输电线路设计知识点

1、1输电线路的任务就是输送电能，并联络发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网。2输送电能的线路被称为电力线路。电力线路分为输电线路和配电线路。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路称为输电线路，由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线路称为配电线路。3输电线路分类按电压等级分为高压、超高压和特高压线路。35220KV线路为高压线路（HV）,330750KV的线路为超高压线路（EHV）750KV的是特高压线路。输电线路按输送电流的性质分为交流线路和直流线路。4目前我国输电线路的电压等级有:35、（66）、110、（154）、220、330、500、750、1000KV

2、。5架空输电线路组成主要由导线（传导电流，输送电能）、地线（防止雷电直击导线和在雷击杆塔时起分流作用，对导线起耦合和屏蔽作用，降低导线上的感应过电压）、绝缘子（串）（支持或悬挂导线和地线，保证导线和杆塔间不发生闪络并使之绝缘）、线路金具（线路金具是输电线路所用金属部件（除杆塔螺栓外）的总称，其种类繁多，用途各异，其一般需要有足够的强度，与导线相连的还必须具有良好的电气性能）、杆塔和拉线（用来支持导线地线及其他附件，使导线以及地线之间彼此保持一定的安全距离，并保证导线对地面、交叉跨越物或其他建筑物等具有允许的安全距离）、杆塔基础（支承杆塔，传递杆塔所受荷载至大地）、接地装置（导泄雷电流入地，保证

3、线路具有一定的耐雷水平）等部分。6导线截面的选择应从其电气性能和经济性能两方面考虑，保证安全经济地输送电能。一般先按经济电流密度初选导线截面，再按允许电压损失、发热、电晕等条件效验。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。按经济电流密度选择按电压损耗效验按导线允许载流量效验按电晕条件效验。7地线架设的一般规定：输电线路是否架设地线，应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等来决定。在计算耐雷水平后，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。地线的选择：应满足电器和机械使用条件的要求，可选用镀锌钢

4、绞线或复合型绞线。8绝缘子的分类：常用的有针式、悬式、横担、棒形和复合绝缘子。9绝缘子串：架空导线处于绝缘的空气介质中，由于电压等级较高，为保证导线对地有必要的绝缘间隙，需将数只悬式绝缘子串联起来，与金具配合组成架空悬挂体系即绝缘子串。根据受力特点直线型杆塔组成悬垂串，耐张杆塔组成耐张串。输电线路的绝缘配合应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠的运行。10悬垂串：在线路正常运行情况下，仅承受垂直线路方向的荷载，如架空线自重、冰重、风载等；在断线情况下，还要承受断线拉力。为减少悬垂串的风偏角，可采用“V”形或“人”形及人字形等的悬垂串。11耐张串：除承受垂直线路方向的荷

5、载外，主要承受正常和断线情况下顺线方向的架空线张力。1 .架空线的振动形式以及它振动的特点和原因微风振动（小幅度振动，疲劳断线），舞动（1.垂直舞动机理2.旋转舞动机理3.动力稳定机理4.低阻尼系统共振。无规则性），次档距振动（多相导线产生的尾流效应产生的的振动），脱冰跳跃（成片的覆冰脱落）和摆动（风偏角产生的两相线距离不够）2 .微风振动的表示及防振的措施1.振动角表示2.采用动弯应变表示1.防震锤2.阻尼线3.保护条4.合理悬着架空线的平均应力何谓断线张力以及产生断线的主要原因有哪些因架空线断线，断线档的相邻档架空线所具有的水平张力，称为架空线的断线张力雷击，外力破坏，覆冰，大风，振动和压

