第二章 架空配電線路

Page 1 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)第二章 架空配電線路 上海電力學院張周勝2010年11月1日1Page 2 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)1 1、架空線路的構成元件架空線路的構成元件2、架空線路的敷設、架空線路的敷設3、架空絕緣導線、架空絕緣導線內容內容2Page 3 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)架空線路由架空線路由導線、電桿、絕緣子和線路金具導線、電桿、絕緣子和線路金具等主要元件組成，如圖等主要元件組成，如圖1所示。所示。 圖圖1 架空線路的結構架空線路的結構a) 低壓架空線路低壓架空線路 b) 高壓架空線路高壓架空線路1低壓導線低壓導線 2針式絕緣子針式絕緣子 3、5橫擔橫擔 4低壓電桿低壓電桿 6高壓懸式絕緣子高壓懸式絕緣子 7線夾線夾 8高壓導線高壓導線 9高壓電桿高壓電桿 10避雷線避雷線 (1) 架空線路的導線架空線路的導線 1）導線的作用和要求）導線的作用和要求作用作用 是架空線路的主體，擔負著輸送電是架空線路的主體，擔負著輸送電能的任務。能的任務。要求要求 必須考慮導電性能、截面、絕緣、必須考慮導電性能、截面、絕緣、防腐性、機械強度等要求；此外，還要求重防腐性、機械強度等要求；此外，還要求重量輕、投資省、施工方便、使用壽命長。量輕、投資省、施工方便、使用壽命長。 2）架空導線的類型）架空導線的類型 按電壓分按電壓分 低壓導線低壓導線 常用低壓架空導線額定電壓為常用低壓架空導線額定電壓為220380V。 高壓導線高壓導線 高壓架空導線的額定電壓大多高壓架空導線的額定電壓大多為為10kV及以上。及以上。 按導線材料分按導線材料分 銅線銅線 導電性能好，機械強度高，耐腐導電性能好，機械強度高，耐腐蝕，但價格貴。蝕，但價格貴。架空線路的構成元件架空線路的構成元件3Page 4 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 鋁導線鋁導線 導電性能、機械強度和耐腐蝕性雖比銅導線差，但它質輕價廉，導電性能、機械強度和耐腐蝕性雖比銅導線差，但它質輕價廉，因此在可以以鋁代銅的場合，應優(yōu)先采用。因此在可以以鋁代銅的場合，應優(yōu)先采用。 鋼線鋼線 機械強度很高，且價廉，但導電性差，功率損耗大，并且易生銹，機械強度很高，且價廉，但導電性差，功率損耗大，并且易生銹，所以，所以，鋼線一般只用作避雷線鋼線一般只用作避雷線，而且必須鍍鋅、其最小使用截面不得小于，而且必須鍍鋅、其最小使用截面不得小于25mm2 。 按導線結構分按導線結構分 裸導線裸導線 高壓架空導線一般采用裸導線高壓架空導線一般采用裸導線 單股線單股線 多股絞線多股絞線 架空導線一般采用多股絞線架空導線一般采用多股絞線a) 鋁絞線鋁絞線(LJ) 架空線路的導線一般采用鋁絞線架空線路的導線一般采用鋁絞線b) 銅絞線（銅絞線（TJ） 在有鹽霧或化學腐蝕氣體存在的地區(qū)，宜采用防腐鋼芯鋁絞在有鹽霧或化學腐蝕氣體存在的地區(qū)，宜采用防腐鋼芯鋁絞線線(LGJF)或銅絞線?；蜚~絞線。c) 鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線(LGJ) 機械強度要求較高和機械強度要求較高和35KV及以上的架空線路上宜采用鋼及以上的架空線路上宜采用鋼芯鋁絞線（外層為鋁線，作為載流部分；內層線芯是鋼線，以增強機械強度）。芯鋁絞線（外層為鋁線，作為載流部分；內層線芯是鋼線，以增強機械強度）。 絕緣導線絕緣導線 低壓架空導線大多采用絕緣導線。低壓架空導線大多采用絕緣導線。尤其是工廠、城市尤其是工廠、城市10KV及及以下的架空線路，如安全距離不能滿足要求，或者靠近高層建筑、繁華街道及以下的架空線路，如安全距離不能滿足要求，或者靠近高層建筑、繁華街道及人口密集區(qū)，還有空氣嚴重污染和建筑施工場所。人口密集區(qū)，還有空氣嚴重污染和建筑施工場所。