输电线路*概述

　　输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代。

　　输电线路*分类及介绍

　　输电线路分类：架空线路和电缆线路。

　　架空线路

　　一、架空线路的结构

　　1、导线

　　1)分类：裸导线、绝缘导线;单股、多股;铜线、铝线、钢绞 、钢芯铝绞。

　　2)型号：TJ、LJ、GJ、LGJ——铜绞线、铝绞线、钢绞线 、钢芯铝绞线。

　　3)应用：

　　铝绞线：10kV及以下配电线路;

　　钢芯铝绞线：机械强度要求高和35kV及以上的输电。

　　2.电杆

　　分类：木杆、水泥杆、铁塔杆。

　　直线、耐张、转角、终端、分支、跨越、换位。

　　3.横担

　　1)作用：固定绝缘子、保持线距。

　　2)木、铁、瓷。

　　3)安装位置：电线杆，负荷一侧、耐张杆：电杆两侧、其他、电杆受力反方向。

　　4、绝缘子

　　1)作用：固定导线、绝缘。

　　5、金具

　　6、拉线

　　作用：稳固电杆。

　　二、架空线路的敷设

　　1.敷设路径的选择原则：P152

　　(1).选取线路短、转角小、交叉跨越少的路径

　　(2).交通运输要方便，以利用于施工和维护

　　(3).尽量避开河洼和雨水冲刷地带及有爆炸危险，化学腐蚀，工业污秽，易发生机械损伤的地区

　　(4).应与建筑物保持一定的**距离，禁止跨越易燃屋顶的建筑物，避开起重机频繁活动区

　　(5).应与工矿企业厂(场)区和生活区的规划协调，在矿区尽量避开煤田，少压煤

　　(6). 妥善处理与通信线路的平行接近问题，考虑其干扰和**的影响

　　2.线路的敷设

　　1)挡距与弧垂

　　2)导线在电杆上的排列顺序：零线位置、高 、低压线同杆架设、排列。

　　3)导线的线间距离

　　4)横担的长度与间距

　　5)电杆高度

　　电缆线路

　　一、电缆的结构

　　分类：纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆。

　　1、纸绝缘电缆

　　1)分类：铅护套、铝护套。

　　铜线芯、铝线芯。

　　油浸纸绝缘、干绝缘、不滴流。

　　在有火灾、爆炸危险的场所严禁使用铝芯电缆和铅包电缆。(井下禁用铅包电缆)无铠装电缆、铠装电缆。

　　2、橡胶绝缘电缆

　　1)普通橡套胶电缆

　　2)阻燃橡套电缆

　　3)屏蔽橡套电缆

　　各屏蔽层都是接地的。

　　屏蔽橡套电缆特别适用于具有爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备供电。

　　3.塑料绝缘电缆：种类、型号、含义、适用场所。

　　二、电缆的敷设

　　1、电缆敷设的一般要求

　　1)选择合适的敷设路径

　　2)电缆敷设时应注意的问题

　　2、电缆的敷设方式：

　　1)直接接地敷设

　　敷设方法、特点、适用情况

　　2)在电缆沟内敷设

　　3)架空与沿墙敷设。

　　3、煤矿井下电缆的敷设。

　　输电线路*相关概念

　　输电杆塔：

　　导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间，导线与导线、导线与避雷线之间，均应保持必要的*小**距离。避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平*小距离应满足有关规定。

　　荷载：

　　输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合，恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。断线荷载在考虑断线根数(一般不考虑同时断导线及避雷线)、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面，各国均有不同的规定。

　　输电线路*结构计算

　　塔一般均简化为静态进行分析，对于风、断线、地震等动荷载，通常在静力分析的基础上，分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。

　　输电线路塔的内力计算，与塔式结构和桅式结构相同，但须考虑下列两个问题：①导线风荷载对塔的作用。由于导线的支点间距较大(一般为200～800米)而横向摆动的周期较长(一般为5秒左右),故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。20世纪60年代初，许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的*大响应，并据此制订了实用计算法，其中有的已纳入本国的规程，但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制，这些实用计算方法还不能**反映出真实情况。70年代中期，开始应用随机振动理论分析阵风作用于导线对塔引起的动力响应，这种建立在实测资料基础上并用统计概念及谱分析估计结构响应的概率峰值的方法，比较符合风的特点。

　　输电线路*输电种类

　　目前广泛应用三相交流输电，频率为50赫(或60赫)。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力系统。

　　按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代。目前广泛应用三相交流输电，频率为50赫(或60赫)。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力系统。

