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1、架空线路设计第一章架空线路基本知识 第一节 架空线路的应用输电线路按结构分为架空线路和电缆线路。架空线路的定义 一、架空线路的特点架空线路的组成：导线 避雷线、电杆（杆塔）、 绝缘子串和金具等主要元件组成。 架空线路的的显著优点：线路结构简单、施工周期短、 建设费用低、输送容量大、维护检修方便。1.导线 常用导线材料有四种：铝、钢 架空线路的导线结构的三种形式： （1）、单股线 （2）、单金属多股线 （3）、复合金属多股绞线 高压架空线路不允许采用单股导线，所以实际上架空线路上均采用多 股绞线。其优点是：钢芯铝绞线有较好的机械强度，并且有较高的电导率。所以，钢芯铝 绞线被广泛应用在35KV及以
2、上的线路中。 架空线路的型号：由导线材料、结构和载流截面积三部分组成 钢芯铝绞线分为： LJ120 LGJ300/50 LGJJ、LGJQ分裂导线（作用、组成）2.避雷线v避雷线v一般采用有较高强度的镀锌钢绞线。v根据运行经验，避雷线可采用不同程度种类的避 雷线。v110kv及以上v山区220kvv 330 kv及以上v 60kv 重要负荷 雷电30天v 35 kv二、输电线路有关的几个术 语v一般来说，电压越高，输送的功率越大，输送的距离越 远。例如：35kV架空电力线路，输送距离可达50km，一 般输送功率为12万kW；110kV线路的输送距离可达 100km，输送功率为36万kw。v电力
3、系统的额定电压等级为：500kV、330kV、220kV、 110kV、60kV、35kV、10（20）kV、380（220）V等 。v1、档距相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离称为档距。v、弧垂导线上任一点到悬挂点连线之间在铅垂方向的最大距 离3、限距导线到地面的最小距离称为限距。v4、电晕现象就是带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不 均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体 的尖端附近）。其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声 音，产生臭氧、氧化氮等。 5、跳线连接承力杆塔（耐张、转角和终端杆塔）两侧导线的引线，也称引 流线或弓子线v6、导线（地线）
4、振动在线路档距中，当架空线受到垂直于线路方向的风力作用时，在 其背风面会形成按一定频率上下交替的稳定涡流，在涡流升力分力 作用下，架空线在其垂直面内产生周期性震荡，称为架空线振动v7、导线换位送电线路的导线排列方式，除正三角形外，三根导线的线间距离 不相等，而导线的电抗取决于半径及线间距离，因此，导线如不进 行换位，三相阻抗是不平衡的，线路越长这种不平衡越严重，因而 会产生不平衡的电流和电压，对发电机的运行及无线电通信产生不 良影响。送电线路设计规程规定：“在中性点直接接地的电力网中， 长度超过100km的送电线路均应换位。”一般在换位塔进行导线换位 。 三、杆塔的种类及金具 v1、杆塔的种类
5、架空电力线路中架设导线的支持物有钢筋混凝土杆、铁塔及木杆 ，总称为杆塔。按杆塔的作用分：直线杆塔又称中间杆塔，用于线路直线中间部分。这种杆塔 在平坦地 区 ， 一般占杆塔总数的80左右。耐张杆塔又称承力杆塔，与直线杆塔相比，其强度较大，可承 受导线 和地线的拉力。耐张杆塔将线路分隔成若 干耐张段，以便 于施工和检修。10kv 12km35110kv 35km 转角杆塔用于线路的转弯处，有直线型和耐张型两种。610kv线路 30 耐张型=35kv 5（4）、终端杆塔 位于线路的首、末端。即 发 电厂或变电站进线、出线的第一基杆 塔。 （5）、跨越杆塔 位于线路与河流、山谷、 铁路等交叉跨越的地方
6、。分为直线型和耐 张型。 （6）、换位杆塔 用来进行导线换位的。分 为滚式换位用的直线型换位杆塔和耐张型 换位杆塔。2、金具 在架空输电线路中起着支持、紧固、连接、保护导线和避 雷线的作用，并且能使拉线紧固。可分为：v（1）、支持金具 即悬垂线夹 悬垂线夹按其性能可分为固定性和释放型两种。 固定性悬垂线夹适用于导线和避雷线。释放线夹 角度30导线滑落 使用有限。v（2）、紧固金具 即耐张线夹，用于将导线和避雷线固 定在非直线杆塔（如耐张、转角、终端杆塔等）的绝缘 子串上，承受导线和避雷线的拉力。导线用的耐张线夹分类：螺栓型（=300)避雷线用的耐张线夹分类：楔型(50)v（3）、连接金具 分类
7、： 专用连接金具和通用连接金具 专用连接金具用于连接绝缘子，其连接部位的结构和尺必 须与绝缘子相同。有球头挂环和碗头挂板。 通用连接金具适用于各种情况下的连接，以负荷大小划分 等级。分类：直角挂板、U型挂环、二联板等。v（4）、接续金具 用于连接导线及 避雷线的端 头，接续非直线杆塔的跳线及补修损伤断股的导 线或避雷线。主要有钳接管、压接管、补修管、 并沟线夹及跳线线夹等。v导线 =300 压接管v避雷线 全用压接管v（5）、保护金具 分为机械和电气两大类。 主 要有防震锤、护线条、间隔棒、均压环、屏蔽环 等。v（6）、拉线金具 主要用于固定拉线杆塔。 根 据使用条件，可分为紧线、调节和连接三
8、类。v 线路常用的拉线金具有楔型线夹、UT形线夹、 拉线用U形环、钢线卡子等。第二节 架空线路设计气象条件及 换算v对线路力学计算影响较大的主要因素是风速、覆冰及气 温。v 一、气象条件的收集和用途v气象资料收集的内容和用途：v（1）、历年极端最高气温 用以计算导线最大弧垂和导 线发热。v（2）、历年极端最低气温 用以计算杆塔强度，检验导 线上拔力等。v（3）、历年年平均气温 用于确定年平均气温，计算 导线的年平均气温时的应力，以确定导线的防振设计。v（4）、历年最大风速及最大风速月的平均气温 这是线 路设计气象条件的主要资料。最大风速时计算杆塔和导 线机械强度的基本条件之一。v（5）、地区最