4Page 5 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)（2）電桿、橫擔和拉線）電桿、橫擔和拉線 。 1）電桿）電桿 作用及特點作用及特點 是支持導線及其附屬的橫擔、絕緣子等的支柱，是架空線路最基本的元件之是支持導線及其附屬的橫擔、絕緣子等的支柱，是架空線路最基本的元件之一。一。它應有足夠的機械強度，盡可能經(jīng)久耐用，價廉，且便于搬運和安裝。它應有足夠的機械強度，盡可能經(jīng)久耐用，價廉，且便于搬運和安裝。 電桿按材料分電桿按材料分 水泥桿水泥桿 目前以水泥桿應用最為普遍，它使用年限長，機械強度高，維護目前以水泥桿應用最為普遍，它使用年限長，機械強度高，維護簡單，成本低，但重量大，搬運安裝不便。簡單，成本低，但重量大，搬運安裝不便。 金屬桿金屬桿 金屬桿分鋼管桿、型鋼桿和鐵塔金屬桿分鋼管桿、型鋼桿和鐵塔，它機械強度大，維修量小，使，它機械強度大，維修量小，使用年限長，但維修費用高、價格貴，因此，用年限長，但維修費用高、價格貴，因此，主要用于主要用于110KV以上的高壓架空以上的高壓架空線路上；線路上；35kV及以上線路和及以上線路和l0kV線路的終端桿一般用鐵塔。線路的終端桿一般用鐵塔。 木桿木桿 木桿雖便于加工和運輸，但壽命短，又浪費木材，現(xiàn)以基本淘汰。木桿雖便于加工和運輸，但壽命短，又浪費木材，現(xiàn)以基本淘汰。 按電桿在架空線路中的地位和功能分按電桿在架空線路中的地位和功能分直線桿直線桿(中間桿中間桿)、分段桿、分段桿(耐張桿耐張桿)、分支桿、轉角桿、終端桿、跨越桿等型式、分支桿、轉角桿、終端桿、跨越桿等型式。圖圖2是各類型電桿在低壓架空線路上的應用。是各類型電桿在低壓架空線路上的應用。5Page 6 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 圖圖2 架空線路的桿型及應用架空線路的桿型及應用1、8、13、16終端桿終端桿 2、6分支桿分支桿 14轉角桿轉角桿 3、4、5、7、9、10、15直線桿（中間桿）直線桿（中間桿） 5分段桿（耐張桿）分段桿（耐張桿） 11、12跨越桿跨越桿2）橫擔）橫擔 作用作用 安裝在電桿的上部，用于安裝絕緣子以安裝在電桿的上部，用于安裝絕緣子以固定導線。固定導線。 類型類型 常用的有常用的有鐵橫擔、木橫擔和瓷橫擔鐵橫擔、木橫擔和瓷橫擔。注：從保護環(huán)境和經(jīng)久耐用看，現(xiàn)在普遍采用注：從保護環(huán)境和經(jīng)久耐用看，現(xiàn)在普遍采用的是鐵橫擔和瓷橫擔，一般不用木橫擔。的是鐵橫擔和瓷橫擔，一般不用木橫擔。 瓷橫擔特點瓷橫擔特點 具有良好的電氣絕緣性能，一旦發(fā)生斷線故障具有良好的電氣絕緣性能，一旦發(fā)生斷線故障時它能作相應的轉動，以避免事故的擴大；結時它能作相應的轉動，以避免事故的擴大；結構簡單，安裝方便，便于維護，構簡單，安裝方便，便于維護，在在l0kV及以下及以下的高壓架空線路中廣泛應用。的高壓架空線路中廣泛應用。但瓷橫擔脆而易但瓷橫擔脆而易碎，在運輸和安裝中要注意。圖碎，在運輸和安裝中要注意。圖3為高壓電桿上為高壓電桿上安裝的瓷橫擔。安裝的瓷橫擔。圖圖 3 10KV電桿上的瓷橫擔電桿上的瓷橫擔110KV導線導線 2瓷橫擔瓷橫擔 3水泥桿水泥桿6Page 7 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 3） 拉線拉線 作用作用 用于平衡電桿所受到的不平衡作用力，并用于平衡電桿所受到的不平衡作用力，并可抵抗風壓防止電桿傾倒，如圖可抵抗風壓防止電桿傾倒，如圖4所示。所示。在受力不在受力不平衡的轉角桿、分段桿、終端桿上需裝設拉線。平衡的轉角桿、分段桿、終端桿上需裝設拉線。圖圖4 拉線的結構拉線的結構1電桿電桿 2抱箍抱箍 3上把上把 4拉線拉線 5腰把腰把 7底把底把 8地盤地盤 要求要求 拉線必須具有足夠的機械強度拉線必須具有足夠的機械強度并要保證拉緊。并要保證拉緊。注：為了保證其絕緣性能，其上把、腰注：為了保證其絕緣性能，其上把、腰把和底把用鋼絞線制作，且均須安裝拉把和底把用鋼絞線制作，且均須安裝拉線絕緣子進行電氣絕緣。