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輸電線路基本知識 2012年5月 目 錄 第一節(jié) 輸電線路類型 第二節(jié) 輸電線路主要組成部分 第三節(jié) 光纖知識 輸電線路簡介 輸電線路是連接風電機組、變電所與電力網(wǎng)的一種傳送電能的裝置，按結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路。由于架空線路具有線路結(jié)構(gòu)簡單，施工周期短，建設(shè)費用低，輸送容量大，維護檢修方便，所以除了特殊情況(如地面狹窄而線路擁擠或有特殊要求等)外，目前廣泛用架空輸電線路。 架空輸電線路是由絕緣子將導(dǎo)線架設(shè)在桿塔上，并與風電場或變電站互相連接，構(gòu)成電力系統(tǒng)或電力網(wǎng)，用以輸送電能。 架空輸電線路的分類有下列幾種。 1.按線路的電壓分類 架空輸電線路按電壓等級可分為110kV、220kV、500kV三種線路。35kV線路目前已逐步淘汰，但是風電場集電線路絕大多數(shù)用的是這種電壓等級。另外，東北、西北等地區(qū)還有60kV、154kV、330kV三種電壓等級的線路。 2.按桿塔上的回路分類： ⑴單回路線路 桿塔上只有三相導(dǎo)線及架空地線的輸電線路，稱為單回路線路。 ⑵雙回路線路 桿塔上有兩回三相導(dǎo)線及架空地線的輸電線路，稱為雙回路線路。另外，也有雙回路分桿塔并行的輸電線路。 ⑶多回路線路 桿塔上有三回及以上的三相導(dǎo)線和架空地線的輸電線路，稱為多回路線路。 轉(zhuǎn)角塔 直線塔 杯型塔 四分裂導(dǎo)線 線路設(shè)計、施工的順序 1、線路初勘、選定線行、規(guī)劃報建（包括市政規(guī)劃報建、電力部門審批確認）。 2、測量、定位、地質(zhì)勘探、桿塔選定、計算、出相關(guān)的圖紙。 3、復(fù)測、定位、放線。（要注意復(fù)測結(jié)果與設(shè)計有沒有偏差） 4、征地及青賠。（難度太大的話可申請設(shè)計變更） 5、材料訂購。（需仔細核對，尤其是附件及光纜、金具等） 6、基礎(chǔ)施工及保養(yǎng)。（要注意地質(zhì)情況和設(shè)計有沒有沖突） 7、停電申請。（考慮好各方面的因素） 8、組塔架線。（注意施工安全） 9、附件安裝。（注意合符規(guī)范） 10、驗收送電。（關(guān)系的協(xié)調(diào)） 送電線路桿塔的分類 1、按用途分類：直線（桿）塔、耐張（桿）塔、分歧（桿）塔、直線小轉(zhuǎn)角（桿）塔、跨越（桿） 塔。 2、按回路數(shù)來分類：單回路、雙回路、三回路、四回路、多回路。 3.按桿塔材料分類： ⑴鐵塔線路 整條輸電線路是以角鋼或鋼管組合的鐵塔作支持物。這類線路耗用的鋼材比較多，使用地面積少，整齊美觀，使用年限較長。 ⑵混凝土桿線路 整條輸電線路是以鋼筋混凝土電桿作支持物，二般有分段焊接式和分段焊接與整根拔梢式的鋼筋混凝土電桿兩種。 ⑶木桿輸電線路 整條輸電線路是以木桿作為支持物。但由于木材需量大，使用年限短，維護工作量大，所以新建輸電線路均不采用。 ⑸錐形鋼管單桿輸電線路 錐形鋼管單桿是指輸電線路以分段連接的錐形鋼管單桿作支持物。它占地少，美觀，便于在市區(qū)內(nèi)架設(shè)。 ⑹混合式桿塔輸電線路 混合式桿塔輸電線路是指電力線路的支持物包括有鐵塔、混凝土桿或輕型鋼結(jié)構(gòu)桿等組成的線路。 ⑷輕型鋼桿輸電線路 輕型鋼桿是指采用較小的型鋼分段組合成的帶拉線的輕型鋼結(jié)構(gòu)架作支持物。