6、接管抽签12气象条件三要素各对架空线路影响：风，覆冰和气温是线路设计需要考虑的主要气象参数，称为气象条件的三要素。风作用于架空线上形成风压，产生水平方向上的载荷，风速越高，风压越大，风载荷也就越大，风载荷使架空线的应力增大，杆塔产生附加的弯矩，会引起断线，倒杆事故。微风可以引起架空线的振动，使其疲劳破坏断线。大风可以引起架空线不同步摆动，特殊条件下会引起架空线舞动，造成相间闪络，甚至产生鞭击。风还使悬垂绝缘子串产生偏摆，可造成带电部分与杆塔构件间电气间距减小而发生闪络。覆冰增加了架空线的垂直载荷，使架空线的张力增大，同时也增大了架空线的迎风面积，使其所受水平风载荷增加加大了断线倒塔可能。覆冰的

7、垂直载荷使架空线的弧垂增大，造成对地或跨越物的电气距离减小而产生事故。覆冰后，下层架空线脱冰时，弹性能的突然释放使架空线向上跳跃，这种脱冰跳跃可引起与上层架空线之间的闪络。覆冰还使架空线舞动的可能性增大。气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低，架空线线长缩短，张力增大，有可能导致断线。气温升高，线长增加，弧垂变大，有可能保证不了对地或其他跨越物的电气距离，在最高气温下，电流引起的导线温升可能超过允许值，导致因温度升高强度降低而断线。13气象条件的重现期是指该气象条件“多少年一遇”，如年最大风速超过某一风速vR的强风平均每R年发生一次，则R即为风速vR的重现期。14设计风速的确定：对11033

8、0KV取离地面15m设计风速不得低于25m/s,500KV取离地面20m设计风速不得低于30m/s,各级电压大跨越取历年大风季节平均最低水位以上10m,山区设计风速要比平原高10%15实际覆冰和理想覆冰折算方法：常用有椭圆法和测总重法16各种气象条件的组合：最大风速：最大设计风速，无冰，相应的月平均气温（强度或刚度、工作电压下的电气间距）最低气温：最低气温，无冰，无风（强度设计、绝缘子串的上扬校验）覆冰有风：最厚覆冰，相应风速，气温-5度（强度、刚度、导线对地和凸出物电气间距）覆冰无风：最厚覆冰，无风，气温-5度（对地和跨越物电气间距的校验）最高气温：最高气温，无冰，无风（对地和跨越物电气间距

9、的校验，导体发热的条件）气象条件变化，架空线的应力随之变化。必存在一种气象条件，在该气象条件下架空线的应力最大，这一气象条件称为控制气象条件最低气温，最大风速，最后覆冰，年均气温（四个条件17线路断线事故情况下的气象组合：一般地区：无风无冰，最低气温月的平均气温。重冰区（覆冰厚度20mm以上）：无风有冰（不小于正常覆冰荷载的50%）,气温-5度。校验邻档断线：无风无冰，气温+15度18线路安装和检修情况下的气象组合：安装气象：风速10m/s,无冰，最低气温月的平均气温。带电作业：风速10m/s,无冰，气温+15度，用于带电作业的间距效验。19线路耐振计算用气象组合：无风无冰年平均气温20雷电过

10、电压气象组合：外过有风：温度15度，相应风速，无冰气象用于校验悬垂串风偏后的电气间距外过无风：温度15度，无风无冰气象用于校验架空地线对档距中央导线的保护21操作过电压气象组合：平均气温，无冰，0.5倍的最大风速22架空线的抗拉强度：23架空线的安全系数：导线的设计安全系数不应小于2.5设计安全系数宜大于导线的设计安全系数控制微风振动的平均气温气象条件下的年均运行应力，不应超过tp的25%,即此时的设计安全系数不应小于4.0悬挂点的设计安全系数不应小于2.2524对无冰架空线，线径d17mm时取ijlsc=1.125架空线的的比载及分类：作用在架空线上的机械荷载有自重、冰重和风荷载。常用单位N