線絕緣子進行電氣絕緣。（3） 絕緣子和金具絕緣子和金具 1）絕緣子（瓷瓶）絕緣子（瓷瓶） 作用作用 用于固定導線并使導線和電用于固定導線并使導線和電桿絕緣。應有足夠的電氣絕緣強度和桿絕緣。應有足夠的電氣絕緣強度和機械強度。機械強度。 線路絕緣子有高壓和低壓兩類。線路絕緣子有高壓和低壓兩類。圖圖5為高壓線路絕緣子的外形結構。為高壓線路絕緣子的外形結構。7Page 8 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 針式絕緣子按針腳長短分有長腳絕緣子和短腳絕緣子。長腳絕緣子針式絕緣子按針腳長短分有長腳絕緣子和短腳絕緣子。長腳絕緣子用在木橫擔上，短腳絕緣子用在鐵橫擔上。用在木橫擔上，短腳絕緣子用在鐵橫擔上。 蝴蝶式絕緣子用在耐張桿、轉角桿和終端桿上。蝴蝶式絕緣子用在耐張桿、轉角桿和終端桿上。 拉線絕緣子用在拉線上，使拉線上下兩段互相絕緣。拉線絕緣子用在拉線上，使拉線上下兩段互相絕緣。2） 金具金具 作用作用 用于安裝和固定導線、橫擔、絕緣子、拉線等的金屬附件。用于安裝和固定導線、橫擔、絕緣子、拉線等的金屬附件。 常用的金具如圖常用的金具如圖6所示。所示。8Page 9 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 圖圖6 常用的金具常用的金具 (a)圓形抱箍圓形抱箍 b) 帶凸抱箍帶凸抱箍 c) 支撐扁鐵支撐扁鐵d) 穿心螺栓穿心螺栓 e) 橫擔墊鐵橫擔墊鐵 f) 橫擔抱箍橫擔抱箍 g) 花籃螺絲花籃螺絲9Page 10 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng) 圓形抱箍把拉線固定在電桿上圓形抱箍把拉線固定在電桿上 花籃螺絲可調節(jié)拉線的松緊度花籃螺絲可調節(jié)拉線的松緊度 橫擔墊鐵和橫擔抱箍用來把橫擔固定在電桿上橫擔墊鐵和橫擔抱箍用來把橫擔固定在電桿上 支撐扁鐵從下面支撐橫擔，防止橫擔歪斜支撐扁鐵從下面支撐橫擔，防止橫擔歪斜 帶凸抱箍用來固定支撐扁鐵帶凸抱箍用來固定支撐扁鐵 穿心螺栓用來把木橫擔固定在木電桿上穿心螺栓用來把木橫擔固定在木電桿上10Page 11 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)（1） 敷設要求敷設要求 必須嚴格遵守有關技術規(guī)程和操作規(guī)程，自始至終重視安全必須嚴格遵守有關技術規(guī)程和操作規(guī)程，自始至終重視安全教育，采取安全保障措施，防止發(fā)生事故，并嚴格保證工程質量，竣工后必教育，采取安全保障措施，防止發(fā)生事故，并嚴格保證工程質量，竣工后必須嚴格按規(guī)定的手續(xù)和項目進行檢查驗收，才能投入使用。須嚴格按規(guī)定的手續(xù)和項目進行檢查驗收，才能投入使用。（2）路徑和桿位的選擇）路徑和桿位的選擇 1）應綜合考慮運行、施工、交通條件和路徑長度等因素。（）應綜合考慮運行、施工、交通條件和路徑長度等因素。（路徑要短，轉路徑要短，轉角要少，要運輸方便施工容易利于巡視和維修。角要少，要運輸方便施工容易利于巡視和維修。） 2) 宜沿道路平行架設，避免通過行人、車輛、起重機械等頻繁活動的地區(qū)及露宜沿道路平行架設，避免通過行人、車輛、起重機械等頻繁活動的地區(qū)及露天堆放場而導致的交通與人行困難。天堆放場而導致的交通與人行困難。 3）宜盡可能減少與其他設施的交叉或跨越建筑物，并與建筑物保持一定的距離。）宜盡可能減少與其他設施的交叉或跨越建筑物，并與建筑物保持一定的距離。4) 避免低洼積水、多塵、有腐蝕性化學氣體的場所及有爆炸物和可燃液避免低洼積水、多塵、有腐蝕性化學氣體的場所及有爆炸物和可燃液(氣氣)體的生體的生產廠房、倉庫、貯罐等場所。產廠房、倉庫、貯罐等場所。架空線路的敷設架空線路的敷設5) 應與工廠及城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境美化、網(wǎng)絡改造等協(xié)調配合，并適當考慮今后的應與工廠及城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境美化、網(wǎng)絡改造等協(xié)調配合，并適當考慮今后的發(fā)展。