由于其質(zhì)量較混凝土桿小，便于運輸，故多用于高山大嶺和運輸困難的地方；但隨著電力線路輸送容量大、導(dǎo)線截面大或采用分裂導(dǎo)線等，輕型鋼桿也很少使用。 第二節(jié) 輸電線路主要組成部分 1．導(dǎo)線 導(dǎo)線是線路的主要組成部分，用以傳輸電流。架空線路的導(dǎo)線不僅要有良好的導(dǎo)電性能，還應(yīng)具有以下特點：機械強度高、耐磨耐折、抗腐蝕性強及質(zhì)輕價廉等。 常用的導(dǎo)線材料有銅、鋁、鋼、鋁合金等，各種材料的物理性能見表1-1所示。 表1-1導(dǎo)線材料的物理特性 由表1-1可見．銅的導(dǎo)電性能最好，機械強度高、耐腐蝕性強，是一種理想的導(dǎo)線材料。但由于銅相對于具它金屬來說用途較廣而儲量較少。因此，架空線路的導(dǎo)線，除特殊需要外，一般都不采用銅導(dǎo)線。 鋁的導(dǎo)電率僅次于銅。鋁的比重小，采用鋁線時桿塔受力較小。但由于鋁的機械強度低，允許應(yīng)力小，所以鋁導(dǎo)線只用在檔距較小的10KV及以下的線路。此外，鋁的抗酸、堿、鹽的能力較差，故沿海地區(qū)和化工廠附近不宜采用。 鋼的導(dǎo)電率是最低的，但它的機械強度很高，在線路跨越山谷、江河等特大檔距中有時采用鋼導(dǎo)線。鋼線需要鍍鋅以防銹蝕。 鋁合金是在鋁中加入少量鎂、硅、鐵等元素制成的。它具有重量輕而機械強度較高的優(yōu)點，其電阻率比鋁線略高，但耐振性差，目前尚未大量使用。 架空線路的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可分三種形式. (1)單股線； (2)單金屬多股線； (3)復(fù)合金屬多股絞線(包括鋼芯鋁絞線、擴徑鋼芯鋁絞線、空心導(dǎo)線、鋼鋁混絞線、鋼芯鋁包鋼絞線、鋁包鋼絞線、分裂導(dǎo)線)。 因為高壓架空線路上不允許采用單股導(dǎo)線，所以實際上架空線路上均采用多股絞線。多股絞線的優(yōu)點是比同樣截面單股線的機械強度高，柔韌性好、可靠性高。同時，它的集膚效應(yīng)較弱，截面金屬利用率高。 2．避雷線 避雷線也稱架空地線，是把雷電流引入大地，以保護線路絕緣免遭大氣過電壓的破壞。架空避雷線可分為：一般架空避雷線、絕緣架空避雷線、屏蔽架空避雷線和復(fù)合光纖架空避雷線四種。 輸電線路的避雷線一般采用鋼絞線，超高壓輸電線路的避雷線正常運行時對地是絕緣的。 絕緣避雷線是通過具有并聯(lián)放電間隙的絕緣子與桿塔和大地絕緣，雷擊是擊穿放電間隙將雷電流引入地下，絕緣避雷線主要作用是載波的通訊通道、熔冰、和減小潛供電流等。 3．桿塔 桿塔用來支持導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線和導(dǎo)線間，導(dǎo)線和避雷線間，導(dǎo)線和桿塔間以及導(dǎo)線和大地、公路、鐵軌、水面、通信線等被跨越物之間，保持一定的安全距離。 (1).按桿塔的材質(zhì)分為：鐵塔、水泥桿、木桿。 (2).按桿塔的類型分為：直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、終端桿塔、跨越桿塔、換位桿塔。 直線桿塔：又稱中間桿塔，用于線路直線中間部分。這種桿塔在平坦地區(qū)一般占桿塔總數(shù)的80％左右。 耐張桿塔：又稱承力桿塔，與直線桿塔相比，其強度較大，可承受導(dǎo)線和地線的拉力。耐張桿塔將線路分隔成若干耐張段，以便于施工和檢修。 轉(zhuǎn)角桿塔：用于線路的轉(zhuǎn)彎處，有直線型和耐張型兩種。 