11、/（m-mm2）或MPa/m。根据架空线上作用荷载的不同，相应比载有自重比载、冰重比载、风压比载等，根据作用方向的不同，比载可分为垂直比载、水平比载和综合比载。26架空线机械物理特性中，与线路设计密切相关的主要有弹性系数、温度线膨胀系数、抗拉强度等。27线长的微小变化将引起弧垂和应力的很大变化28同一档距两悬挂点间的高度差简称为高差，两悬挂点连线与水平面的夹角称为高差角29架空线的平均高度是指架空线上各点相对弧垂最低点的高度差对于档距的平均值，其大小等于架空线上各点与最低点间的高差沿档距的积分被档距除得的商。30架空线的平均应力是指架空线上各点的应力沿线长的积分对于线长的平均值。31架空线产生

12、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”。架空线路的初伸长使档内线长增加。弧垂增大，使架空线路对地或跨越物的安全距离减小而造成事故。所以在设计时必须考虑架空线初伸长的影响。32永久性塑蠕伸长包括：绞制过程中线股间没有充分张紧，受拉后线股互相挤压，接触点局部变形而产生的挤压变性伸长架空线的最终应力应变曲线和初始应力应变曲线不同，形成的塑性伸长金属体长时间受拉，内部晶体间的位错和滑移而产生的蠕动伸长拉应力超过弹性极限，进入塑性范围而产生的塑性伸长33蠕变特性主要取决于材料的分子结构、结晶方式，还与外部荷载和温度有关。34补偿初伸长的方法有：1预拉法2增大架

13、线应力法35水平档距：杆塔线夹处受到水平荷载时与水平风压比载的关系，等于杆塔两侧斜档距之和的一半。36垂直档距：杆塔线夹处受到垂直荷载时与气象条件的关系，等于杆塔两侧架空线弧垂最低点间的水平距离。37极大档距：在最低点和最高点应力都为最大值时，档距的最大值。极大档距是允许档距的下限。38允许档距：放松悬挂点应力使最低点的应力和最高点应力达到允许值在37和39间变化39极限档距：极限是允许档距的上限40连续档是指包含有若干基直线杆塔构成的耐张段41用某一个档距下架空线的应力随气象条件的变化规律，代表连续档的架空线应力随气象条件的变化规律，这个档距称为该连续档的代表档距。42因架空线断线，断线档的

14、相邻档架空线所具有的水平张力，称为架空线的断线张力。因气象条件变化，在杆塔上产生的水平张力差，称为架空线的不平衡张力43引起架空线断线的主要原因是雷击，外力破坏、覆冰、大风、振动以及压接管抽签等。44由风雪作用引起的架空线振动可分为短路振动和电晕振动。45振动产生的原因微风振动是架空线在微风作用下产生的高频低福的垂向振动架空线上的覆冰断面常呈带翼状的筒形，此时若遇强风，架空线会产生低阶固有频率的自激振动，振动振幅极大，振荡起来势如野马奔腾，称为奔马型振动，统称舞动次档距振动是风的尾流效应引起的子导线在次档距内的水平振动脱水时稍借一点外力，架空线的覆冰成片一齐崩落架空线积蓄的弹性能瞬间释放使架空

15、线跳起引起上下震动导线受稳定横向风荷作用后，产生风偏角0分裂导线在线路短路时，一相中各子导体流过同一方向的大电流，在电磁力作用下，通项的几根小导线相斥，而切断电流后，导体又在自重和拉力作用下作相反方向的振动产生振动，随着电晕现象的激化，会将带电的水微粒子射出，反作用力作用于导线上，会引起有规律的振动，46影响微风振动的因素很多，主要有风速和风向，地形和地物，架空线结构和材料，档距长度和悬挂体系以架空线使用张力支，47微风振动强度的表示方法：采用振动角表示采用动弯应变表示48常用防振措施：防振锤阻尼线护体条合理选择架空线的平均运行应力，49JL/G1B-500-45/7表示由45根，硬铝线和7根