　　输电线路*输电电压等级

　　输电的基本过程是创造条件使电磁能量沿着输电线路的方向传输。线路输电能力受到电磁场及电路的各种规律的支配。以大地电位作为参考点(零电位),线路导线均需处于由电源所施加的高电压下,称为输电电压。

　　输电线路在综合考虑技术、经济等各项因素後所确定的*大输送功率，称为该线路的输送容量。输送容量大体与输电电压的平方成正比。因此，提高输电电压是实现大容量或远距离输电的主要技术手段，也是输电技术发展水平的主要标志。

　　从发展过程看，输电电压等级大约以两倍的关系增长。当发电量增至4倍左右时,即出现一个新的更高的电压等级。通常将 35~220KV的输电线路称为高压线路(HV),330～750KV的输电线路称为超高压线路(EHV),750KV以上的输电线路称为特高压线路(UHV)。一般地说，输送电能容量越大，线路采用的电压等级就越高。采用超高压输电，可有效的减少线损，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。我国**条世界上海拔*高的“西北750KV输变电示范工程”——青海官亭至甘肃兰州东750KV输变电工程，于2005年9月26日正式投入运行。“1000KV交流特高压试验示范工程”——晋东南—南阳—荆门1000KV输电线路工程，于2006年8月19日开工建设。该工程起自晋东南1000KV变电站，经南阳1000KV开关站，止于荆门1000KV变电站，线路路径全长约650.677Km。

　　输电线路*输电导线截面的选择

　　选择导线截面的一般原则、选择条件。按长时允许电流选择导线截面;按允许电压损失选择导线截面;按经济电流密度选择导线截面;按机械强度选择导线截面;按短路时的热稳定条件选择导线截面及按启动条件校验导线截面等知识。

　　一、输电导线型号的选择

　　选择依据：输电导线所处的电压等级和适用场所。

　　二、选择导线截面的条件

　　1.选择导线截面的一般原则。

　　1)按长时允许电流选择。

　　2)按允许电压损失选择。

　　3)按经济电流密度选择。

　　4)按机械强度选择。

　　5)按短路时的热稳定性的条件选择。

　　2.各种导线截面的选择条件。

　　1)高压架空线路

　　不必考虑短路时的热稳定性。

　　2)高压电缆

　　不考虑机械强度。

　　必须考虑短路时的热稳定性。

　　3)低压导线和电缆

　　对裸导线不校验短路时的热稳定性。

　　但对于干线电缆，不必校验其机械强度。在选择各种导线的截面时，应在其诸多的选择条件中，确定一个有可能选择出*大截面的条件。首先选其截面，其后在按其条件校验，这样可使选择计算简便，避免返工。

　　三、按长时允许电流选择导线截面

　　1.导线长时允许电流不应小于流过导线的*大长时工作电流。即 KsoIp≥Ica

　　式中：IP——标准环境温度(一般为25度)时，导线的长时允许电流

　　Ica——导线的*大长时工作电流

　　Kso——温度校正系数。

　　2. 向单台或两台电动机供电导线，其*大长时工作电流可取电动机的额定电流。

　　3.向三台及以上电动机供电的干线， 对三相四线制供电系统中的中线，其长时允许电流应不小于三相线路中的*大不平衡电流，同时还应考虑三次谐波电流的影响。一般中性线的截面应不小于相线截面的50%。对三次谐波电流相当大的三相线路，可能使中性线的电流接近于相线电流，此时中性线的截面应与相线截面相同或接近。

　　四、按允许电压损失选择导线截面

　　电压损失的计算

　　电压损失是线路始、未两端电压的算术差值。

　　五、按经济电流密度选择导线截面

　　六、按机械强度选择导线截面。

　　七、按短路时的热稳定性条件选择导线截面。

　　八、按启动条件效验导线截面。

　　输电线路*存在的问题

　　1.雷击。雷雨季节遭受雷击机会很多。线路遭受雷击有三种情况：一是雷击于线路导线上，产生直击雷过电压;二是雷击避雷线后，反击到输电线上;三是雷击于线路附近或杆塔上，在输电线上产生感应过电压。无论是直击雷过电压还是感应过电压，都使得导线上产生大量电荷，这些电荷以近于光的速度(每秒30万公里)向导线两边传播，这就是雷电进行波[1]。

　　直击雷过电压，轻则引起线路绝缘子闪烙，从而引起线路单相接地或跳闸，重则引起绝缘子破裂、击穿、断线等事故，造成线路较长时间的供电中断。雷电进行波顺线路侵入到变电站，威胁电气设备的绝缘，造成避雷器爆炸、主变压器绝缘损坏等事故，直接影响了变电站的**运行。