終端桿塔：它是耐張桿塔的一種，用于線路的首端和終端，經(jīng)常承受導(dǎo)線和地線一個方向的拉力。 跨越桿塔：用于線路與鐵路、河流、湖泊、山谷及其他交叉跨越處，要求有較大對高度。 換位桿塔：用于線路中導(dǎo)線需要換位處。 (3).按桿塔的回路分：單回路桿塔、雙回路桿塔和多回路桿塔。 (4).按桿塔的型式分： 鐵塔：上字型鐵塔、酒杯型鐵塔、貓頭型鐵塔、干字型鐵塔、蝶型鐵塔（一般作為大跨越）、鼓型鐵塔（同塔雙回）、拉線門型鐵塔、拉線V型鐵塔等。 水泥桿：上字型桿、烏骨型桿、II型桿、A型桿等 4．絕緣子串 絕緣子可以保證導(dǎo)線和橫擔、桿塔有足夠的絕緣。它還經(jīng)受著日曬、雨淋、氣候變化及化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。因此，絕緣子既要有良好的電氣性能，又要有足夠的機械強度。 絕緣子的分類： ⑴.按結(jié)構(gòu)分為：支持絕緣子、懸式絕緣子、防污型絕緣子和套管絕緣子。  ⑵.按型式分為：針式絕緣子、蝶式絕緣子、懸式絕緣子、瓷橫擔、棒式絕緣子、拉緊絕緣子等。 ⑶.按材質(zhì)分為：瓷質(zhì)絕緣子、鋼化玻璃絕緣子、復(fù)合（硅橡膠）絕緣子。 運行中良好絕緣子最少片數(shù) ： 5.金具 線路金具是用于架空電力線路將絕緣子和導(dǎo)線、避雷線懸掛、拉緊在桿塔上，用于導(dǎo)線、避雷線的接續(xù)和防振、保護，用于拉線桿塔的拉線緊固、調(diào)整等。 線路金具可分為懸垂線夾、耐張線夾、連接金具、接續(xù)金具、保護金具和拉線金具。 ⑴.懸垂線夾 懸垂線夾用于將導(dǎo)線懸掛在直線桿塔的絕緣子串上，或?qū)⒈芾拙�懸掛在直線桿塔上，也可用于換位桿塔上支持換位導(dǎo)線以及非直線桿塔跳線的固定。如圖1-8(a)所示。 ⑵.耐張線夾 耐張線夾用于將導(dǎo)線固定在 承力桿塔的耐張絕緣子串上， 以及將避雷器線固定在承力 桿塔上。如圖1-8(b)所示。 ⑶.連接金具 連接金具主要用于將懸式絕緣子組裝成串，并將一串或數(shù)串絕緣子串連接后，再懸掛在桿塔橫擔上。如圖1-9(a)所示。 ⑷.連續(xù)金具 連續(xù)金具是用于架空線輸電線路的裸導(dǎo)線、避雷線兩端頭的接線及導(dǎo)線的補修等。 ⑸.保護金具 保護金具主要包括導(dǎo)線及避雷線用的防振金具（如防震錘、阻尼線等），用于分裂導(dǎo)線、保持子導(dǎo)線間距和防振的間隔棒，絕緣子串用的均壓屏蔽環(huán)及預(yù)絞線護線條、懸重錘、鋁包帶等。如圖1-9(b)所示 6.拉線金具 拉線金具主要用于固定拉線桿塔，它包括從桿塔頂端引至地面拉線基礎(chǔ)的出土拉環(huán)與拉線之間所有的零件。如圖1-10所示。 如圖1-10拉線金具 7．基礎(chǔ) 架空送電線路的基礎(chǔ)主要分為電桿基礎(chǔ)和鐵塔基礎(chǔ)兩種。 1.電桿基礎(chǔ) 電桿基礎(chǔ)分為承受電桿本體下壓的基礎(chǔ)（底盤）和起著穩(wěn)定電桿作用的拉線基礎(chǔ)（拉盤或重力式拉線基礎(chǔ)）及卡盤等。 電桿（混凝土電桿及鋼桿）基礎(chǔ) 電桿基礎(chǔ)分為承受電桿本體下壓的基礎(chǔ)（底盤）和起著穩(wěn)定電桿作用的拉線基礎(chǔ)。如圖1-11～1-13所示。 2.鐵塔基礎(chǔ) 鐵塔基礎(chǔ)根據(jù)鐵塔類型、地形地質(zhì)、承受的外負荷及施工條件的不同，一般采用的有下列類型。 ⑴.現(xiàn)澆混凝土鐵塔 現(xiàn)澆混凝土鐵塔可分為鋼筋混凝土基礎(chǔ)和無筋混凝土基礎(chǔ)兩種。