2.1电力线路的基本结构解析课件

1、第二章 电力线路基本知识及机械计算第1页，共59页。第2页，共59页。3第一节 电力线路的基本结构（一）什么是电力线路 输送电能的线路统称为电力线路。 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及电力系统之间的联络线称为输（送）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。第3页，共59页。4 电力线路由导线和杆塔及其它器件构成，将 发电厂、变电站、用户互相连接，构成电力 系统或电力网，用以输送电能。 电力线路从其担负的输送电能的能力可分为 输电线路、高压配电线路、低压配电线路。第4页，共59页。 从发电厂或变电站升压，把电力输送到降压变电站的高

2、压电力线路，叫输电线路。电压一般在35kV以上。 降压变电站把电力送到配电变压器的电力线路，叫高压配电线路。电压一般在3kV，6kV，10kV。 从配电变压器把电力送到一般用户的线路，叫低压配电线路，电压一般为380V，220V。线路的基本概念 第5页，共59页。6 （二）电力线路的类型 根据电力线路架设的方式不同，电力线路可分为架空电力线路和电力电缆。 第6页，共59页。7（三）架空电力线路 架空电力线路由导线、杆塔、绝缘子、防震锤、避雷线及金具等主要器件构成。导线杆塔绝缘子避雷线第7页，共59页。81导线的结构 导线的功能是用于输送电能，是电力线路的主要组成部分，它不但要具有良好的导电性能

3、，同时还应具备机械强度高、抗腐蚀性强、质轻价廉等特点。 第8页，共59页。（1）按导线的结构可分为单股导线、多股导线和空心导线。单股线一种金属的多股导线两种金属的多股导线第9页，共59页。（2）按导线使用的材料可分为：铝绞线（LJ）： 导电率高，质轻价廉。 但机械强度差，耐腐蚀性差，多用于档距不大 的10kV以下的架空线路。钢芯铝绞线（LGJ）： 多股铝线绕在钢芯外层。 由于集肤效应电流主要从铝导线通过，而机械载荷主要由钢芯承担。因其机械强度大，在架空线路中广泛应用。 机械载荷：机械设备所承担的负载及意外冲击的影响，如力，扭矩等第10页，共59页。铝合金绞线（LHJ）： 机械强度大，防腐蚀性能

4、好，导电率高，应用于一般输配电线路。铜绞线（TJ）： 导电率高于铝绞线，机械强度大，防腐蚀性能好，但是成本高。钢绞线（GJ）： 机械强度高，但导电率差，且易生锈、集肤效应严重，只用于电流小、年利用率低的线路及避雷线。第11页，共59页。12（3）导线的型号 架空线路导线的型号由导线材料、结构、载流截面积三部分表示。 例如：LGJJ-300表示加强型钢芯铝绞线，截面积300mm2。导线截面积300mm2加强型绞线钢芯铝导线L G J J 300 第12页，共59页。13（4）导线的适用输配电线路采用多股裸导线，若输送功率大，对导线的机械强度要求高，应采用钢芯铝导线。（钢芯铝导线广泛采用在35kV

5、及以上的线路中）220kV及以上的线路，采用分裂导线或扩径导线。（为减少电晕和干扰，提高线路的输电能力）架空线一般采用裸露导线。低压配电线路一般使用外包绝缘导线。第13页，共59页。14 避雷线的作用是将雷电吸引到自身来，并将雷电流安全引入大地，从而保护架空线路免受雷击。 避雷线又称架空地线，一般采用钢绞线。避雷线避雷线第14页，共59页。15避雷线第15页，共59页。16第16页，共59页。按承受荷载状况分类直线杆塔承力杆塔耐张杆塔转角杆塔分支杆塔终端杆塔换位杆塔 在架空电力线路中杆塔的作用是架设固定导线。 根据杆塔在电力线路中的位置和受力情况，又分为不同类型。2、杆塔转角杆耐张杆直线杆第1

6、7页，共59页。18输电线路的术语档距相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离称为档距，用字母L表示。弧垂导线上任意点到悬挂点连线之间在铅垂方向的距离，用字母 f表示。限距导线到地面的最小距离，用字母h表示。耐张段两个耐张杆塔之间的距离。hLf第18页，共59页。1、直线杆塔 （中间杆塔） 直线杆塔位于线路的直线段上，用于支撑线路的垂直荷载（如重力）和水平荷载（如风荷），因为安装在两个耐张杆塔之间又称中间杆塔。 直线杆塔上的导线是用线夹和悬式绝缘子串挂在横担上。 直线杆塔在正常情况下，支撑线路的垂直和水平荷载；当杆塔一侧发生断线时，它要承受相邻两档导线的不平衡张力。 直线杆塔在架空线路中用的最多，约占