　　2.覆冰。在低温雨雪天气里，天气寒冷时，由于湿度高，大量水气凝聚在导线表面造成覆冰，容易造成电力系统的冰冻灾害。覆冰时保杆两侧的张力不平衡，会出现导线断落冲击荷载造成倒杆;结冰的电线遇冷会收缩，风吹引起震荡，电线有时会因不胜重荷而断裂，即使不断舞动时间过长，也会使导线、塔杆、绝缘子和金具等受到不平衡冲击而疲劳损伤。由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故会给电力系统的输电线路造成重大的损害，更会威胁到电网的**稳定运行和供电系统运行的可靠性。

　　3.外力破坏。外力破坏电力线路引起的故障越来越多，情况也较复杂，分布面广。在山区，开山炸石很容易炸伤绝缘子、炸断导线;在线路经过的下方燃烧农作物，火焰和浓烟易导致线路跳闸;在线路保护区内施工的大型吊车、挖掘机有时会碰断导线，撞坏塔杆等;还有些不法分子受到经济利益的驱使盗窃塔材、拉线等电力设施;以及在输电线路下钓鱼、违章施工等。

　　输电线路*保护

　　输电线路的保护有主保护与后备保护之分。

　　主保护

　　主保护一般有两种纵差保护和三段式电流保护。而在超高压系统中现在主要采用高频保护。

　　后备保护

　　后备保护主要有距离保护，零序保护，方向保护等。

　　电压保护和电流保护由于不能满足可靠性和选择性现在一般不单独使用一般是二者配合使用。且各种保护都配有自动重合闸装置。而保护又有相间和单相之分。如是双回线路则需要考虑方向。

　　在整定时则需要注意各个保护之间的配合。还要考虑输电线路电容，互感，有无分支线路。和分支变压器，系统运行方式，接地方式，重合闸方式等。还有一点重要的是在220KV及以上系统的输电线路，由于电压等级高故障主要是单相接地故障，有时可能会出现故障电流小于负荷电流的情况。而且受各种线路参数的影响较大。在配制保护时尤其要充分考虑各种情况和参数的影响。

　　输电线路*覆冰问题解决方案

　　电线电缆行业为电力公司重要的供货商，摆在线缆企业面前迫切的任务就是**分析这次事故中导线断裂的各种原因，从而找到适合中国国情的解决方案。

　　1、加大对架空导线的研发力度。多年来，防冰雪导线、自阻尼导线、低噪声导线、高强度导线等名词，出现于多种报刊，目不暇接，如雷贯耳，可是真正在我国电网中应用的几乎不见。

　　2、采用防止电网覆冰的技术措施。现有的技术包括热力融冰技术、过电流融冰技术、短路融冰技术等。短路融冰技术包括不带负荷的三相短路融冰技术、导线对导线两相短路融冰技术、导线对地线单相短路融冰技术，以及传统的带负荷融冰技术、利用介质损耗除冰技术、利用短路电磁力除冰技术等。

　　3、远东ACCC助推国家电网灾后重建。JRLX/T复合芯软铝导线(美国名ACCC导线)为远东控股集团有限公司全资子公司—远东复合技术有限公司与美国CTC公司合作开发生产，其结构为芯线由碳纤维为中心层和玻璃包覆制成的单根芯棒，以此替代常规钢芯铝绞线钢芯，外层与邻外层铝线股为梯形截面。这项用碳纤维材料开发的新型导线具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻、寿命长等显著特点，是目前世界上少数几个能替代传统的钢芯铝绞线、铝合金导线、铝包钢导线和殷钢导线并投入商业运行的产品之一，它的产业化能有效地满足输变电领域节能、**、环保和经济性的更高要求。

　　输电线路*设计方案

　　1.1路径选择

　　路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路**可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出*佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。

　　在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。

　　在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性(如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等)，个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。

　　1.2杆塔选型

　　不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行**等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%，合理选择杆塔型式是关键。

　　对于新建工程若投资允许一般只选用1～2种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔，材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的**水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍，直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和**要求。

　　针对多条老线路运行十几年后出现对地距离不够造成隐患的情况，在新建线路设计中适当选用较高的杆塔并缩小水平档距可提高导线对地距离。在线路加高工程中设计采用占地小、安装方便的酒杯型(Y型)钢管塔，施工工期可由传统杆塔的3～5天缩短为1天，能够减少施工停电时间。

　　1.3基础设计

　　杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%，基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。

　　滨州市位于山东省北部，属于黄河冲积平原，土质大部分为粉质粘土，而且地下水位高，一般为±0.0～1.0m，地基承载力又低，一般为70～90kN/m2。通俗讲基础越深受力越好、体积越小，但由于受地下水的影响，基础深埋后泥水、流砂现象出现的几率就会加大，给施工带来极大困难，既影响工期又增加投资。

