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输电线路运行与维护

一、架空线路的特点:优点:建设费用低,施工期短,技术要求低,维修方便。

运行维护成本低等。

目前除特殊情况外,优先采用架空输电线路。

缺点:1)运行状况要受到自然环境的影响:架空线路露置于野外(翻山越岭,跨江过河),受恶劣自然气象条件的侵蚀、环境污染和人为破坏等。

2)占用土地:需征用土地,设置线路走廊,从而使线路建设的初期投资费用大大增加。

3)影响环境:高压线路对环境的影响主要有以下三个方面:(1)电磁场:Þ对生态、通讯的影响不容忽视(2)电晕:Þ产生可听噪声(3)破坏自然,影响市容:开山放炮,侵占耕地,毁林毁苗;纵横交错,影响自然环境。

线路的运行状态――指线路不间断地向用户输送电能的状态。

其包括正常运行状态和异常运行状态。

二、电力系统对架空输电线路的基本要求:1、保证供电安全可靠:取决于每个设备和元件的运行可靠性。

2、良好的电能质量:衡量电能质量的主要指标是电压、频率及波形。

电压过高:将使电气设备的性能劣化,寿命降低;电压过低:使电气设备的运行情况恶化,运行温度升高,甚至导致电机烧毁等。

3、经济供电:送电过程中要尽量降低线路损耗,保证经济供电。

三、线路运行环境对输电线路的具体要求一、能耐受沿线恶劣气象的考验――保证线路安全运行的基本条件,主要从设计阶段合理选择线路所经过地区的控制气象(组合气象条件)来加以保证。

二、合理地选择导、地线的型式、截面和应力(详细)――保证线路安全运行及具有一定经济性的必要条件之三、必须满足电气间隙和防雷要求:线路的电气间隙:主要指两方面,一是导线与导线、地线之间的距离要求;二是导线与杆塔接地部分、被交叉跨越物及地面之间的距离要求。

防雷保护措施主要有:避雷装置、接地装置及防雷保护装置等。

四、具有良好的综合性能:__线路主要元件应能承受各种运行情况下的荷载作用。

对其材料的基本要求:具有良好的导电性能及足够的机械强度,并具有一定的耐腐蚀、耐高温和可加工性能,且重量轻、性能稳定,耐磨损,价格低廉等。

架空地线的作用:引雷入地,减少雷击线路而跳闸的机会,提高线路的耐雷水平,保证线路安全送电。

架空地线的类别:普通架空地线-不与杆塔绝缘,只起引雷入地的作用;绝缘架空地线-与杆塔绝缘,起引雷入地的作用,还可作载波通讯的通道、地线自身的融冰、检修时电动电源及小功率用户的供电等对普通架空地线材料:要求较高的机械性能及良好的耐腐蚀性能,一般采用钢绞线。

对绝缘地线:较高的机械性能、良好的耐疲劳性、耐腐蚀性能及良好的导电性。

钢芯铝绞线铝包钢芯铝绞线全铝合金绞线钢芯铝合金绞线(HL4GJ型):适用于线路的大跨越段。

铝包钢绞线(GLJ型):适合于大跨越及架空地线作高频通讯时使用。

防腐型钢芯铝绞线LGJF:其主要用于沿海及有腐蚀性气体的地区。

钢芯稀土铝绞线(LGJX型):已用于国内各大电网的送电线路。

该产品除电阻率低,在运行中减少电能损耗外,还具有强度高(比普通导线高10%以上)、韧性好(比普通导线延伸率高20%)、耐磨、耐腐蚀、使用寿命长和外观漂亮等优点。

倍容量导线:主要有间隙型耐热导线和殷钢芯耐热导线两种类型。

一般不宜用于常规的输电线路。

殷钢芯耐热铝合金导线主要有殷钢芯超耐热铝合金绞线(ZTACIR)和殷钢芯特耐热铝合金绞线(XTACIR)两种。

前者的铝线股采用超耐热铝合金线,后者的铝合金线股采用特耐热铝合金线,两者的钢芯均采用镀锌殷钢芯或铝包殷钢芯。

殷钢芯耐热铝合金导线具有允许工作温度高(210-310℃)、载流量大、低弧垂等特性,特别适用于线路增容改造。

碳纤维是目前世界首选的高性能材料,具有:高强度,高模量,耐高温,抗疲劳,导电性好,轻质,易加工等优异性能优点:(1)可提高传输容量1倍,老线路扩容,现有的杆、塔等构件不必改造,保持及改善输配电线路的安全性、可靠性。