7、杆塔数的80%。第19页，共59页。直线杆塔第20页，共59页。2022/8/4直线杆塔型杆塔防振锤均压环直线杆第21页，共59页。2、耐张杆塔 线路在运行中可能发生断线事故，为了防止事故的扩大，在一定距离内安装耐张杆塔。 耐张杆塔承受线路正常纵向张力和事故时的断线张力。耐张杆塔上的导线是用耐张绝缘子串（或碟式绝缘子）和耐张线夹固定在杆塔上。 耐张杆塔在正常情况下，承受与直线杆塔相同的荷载，承受导线和避雷线的不平衡张力。 当杆塔一侧发生断线时，它要承受断线张力，防止整个线路杆塔顺线路方向倾倒，将线路故障（如断线、倒杆）限制在一个耐张段内。第22页，共59页。2022/8/4耐张杆塔直跳式用并沟

8、线夹，其耐张线夹为螺栓式第23页，共59页。耐张杆塔第24页，共59页。3、转角杆塔 线路所经的路径尽量走直线，在需要改变线路走向的转弯处设置的杆塔叫转角杆塔。 由于两侧导线的张力不在一条直线上，因而除承受线路的垂直和水平荷载外，还有角度力。线路拉力线路拉力角度力转角第25页，共59页。第26页，共59页。4、终端杆塔 终端杆塔用于线路的首端和终端，由于杆塔上只有一侧有导线，所以承受线路单侧全部的拉力。 5、分支杆塔 分支杆塔设置在分支线路与干线相连接的地方。6、跨越杆塔 跨越杆塔用于线路跨越铁路、河流、山谷及其他交叉跨越的地方。当跨越档距较大时，采用特殊设计的跨越杆塔。第27页，共59页。2

9、022/8/4V字型拉线铁塔第28页，共59页。2022/8/4750千伏青海官亭至兰州东输电线路 是我国首条电压等级最高、世界海拔最高的输变电工程，线路全长156公里，有308座铁塔，直线塔248座，耐张塔60座。中间相采用V形绝缘子酒杯型铁塔第29页，共59页。2022/8/4猫头型杆塔 两分裂导线三角形布置方式，但中间相未用“V”形绝缘子串第30页，共59页。按导线在杆塔上的排列方式三角形、上字形、水平形、伞形、倒伞形、干字形、鼓形。31第31页，共59页。32金具的作用 金具是用于固定导线、绝缘子、横担等的金属部件，是用于组装架空线路的各种金属零件的总称。常用的几种金具：（1）线夹悬垂

10、线夹将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上或将 避雷线悬挂在直线杆塔上，也可以用于换位杆塔上支持换位导线以及非直线杆塔上跳线的固定。3、金具悬垂绝缘子串悬垂线夹第32页，共59页。耐张线夹主要作用是将导线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上或将避雷线固定在直线杆塔上。耐张绝缘子串耐张线夹第33页，共59页。2022/8/4金具线夹悬垂式线夹正装螺栓型线夹倒装螺栓型线夹压缩型线夹楔型线夹（地线用）楔型线夹（拉线用）螺旋型线夹第34页，共59页。35第35页，共59页。2022/8/4（2）连接金具 将绝缘子连接成串，或将线夹、绝缘子串、杆塔横担之间相互连接。球头挂环碗头挂板直角挂板U形挂环第36页，共

11、59页。（3）接续金具将两段导线和避雷线连接起来。第37页，共59页。38 在架空线路运行期间，由于受到风力的作用，在导线（包括地线）的背风面产生涡流。在一定的条件下，导线会产生周期性的振荡。 导线的振动危害性很大，除了引起导线断股外，还可能使金具配件磨损、松动，造成杆塔的损坏。 微风振动是导线振动的主要形式，国内普遍安装防振锤等来达到防振的目的。 如果选用设计正确的防振锤，一般可以使架空导线的振动应力减少90 %以上。（4）保护金具防震锤 第38页，共59页。39 防振锤有两个锤头，用一根钢绞线连接。在钢绞线中部有个线夹，以利于安装在导线上。钢绞线与锤头组成了弹簧、阻尼、质量系统，振动时通过