　　由于地质的特殊性和埋深的局限性，当前的基础型式只有采取浅埋式，通过适当加大基础地板尺寸，增加基础自重来满足上拔稳定才是比较**经济的。直线塔埋深控制在2m左右，承力塔埋深控制在3～4m左右可减少地下水对施工的影响。

　　根据工程实际地质情况每基塔的受力情况逐地段逐基进行优化设计比较重要，特别对于影响造价较大的承力塔，由四腿等大细化为两拉两压或三拉一压才是经济合理的。

　　输电线路*降低线损的措施

　　1.降低线损的技术措施：

　　1.1 采用无功功率补偿设备提高功率因数

　　在负荷的有功功率P保持不变的条件下，提高负荷的功率因数，可以减小负荷所需的无功功率Q，进而减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，减少线路和变压器的有功功率和电能损耗。

　　1.2 对电网进行升压改造

　　在负荷功率不变的条件下，电网元件中的负荷损耗部分随电压等级的提高而减少，提高电网电压，通过电网元件的电流将相应减小，负载损耗也随之降低。升压是降低线损很有效的措施。升压改造可以与旧电网的改造结合进行，减少电压等级，减少重复的变电容量，简化电力网的接线，适应负荷增长的需要，以显著降低电力网的线损。具体可有如下措施。

　　分流负荷，降低线路的电流密度。利用变电站剩余出线间隔，对负荷大、损耗高的线路进行分流改造，通过增加线路出线的方式降低线路负荷，从而降低线损。

　　调整负荷中心，优化电网结构。针对农村10 kV配电网中存在的电源布点少，供电半径过长的问题，采取兴建新站和改造旧站的方法来缩短供电半径，农村低压配电网中则采取小容量、密布点、短半径的方式来达到节电的目的。

　　改造不合理的线路布局，消除近电远供，迂回倒送现象，减少迂回线路，缩短线路长度。

　　对运行时间长、线径细、损耗高的线路更换大截面的导线。

　　更新高损主变，使用节能型主变。

　　主变应按经济运行曲线运行，配有两台主变的要根据负荷情况投运一台或两台主变，并适时并、解裂运行. 有载调压的主变，要适时调整电压，使电压经常保持在合格的范围内。

　　1.3 提高计量准确性

　　更换淘汰型电能表，减少计量损失，积极采用误差性好、准确度高、起动电流小、超载能力强、抗倾斜、防窃电，可实现抄表自动化管理且表损低的全电子电能表，提高计量精度、合理设置计量点，对专线用户加装更换失压记录仪，并推广使用具有宽量程，高精度电子式电能表，为一些用户装设IC卡表，杜绝人为因素的影响，及时查处现场各种计量差错。推广应用集中抄表系统，实现大用户和居民用户远方抄表。

　　2.科学管理降低线损的组织措施：

　　科学管理降低线损的组织措施主要有以下内容。

　　加强组织领导，健全线损管理网络，并建立线损管理责任制，在制度中明确职能科室和生产单位之间的分工，不断完善线损承包考核制度，使线损率指标与全公司职工工作质量挂钩。

　　搞好线损统计，坚持做到年部署、季总结、月分析考核，逐季兑现奖惩的管理制度，及时发现解决线损管理工作中存在的问题。公司主管部门每月应定期组织相关人员召开一次线损分析会，分析指标完成情况，针对线损较高的线路，从线路质量、表计接线、是否窃电、无功补偿等方面进行讨论和分析，并责成有关部门进行落实，下月线损分析会必须汇报问题查找、处理结果，通报有关情况，研究解决存在的问题。

　　合理安排检修，及时**线路障碍，合理安排检修，尽量缩短检修时间，提高检修质量。另外，在春、秋两季输电部门应认真组织**线路障碍，对线路绝缘子进行擦拭维护，减少线路漏电。

　　加强抄核收管理，堵塞抄核收漏洞，制定“抄表管理制度”，要求抄表人员严格按照规定日期完成抄收工作，抄表时间及抄表人公开公布，公司主管部门不定期组织抽查，杜绝抄表不同步、漏抄、估抄或不抄现象，确保抄表及时准确，核算细致无误。

　　开展潮流计算、潮流分析工作，重大方式变化时，及时进行潮流计算。选择*佳运行方式使其损耗达到*小。充分利用调度自动化系统，制定出各变电站主变的经济运行曲线，使各变电站主变保持*佳或接近*佳运行状态，保证主变的经济运行。实现无功功率就地平衡，提高用户的功率因数，强化地方电厂发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率的管理，使线损大大降低，并且改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力