16、，B级镀层普通强度镀锌钢线绞成的钢芯铝绞线，其中硬铝线的面积为500平方毫米50地线保护角：500KV采用1015,300KV及220KV采用20左右，山区110KV单地线线路采用25左右51档距中央与地线的距离D10.012L（档距）+152重现期：110-330KV-15年500KV-30年大跨越100-330KV-30年500KV-50年53状态方程含义，架空线从一种气象条件改变到另一种气象条件下各参数之间的关系方程。54控制气象条件：气象条件，架空线应力随之变化，必存在一种气象条件下架空线应力最大，这一条件成为控制气象条件55常用单位长度荷载折算的单位面积定义为比载56杆塔定位：根据选

17、定路径在平断面图上合理安排杆塔位置的工作（室内定位，室外定位）57不同地形的活动比例尺不同定位原则：杆塔的位置，档距地位置，杆塔的选用，58解决摇摆角过大：调整杆塔位置，加挂重锤，采用绝缘子串固定方式，换用较高杆塔，降低导线使用应力。59有线杆塔的上拔校验：a最小弧垂模板校验b上拔临界有线验证60架空线运行条件检验：架空线悬挂点应力校验，架空线悬垂角校验61地线在杆塔处断开，改用而招长连接62定位高度：a对直线*f塔：HD=H-d-入-rb.耐张：HD=H-d-r外过电压，内过电压，运行电压，带电作业1输电线路的任务是输送电能，联络各发电厂变电所使之并列运行，实现电力系统联网2线长的微小变化将

18、引起弧垂和应力的很大变化3假设架空线比载沿其线长、斜档距和档距l均布可分别导出悬链线、斜抛物线和平抛物线方程的4架空线的平均高度位于档距中央架空线以上fm/3（fm最大弧垂）处，其平均应力应等于架空线平均高度处的应力架空线的平均高度是指架空线上各个点相对弧垂最低点的高差对于档距的平均值架空线的平均应力是指架空线上各点的应力沿线长的积分对于线长的平均值5档内悬挂线长的变化主要由悬挂线的垂力弹性伸长量和温度伸长量的变化引起6刚性架空线对弧垂的影响较小，对线夹出口处弯曲应力的影响较大7架空线上任一点处的弧垂与相当简支梁上的该点弯矩Mx的大小成正比，与架空线的水平张力成反比8补偿架空线初伸长的方法有预

19、拉法和增大架线应力法两类9若临界比载大于最大垂直比载3最大弧垂发生在最高气温气象条件（杆塔定位校验及临界条件）10在防振锤防振设计中，主要是确定防振锤的型号、安装个数和安装11在JL/G1B-500-45/7GE/T1179-1999中，500表示硬铝线截面积45表示硬铝线根数7表示镀锌钢线根数12导线换位的实现方式主要有直线杆塔换位，耐张杆塔换位，悬空换位三种13由收集来的非设计高度的4次定时2min平均年最大风速得到最大设计风速，一般应经过风速的次时换算，风速的高度换算和风速的重现期计算三个步骤14按“110-500kV架空送电线路设计技术规程（DL/T5092-1999）”的规定，导线的设计安全系数不小于2.5,悬挂点的安全系数不小于2.25,校验稀有风速和稀有覆冰气象时，导线15应力大于综合拉断力的60%,悬挂点的应力不大于综合拉断力的66%,地线的安全系数宜大于导线的设计安全系数16外过有风（15C相应风速无冰）气象用于校验悬垂串风偏后的电气间距，外过无风（15C无风无冰）气象用于校验架空地线对档距中央导线的保护17不论何种架空线、何种气象条件，只要比值/相同，档内架空线悬挂曲线形状就相同18已知某档档距为1,高差为h,架空线的悬挂曲线长度为L,则相同条件下等高悬点架空线的悬挂曲线长度Lh=0=Vl?2-hA219某耐张段架空线的百米弧垂f100