12、钢绞线内摩擦和股间摩擦消耗能量，达到抑制导线振动之目的。当导线振动时，重锤因惯性不断上下甩动，使钢绞线上下弯曲，造成股间及绞线内部分子之间的摩擦而消耗一部分能量，从而削弱导线振动的能量，使导线在一定的振幅下达到能量平衡。第39页，共59页。第40页，共59页。（5）拉线金具用于拉线杆塔拉线的紧固、调整和连接，可分为紧线、调节及连接三类。第41页，共59页。42（1）绝缘子的作用 固定导线。起着支撑和悬挂导线并使导线与杆塔绝缘的作用。 绝缘子同时也承受导线的垂直荷重和水平荷重，所以它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抗御能力；还能适应周围大气条件的变化，如温度和湿度变

13、化对它本身的影响。4、绝缘子 第42页，共59页。43（2）绝缘子种类 架空线常用的绝缘子有针式绝缘子、瓷横担绝缘子、悬式绝缘子、棒式绝缘子等形式。 绝缘子还有高压绝缘子和低压绝缘子之分。第43页，共59页。2022/8/4M销插孔球头挂孔第44页，共59页。2022/8/4高压线路耐污悬式绝缘子高压线路盘形悬式绝缘子高压线路盘型悬式绝缘子高压线路棒型悬式复合绝缘子 铝帽球头第45页，共59页。绝缘子第46页，共59页。2022/8/4瓷横担绝缘子 起到绝缘和横担的作用，主要应用于配电网。瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子第47页，共59页。48第48页，共59页。2022/8/4悬式绝缘子片数与电压等

14、级关系额定电压等级3560110220330500绝缘子片数357131928耐张绝缘子串一般要多用12串，小型号导线采用单串耐张绝缘子串，大型号导线（如220kV）线路上要多用双串。330-500kV线路常采用均压措施。第49页，共59页。2022/8/4悬式绝缘子片数与电压等级关系均压环500kV四分裂导线间隔棒500kV绝缘子不少于24片，有28片第50页，共59页。2022/8/4悬式绝缘子片数与电压等级关系220kV不少于13片。有15片防污型悬式绝缘子压接式耐张线夹和引流线此为耐张塔第51页，共59页。525、拉线和基础（四）电力电缆线路电力电缆作用是传输和分配电能。主要用于城区、

15、厂区、国防工程和电站等必须 采用地下输电的场合。一般设在地下的廊道内。电缆线路的结构主要由电缆线、电缆接头与封 端头、电缆支架与电缆夹等组成。第52页，共59页。53电力电缆线路的优点1）运行可靠。所以发生故障的几率较少。2）供电安全，不会对人身造成各种危害。3）维护工作量小，无需频繁地巡视检查。4）不需要架设杆塔，使市容整洁，交通方便，还能节省钢材。5）电力电缆的充电功率为电容性功率，有助于提高功率因数。 缺点是成本高，价格昂贵（约为架空线路的10倍）。第53页，共59页。54电缆的构造 电力电缆主要由三大部分组成：线芯、绝缘层、保护覆盖层。 线芯绝缘填充绝缘铅包护层钢带铠装第54页，共59

16、页。55 第55页，共59页。56 线芯起传导电流的作用，一般由铜或铝的多股线绞合而成。 电缆线芯的断面形状有圆形、半圆形、扇形、空心形和同心形圆筒等。 电缆可分单芯、双芯、三芯、四芯等多种。1、线芯 2芯3芯4芯第56页，共59页。572绝缘层 绝缘层承受电压，起绝缘作用。 电缆的绝缘可分为相绝缘和带绝缘，相绝缘是每个线芯的绝缘，带绝缘是将多芯电缆的绝缘线合在一起，然后再于其上施加绝缘，这样可使线芯相互绝缘，并与外皮隔开。 绝缘层所用的材料很多，如橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、棉、麻、纸、矿物油等。第57页，共59页。583保护层 保护层是用于保护电缆的绝缘层使其在运输、敷设和运行中不受外力的损伤和水分的侵入。 保护层又分为内护层和外护层。 内护层直接挤包在绝缘层上，保护绝缘不