發(fā)展。11Page 12 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)（3）導線的排列）導線的排列 1）三相四線制低壓架空線路的導線）三相四線制低壓架空線路的導線 采用水平排列，如圖采用水平排列，如圖7a所示。中性線的截所示。中性線的截面較小，機械強度較差，一般架設在中間靠近電桿的位置。如線路沿建筑物架面較小，機械強度較差，一般架設在中間靠近電桿的位置。如線路沿建筑物架設，應靠近建筑物。中性線的位置不應高于同一回路的相線，同一地區(qū)內中性設，應靠近建筑物。中性線的位置不應高于同一回路的相線，同一地區(qū)內中性線的排列應統(tǒng)一。線的排列應統(tǒng)一。圖圖7 導線在電桿上的排列方式導線在電桿上的排列方式1電桿電桿 2橫擔橫擔 3導線導線 4避雷線避雷線12Page 13 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)2）三相三線制架空線的導線）三相三線制架空線的導線 采用三角形排列，如圖采用三角形排列，如圖7b、c所示，也有水平排所示，也有水平排列如圖列如圖7f所示。所示。 對同一級負荷供電的雙電源線路不得同桿架設。對同一級負荷供電的雙電源線路不得同桿架設。 不同電壓的線路同桿架設時，電壓較高的導線在上方，電壓較低的導線在下方。不同電壓的線路同桿架設時，電壓較高的導線在上方，電壓較低的導線在下方。 動力線與照明線同桿架設時，動力線在上，照明線在下。動力線與照明線同桿架設時，動力線在上，照明線在下。 僅有低壓線路時，廣播通信線在最下方。僅有低壓線路時，廣播通信線在最下方。4）架空線路的排列相序應符合下述規(guī)定：）架空線路的排列相序應符合下述規(guī)定： 高壓線路：面向負荷從左至右為高壓線路：面向負荷從左至右為L1、L2、L3； 低壓線路：面向負荷從左至右為低壓線路：面向負荷從左至右為L1、N、L2、L3（4）架空線路的檔距、弧垂和其他距離）架空線路的檔距、弧垂和其他距離 1） 架空線路的檔距架空線路的檔距(跨距跨距) 指同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離，如圖指同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離，如圖8所示。所示。2）架空線路導線的弧垂，又稱弛垂）架空線路導線的弧垂，又稱弛垂 是指架空線路一個檔距內導線最低點與兩是指架空線路一個檔距內導線最低點與兩端電桿上導線固定點間的垂直距離，如圖端電桿上導線固定點間的垂直距離，如圖8所示。所示。 導線的弧垂不宜過小導線的弧垂不宜過小 弧垂過小會使導線所受的內應力增大，遇大風時易吹斷，弧垂過小會使導線所受的內應力增大，遇大風時易吹斷，而天冷時又容易收縮繃斷；而天冷時又容易收縮繃斷； 導線的弧垂不宜過大導線的弧垂不宜過大 如果弧垂過大，不但浪費導線材料，而且導線擺動時容如果弧垂過大，不但浪費導線材料，而且導線擺動時容易導致相間短路。易導致相間短路。 13Page 14 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)（5） 架空線路的線間距離、導線對地面和水面的距離、架空線和各種設架空線路的線間距離、導線對地面和水面的距離、架空線和各種設施接近、交叉的距離以及上述的檔距、弧垂等，在施接近、交叉的距離以及上述的檔距、弧垂等，在GB500611997等的技等的技術規(guī)程中都有規(guī)定，設計和安裝時須嚴格遵守。術規(guī)程中都有規(guī)定，設計和安裝時須嚴格遵守。圖圖8 架空導線的檔距和弧垂架空導線的檔距和弧垂a) 平地架空線路平地架空線路 b) 坡地架空線路坡地架空線路14Page 15 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)架空絕緣導線在國際上已有近架空絕緣導線在國際上已有近30年的歷史，而且很多國家都有各自的標準，年的歷史，而且很多國家都有各自的標準，我國近幾年來在該方面也有所發(fā)展。