(2)新设计输配电线路能减少20%的构件(传输容量相同)达到180C高温运行,且高温下低弧垂,(3)节省架空线走廊,相对减少占地及青苗费赔偿损失。

(4)使用传统的安装方法及工具。

(5)与环境亲和。

(6)线损小,降低输配电成本。

地线:包括普通避雷线、绝缘架空避雷线、屏蔽架空避雷线和复合光纤架空避雷线。

选型的依据:主要从机械性能、防腐、防振及防覆冰等出发,根据所架设线路的控制气象及档距等,参照导线的物理机械性能进行选择。

导线的选用原则:在确定导线截流量的基础上,综合考虑导线的经济电流密度、线路运行经验、环境条件、气象条件、综合造价等因素。

保证:(1)导线材料应具有的导电率。

(2)导线应具有的机械强度和耐振性能。

(3)导线应具有一定的耐化学腐蚀能力。

(4)导线材质和结构应保证线路造价经济。

选择的依据:以不增加电压损失及危及线路安全运行为前提。

选择的基本原则:按经济电流密度选择,以机械强度、发热、电晕及电压降等技术条件来中以校核。

以保证所选择的导线截面具有:①年运行费用低,符合总的经济效益。

年运行费用――为维持线路正常运行而每年所支出的费用,包括电能损失费、折旧费修理费和维护费等,其中前三项与导线截面有关。

②具有足够的机械强度――所选的导线截面大于按机械强度校核所需要的截面。

③运行中导线的工作温度不得超过其允许值――按导线的发热条件进行校核。

④应保证110kV以上线路运行中不发生电晕现象―按电晕条件校核。

3、合理选择导线的铝钢截面比――保证导线具有足够机械强度的重要条件之一。

一般地区:使用铝钢截面比为5.3~8.3的普通钢芯铝绞线。

重冰区或大跨越地区:选择铝钢截面比小于4.5的导线(LGJJ型);500kV以上线路:则选择铝钢截面比大于11的导线(LGJQ型)。

除此以外:架空线路设计技术规程对导、地线直径(截面)的具体要求还有:导线的最小外径的要求:在海拔不超过1000m的地区,110kV为9.6mm、220kV为21.6mm;330kV和500kV 分别为2×21.6mm和4×21.6mm。

地线最小标称面积要求:地线选用镀锌钢绞线与导线配合时:导线为LGJ-185/30及以下时,地线最小标称截面为35mm2;导线LGJ-185/45~LGJ-400/50时,地线的最小标称截面为50mm2;导线LGJ-400/65及以上时,地线最小标称截面为70mm2。

500kV线路的地线采用镀锌钢绞线时,标称截面不应小于70mm2对架空线路运行导线及地线的要求主要有以下方面:保证安全的线间距离、弧垂、对地及交叉跨越距离,可靠的导、地线间的连接和合理的导、地线配合要求等。

