永久性塑蠕伸长,在线路运行的初期最为明显,故在线路工程上称之为架空线的“初伸长”。架空线的初伸长使档内线长增加,弧垂增大,使架空线对地或跨越物的安全距离减小而造成事故。所以在线路设计时必须考虑架空线初伸长的影响。

增大架线应力法是在架线施工时适当增大架空线的架线应力,减小安装弧垂,其程度恰好能补偿因其初伸长导致的弧垂增大量,以达到长期运行的设计弧垂要求。

增大架线应力相当于将架线时的气温降低,因此架空线的初伸长对弧垂的影响,可以采用降低架线气温后的应力作为架线应力的方法来补偿,这就是恒定降温法。















本文授权转自@输电趣坛


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