正文 第八章 架空線路的電氣計算概論(1 / 3)

第一節 電力線路的結構

電力線路的結構主要分兩大類:即架空線路和電纜線路。架空線路是將導線架設在露天的線路杆塔上。

電纜線路一般是將電纜埋毆在地下的電纜溝或管道中,也有把電纜架空起來的做法。

架空線路由導線、避雷線、杆塔、絕緣子和金具等主要元件組成。它們的用途分別是:

(1)導線:是傳導電流或輸送功率;

(2)避雷線:把雷電流引入大地,從而保護導線免遭雷擊過電壓的破壞;

(3)絕緣子:使導線和杆塔之間保持絕緣;

(4)杆塔:懸掛導線和避雷線,使三圖8-1110千伏架空線相導線之間,導線與避雷器,導線與大地之間保持一定的距離。

架空線路相鄰杆塔之間的水平距離,稱為線路的檔距;在檔距中,導線在瓷瓶上的懸掛點至導線最低點之間的垂直距離,稱為導線的弧垂。

一、導線和避雷線

架空線路的導線和避雷線是架設在露天工作的,一年四季,不僅受到自身張力、風壓、覆冰和氣溫變化的影響,而且還要受到大氣中各種化學雜質的侵蝕。因此,導線和避借線除了要求有良好的導電性能外,還必須具有較高的機械強度、抗震性能和耐化學腐蝕的能力。

現代常用的導線材料有銅絞線、鋼芯鋁絞線,鋁合金線等。避雷線一般用鋼絞線,在特殊情況下,也有用鋁包鋼線的。

二、杆塔

架空線路的杆塔用於支撐導線。它的類型很多,分類的方法也不同,一般有三種分類法:一種是按照杆塔的材料分類;一種是按照杆塔的結構形式分類;還有一種是按照杆塔所承擔的任務分類。

按照杆塔的材料分:有木杆,鋼筋混凝土杆(簡稱“砼杆”)和鐵塔三種。木材在我國已不多用了,鋼筋混凝土杆已被廣泛采用,鐵塔也被大量采用。

1.鋼筋混凝土杆

鋼筋混凝土杆最先是從蘇聯引進,主要有錐形杆和等徑杆,還有方杆三種。它還可分成預應力杆和非預應力杆兩種。都是用離心法和振動法澆製而成。目前廣泛采用空腹等徑杆和錐形杆,由於砼杆的笨重,一般做成分節杆,使用時把它焊接起來,因此砼杆分上、中、下三節,上下節一頭有鋼箍,中節二頭有鋼箍,當采用預應力杆時,上下節二頭均有鋼箍,但其有一頭的鋼箍隻是用來拉緊主筋罷了。上、中、下節的配筋也有不同之處,由於下節受抗彎力較大,故一般鋼筋較多,其次中節,而上節鋼筋最少,這些都可根據設計要求具體配筋。

方杆目前已用得很少,一般隻用在低壓線和電話線、廣播線上,在高壓線上已用得很少。一般是用振動法澆製而成。鋼筋混凝土空腹圓杆的結構又可分為三種:即,非預應力杆,預應力杆和部分預應力杆。下麵對鋼筋混凝土空腹圓杆作一簡介。

(1)安全係數

鋼筋混凝土杆是由兩種力學性能不相同的材料,鋼筋和混凝土結合而成的整體,混凝土包裹著鋼筋,一方麵可以防止鋼筋鏽蝕,更重要的另一方麵,鋼筋與混凝土幾乎有相同的線膨脹係數,因此,混凝土硬結後與鋼筋緊牢地膠結著。

衡量混凝土杆的技術數據主要是抗彎強度,即采用混凝土杆破損時的力或彎矩以及混凝土的強度極限和鋼筋的屈服極限。

(2)鋼筋配置

分析混凝土杆的受力狀況,杆塔主要受水平荷載,如風荷載和斷線張力等的作用下,將發生彎曲現象。

眾所周知,混凝土杆上,是在杆頂部分架線的,當杆線承受風載和斷線張力時,其傳剄扡上的彎矩,在沒有拉線的情況下,混凝土杆在地麵處所受彎矩最大。主要由縱向鋼筋承受拉力,由受壓麵的混凝土承受壓力,所以在配置鋼筋時,主要是配置縱向鋼筋承受力,而橫向鋼筋僅按結構需要配置。在設計中,各種環形斷麵鋼筋混凝土杆最小鋼筋配置如衰。

(3)混凝土杆結構上的要求

①離心鋼筋混凝土杆,鋼筋的最小保護層淨距應不小於l0毫米,振動或手工澆製的構件不應小於15毫米。

②空腹圓杆的縱向主筋間的淨距不應4、:P30毫米;受力的螺旋鋼筋或水平鋼箍,一般直徑為西4一曲6,節距宜在50—I00毫米。當受力較大時,允許采用雙螺旋鋼筋並列或與水平鋼筋聯合使用。

③在鋼箍處,混凝土斷麵減弱,需另加4根主筋數的一半的短筋與鋼箍焊接,直徑和焊縫長度與主筋相同,其長度為30d(d為主鋼筋直徑)。

④中心受壓及小偏心受壓構件的細長比,對於一般直線杆或耐張杆不宜超過170,對於轉角杆和終端杆不宜超過l50。

⑤空腹圓杆的混凝土標號不應低於C。

2.鐵塔

鐵塔一般是由角鋼用焊接、鉚接或螺栓連接起來的。形狀和種類很多,結構比較複雜。多數用於大跨越和耐張塔、轉角塔、終端塔等高壓輸電線路上。

單回路鐵塔。我國常用的有酒杯型和貓頭型。隨著塔型的不同,導線排列方式也就不同,單回路塔有上字型、三角型和水平排列等;雙回路塔有傘型、鼓型和雙三角型等。

還有一種是換位塔。是用來進行導線換位的,由於三相導線在杆塔上排列的不對稱,從而引起導線感性和容性電抗的不對稱。它將對電力係統的運行產生不良影響,因此,要對三相導線進行換位,使其整條線路的排列總體上基本對稱,這就要用“換位塔”來實行佗。

三、絕緣子

1.絕緣子的作用和分類

絕緣子。是用來支持或懸掛導線並使導線與杆塔保持絕緣的一種瓷質或玻璃元件。它有足夠的機械強度和絕緣強度,它對化學腐蝕也有足夠的抵抗力,對周圍大氣的變化,溫度和濕度的變化均能適應。

絕緣子主要有針式、懸式、橫擔式和棒式四種型式。懸式瓷瓶中有防塵和非防塵之分。

2.絕蟓子的電氣強度的選擇

絕緣子的電氣強度應能抵抗線路的內過電壓水平,還應能抵抗正常工作電壓下的汙閃。一般不按大氣過電壓的要求來選擇絕緣強度,而是根據已確定的絕緣水平來估算線路的耐雷水平,隻有在下列兩種情況,才按大氣過電壓的水平來考慮,即:大跨越高塔和高接地電阻杆塔上。

四、金具

1.金具的分類

線路用金具的種類很多,大致可分為六類,即支持金具、緊固金具、連接金具、接續金具、保護金具和拉線金具。

(1)支持金具:用來支持導線,使其同定在絕緣子上,如懸垂線夾,釋放型線夾等。

(2)緊固金具:用來緊固導線的終端,使其固定在耐張絕緣子串上,如耐張線夾,耐張壓接管,楔型耐張線夾等。