9、多风向及其出现频率 用于考虑导线防振 设计、防腐及绝缘子串的防污设计。v（6）、导线覆冰厚度 用于计算杆塔和导线的机械强度 以及验算不均匀覆冰时，垂直排列的导线间接近距离。v （7）、年平均雷电日数 作为防雷设计的依据。v二、气象条件的换算v设计用气象条件一般有九种：最高气温、最低气温、年平均气温、 最大风速、最大覆冰、内过电压情况、外过电压情况以及安装情况 、断电事故情况等。v1、设计用气象条件的选取v（1）、最大风速的选取v我国有关规定，设计风速时指离地面15m高处若干年一遇的连续自 记10min的平均风速（从自记纸上获取的各时正点前10min内的平均 风速及最多风向）。具体换算：v1）、
10、次时换算 （V2Vh）v 将风速仪安装高度为h的四次定时，时距2min的平均风速V2,换算为 高度仍为h时的连续自记10min的平均风速Vh v 表1-2v2）、高度换算 （VhV15） v v将风速仪安装高度为h时的连续记10min的平均风速Vh换算为离地面 15m高度时的连续自记10min的平均风速V15，v V15 =k0*Vhv3）、最大风速的选定v架空送电线路技术规程规定： v35-110kv 15 一遇v220-330kv 30v500kv 50v经验频率法v 公式： P= v例：v规定：平原 35330kv = 25v 500vkv 30v 山区 30v（2）、覆冰厚度的选取 有
11、四种换算方法 ：v 1）、测水重法： 公式v 2）、测总重法： 公式v（3）、气温的选取v 1）最高气温一般取+40C度。v 2）、最低气温偏低地取5的倍数。v 3）、年平均气温的选取 3-17 近 5的倍 数v 17 时-3-5 近 5 的倍数v 4）、最大风速时的气温选取 v 最大风速年大风季节最冷月平均气温 偏低地取5 的倍数2、设计用气象条件的组合及典型气 象区 v设计用气象条件又风速、气温和覆冰组合而成。在进行气象条件组 合时应满足的条件：、 （1）、各种气象条件的组合情况v 1）、线路正常运行情况下的气象条件组合 此时 最严重的气象 条件有最大风、覆冰及最低气温三种情况。 但这三种
12、最严重的气象 条件不应组合在一起。一般有三种组合方式：v a.v b.v c.v d. (平均应力气象条件组合 ) 防振设计v 2）、线路事故情况下的气象条件组合 这里指断线情况 v a.v b. v 3）、线路安装和检修情况下的气息条件组合 10m/s、无冰、最 低气温月平 均气温 （2）、典型气象区 我国划分为九个典型气象区 v外过电压- 又称雷电过电压、大气过电压。由 大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过 电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时 间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷 电冲击波。直击雷过电压是雷闪直接击中电工设 备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的 导
13、体，如架空输电线路导线，称为直接雷击 。 感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在 放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直 接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设 备）上感应出的过电压。因此，架空输电线路需 架设避雷线和接地装置等进行防护。通常用线路 耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力 。 v内过电压- 电力系统内部运行方式发生 改变而引起的过电压。有暂态过电压、操 作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由 于断路器操作或发生短路故障，使电力系 统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳 定的情况下所出现的过电压，又称工频电 压升高。 v自动重合闸装置-是将因故障跳开后的断路 器按需要
14、自动投入的一种自动装置。电力系统采 用自动重合闸装置，极大地提高了供电的可靠性 ，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂 态稳定水平，增强了线路的送电容量。 v闪络-指高压电器(如高压绝缘子)在绝缘表面 发生的放电现象,称为表面闪络,简称闪络.v污闪 -介质表面沾染污秽时所引起的沿表面放 电。简称污闪。固体介质表面沾染污秽又同时变 潮后，污秽层中所含的可溶性盐类和酸、碱等溶 于水膜，形成离子电导，使污秽表面通过较大泄 漏电流； v 第三节 架空线路的设计及路径选择v 架空线路设计的两个阶段：初步设计和施工图设计。v 初步设计是工程设计的重要阶段，主要的设计原则， 都在初步设计中明确，应尽全力
15、研究透彻。v 施工图设计是按照初步设计原则和设计审核意见所作 的具体设计。由施工图纸和施工说明书、计算书、地面 标桩等组成。 一、初步设计 v 一般要编写设计书及附图、设备材料清单、施工组织设 计、概算书等四卷设计。即：v 为确定设计原则，需编写初步设计书并附有关图纸。v为工程建设加工订货，需编写设备材料清单。v为国家有计划地进行经济建设，安排工程资金和施工单 位合理底使用资金，需编写概算书。v为合理地组织施工，需编写施工组织设计。v二、施工图设计v 初步设计上报上级主管部门后，上级主管部门 进行初步审查，提出审核意见。设计单位根据审 核意见进行施工图设计。 具体包括：施工图总 说明书附图；线路平断面图及杆塔位明细表；机 电施工图及说明书；杆塔施工图及说明书；基础 施工图及说明书；大跨越设计施