总体要求:选择具有良好电气性能、机械性能和经济性能的导、地线,采用合理的施工工艺,保证安全可靠的运行参数(限距、弧垂、交叉跨越距离等)。

导线的线间距离:包括导线间的水平距离、垂直距离和水平偏移距离。

确定的依据――保证足够的电气间隙,确保导线间、导线与杆塔接地之间不发生闪络事故。

即:①导线风偏后对杆塔的最小空气间隙满足规程要求;②档距中央导线之间不得发生闪络和鞭击现象。

对110kV以上的线路:因为其绝缘子串较长,风偏角大,其线间距离一般由第一种情况控制。

对110kV以下的线路:绝缘子串较短,而档距中央弧垂最大,故以第二种情况来限制导线间的距离。

导线间的垂直距离的确定――主要取决于导线覆冰及覆冰脱落时跳跃的大小。

其主要与导线的弧垂和覆冰厚度有关。

1、导线对地距离的确定(1)按绝缘强度确定原则:保证线路对人、畜、树木、房屋及交叉跨越物不产生闪络放电现象。

(2)按静电感应影响确定(500kV以上的线路):以确保人畜等在导线下不产生静电感应为原则。

2、导线对房屋建筑、岩石峭壁等突出物的距离要求――以导线在最大时不对建筑物及邻近物体放电为原则Þ有足够的净空气间隙。

3、导线与树木的距离:(1)通过林区:主要考虑线路附近的树木倾倒时不踫撞线路。

(2)跨越树木:要确保线路不对树木放电。

(3)通过不允许砍伐通道的林区(保护区、果园等)要求:导线在最大弧垂及最大风偏时,导线与树木的净空距离在规程允许的范围内,五、导、地线的连接要求导线或地线的连接质量是保证线路正常运行的一个至关重要的环节,规程要求接头部位必须满足以下要求:(1)避免不必要的接头:同一档距内,一根导线上只允许有1个直线连接管和3个补修管;当张力放线时不应超过2个补修管。

(2)接续管或补修管与耐张线夹间的距离不应小于15m;接续管或补修管与悬垂线夹的距离不应小于5m;接续管或补修管与间隔棒的距离不宜小于0.5m。

(3)重要跨越档内不得有接头如跨越公路、铁路、桥梁、通航的河流、送电线路及弱电线路、特殊管道及索道等时。

(4)质量要求接头机械强度不得低于原导线强度的90%;接头部位的电阻、电压值与等长导线的电阻、电压的比值不得大于2.0倍。

1、外观:不得有磨损、断股、破损、小绕、严重锈蚀、闪络烧伤、松股等。

2、同一档内导线的材质、规格、捻回方向等要相同。

3、要视导线的损伤程度采取相应的处理措施。

如预绞丝修补、补修管修补等。

一、对绝缘子的要求绝缘子的作用:支持导线,使导线(或带电部分)与杆塔(大地)绝缘。

保证线路具有可靠的电气绝缘性能,以确保导线与杆塔间不发生闪络。

绝缘子的运行工况:承受运行电压、过电压及导线张力、自重及其它附加荷重(如安装荷载)且通过导线传递;承受风、冰(雪)载荷等机械荷载,并受气温变化和周围环境的影响。

基本要求:1)足够的电气绝缘强度2)能承受一定的外力机械负荷3)能经受不利的环境和大气条件(温度、湿度)的变化,耐腐蚀、抗老化等。

运行中的线路绝缘子串应满足三方面的要求(1)在工作电压下不发生污闪;(2)在操作过电压下不发生湿闪;(3)具有足够的雷电冲击绝缘水平,能保证线路的耐雷水平和雷击跳闸率满足规定要求。

选择绝缘子的片数:①根据机械负荷和环境条件选定所用悬式绝缘子的型号;②按工作电压所要求的泄漏距离选择串中片数;③按操作过电压的要求计算应有的片数;④按上面②③所得片数中的较大者,校验该线路的耐雷水平与雷击跳闸率是否符合规定要求。

1、选材合理(陶瓷、钢化玻璃、合成材料)2、合适的结构及片数Þ 以保证过电压下不被击穿(良好的绝缘性能)严重污区:采用防污绝缘子或合成绝缘子。

一般地区:35kV以上:悬式绝缘子、耐张绝缘子3、良好的机械性能4、良好的电气性能和绝缘强度电气性能――主要指在一定过电压(工频过电压、操作过电压和雷电过电压)下不被击穿的能力。

绝缘强度--是指绝缘结构和绝缘材料在电场作用下不被击穿的承受能力。

要求:(1)在工频电压作用下应满足有一定的泄漏距离(泄漏比距)要求;(2)足够大的绝缘电阻;(3)1min工频耐受电压、干(湿)耐受电压或干(湿)闪络电压及冲击闪络电压均应满足在相应过电压情况下的电气性能要求。

5、热机性能要求――绝缘子能承受因温度变化所产生的内应力负荷而不发生破坏的能力。

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