我國近幾年來在該方面也有所發(fā)展。 （1）特點（和架空裸導線相比較特點（和架空裸導線相比較）1）耐壓水平高；）耐壓水平高；2）當發(fā)生斷線故障時，僅在兩個斷頭上有電，減少了對周圍的危害范圍和程）當發(fā)生斷線故障時，僅在兩個斷頭上有電，減少了對周圍的危害范圍和程度；度；3）可縮小線間距離，降低線路上的電壓降；）可縮小線間距離，降低線路上的電壓降；4）受環(huán)境影響小，使用壽命比裸導線要長；）受環(huán)境影響小，使用壽命比裸導線要長；5）載流量比同截面的裸絞線的載流量大，而且截面愈大，超過的也愈大。）載流量比同截面的裸絞線的載流量大，而且截面愈大，超過的也愈大。 （2）敷設方式）敷設方式 1）吊在鋼索上成束架設；）吊在鋼索上成束架設；2）采用傳統(tǒng)的裸導線方式架設；）采用傳統(tǒng)的裸導線方式架設；3）將絕緣線緊密接觸進行平行架設。）將絕緣線緊密接觸進行平行架設。（3）種類）種類 我國現(xiàn)已能生產額定電壓至我國現(xiàn)已能生產額定電壓至10kV的架空絕緣導線，并在供電的架空絕緣導線，并在供電部門得到使用，且效果良好。部門得到使用，且效果良好。架空絕緣導線架空絕緣導線15Page 16 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)1） 10kV絕緣導線主要采用交聯(lián)聚乙烯絕緣導線，有兩種型號：銅芯交絕緣導線主要采用交聯(lián)聚乙烯絕緣導線，有兩種型號：銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣導線和鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣導線。聯(lián)聚乙烯絕緣導線和鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣導線。2）低壓塑料絕緣導線有以下幾種：）低壓塑料絕緣導線有以下幾種：JV型型(銅芯聚氯乙烯絕緣線銅芯聚氯乙烯絕緣線)、JLV型型(鋁芯聚氯乙烯絕緣線鋁芯聚氯乙烯絕緣線)、JY型型(銅芯聚乙烯絕緣線銅芯聚乙烯絕緣線)、JLY型型鋁芯聚乙烯鋁芯聚乙烯絕緣線絕緣線以及以及JLYJ型型(銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣導線銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣導線)等。等。16Page 17 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)硬母線硬母線（水平布置平放）（水平布置平放）軟母線軟母線A、B、C三相分別漆上黃色、綠色、紅色17Page 18 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)輸電線路目前實際運行的在線監(jiān)測技術有:輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)輸電線路氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)導線溫度及動態(tài)增容在線監(jiān)測系統(tǒng)輸電線路覆冰雪在線監(jiān)測系統(tǒng)輸電導線舞動在線監(jiān)測系統(tǒng)輸電線路驅鳥裝置輸電線路防盜報警監(jiān)測系統(tǒng)18Page 19 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)MT系列輸電線路溫度在線監(jiān)測裝置及安裝外貌DTM560架空導線測溫系統(tǒng) 19Page 20 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)桿塔視頻防盜終端及系統(tǒng)工作程序 20Page 21 配電設備及系統(tǒng)配電設備及系統(tǒng)21