這兩種基礎(chǔ)有可分為塔腿下段主菜直接出入式和通過預(yù)先澆制在混凝土內(nèi)的地腳螺栓與塔座連接式兩種。如圖1-15所示。 ⑵.裝配式鐵塔基礎(chǔ) 裝配式鐵塔基礎(chǔ)多用于山區(qū)土質(zhì)較好，無地下水的直線塔基上。如圖1-16所示。 ⑶.樁式鐵塔基礎(chǔ) 樁式鐵塔基礎(chǔ)主要是鋼筋混凝土灌注樁式基礎(chǔ)，它分樁體和承臺兩個部分。如圖1-17所示。 4.錨桿（巖石）基礎(chǔ) 錨桿（巖石）基礎(chǔ)適用于山區(qū)巖石地帶，它是利用巖石的整體性和堅固性做成的基礎(chǔ)，有直錨式、承臺式、嵌固式及掏挖式四種。如圖1-18所示。 8．基本知識 1.檔距：指兩座相鄰桿塔導(dǎo)線懸點間的水平距離，如圖1-1所示。檔距分為： (1)水平檔距：指兩相鄰檔距的平均值，如圖1-2所示，桿塔A的水平檔距。 (2)垂直檔距：指兩相鄰檔距中導(dǎo)線馳度最低點間的水平距離。 (3)耐張段距：線路正常運行時承受水平拉力的兩相臨承受力桿塔中心間的水平距離，耐張段示意圖如圖1-3所示。 (4)代表檔距：把長短不等的一個多檔耐張段，用一個等效的孤立檔來代替，達到簡化設(shè)計的目的。這個能夠表達整個耐張段力學(xué)規(guī)律的假想檔距，我們稱之為代表檔距。 (5)臨界檔距：是指由一種導(dǎo)線應(yīng)力控制氣象條件過渡到另一種控制氣象條件臨界點的檔距大小。 (6)標準檔距：經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后，得出的最經(jīng)濟的檔距。 2.架空送電線路的弧垂（馳度） 導(dǎo)線的懸掛點等高（如圖1-4，a）時，連接兩個懸掛點的水平線與導(dǎo)線最低點的垂直距離，稱為架空送電線路的弧垂f。導(dǎo)線的懸掛點不等高（如圖1-4，b）時，其弧垂可以分為兩個，即導(dǎo)線的兩個不同高度的懸掛點至導(dǎo)線最低點的兩個垂直距離f1和f2，f為架空線兩懸掛點連線中點的垂度，即施工時的觀測弧垂度。 3.架空送電線路的限距（安全距離） 導(dǎo)線各點對地及其它設(shè)施（包括地面、最高水面、建筑物、電力線、通訊線、樹木等）之安全垂直距離、水平距離及導(dǎo)線對桿塔本體的最小距離，稱為限距。 第三節(jié) 光纖的分類 A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。 B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。 C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。 三種類別的光纜 OPGW光纜（光纖復(fù)合架空地線）。把光纖放置在架空高壓輸電線的地線中，用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)形式兼具地線與通信雙重功能，一般稱作OPGW光纜。 OPPC是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜，是在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中將光纖單元復(fù)合在導(dǎo)線中的光纜，是充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源 ADSS（全介質(zhì)自承式）的縮寫。全介質(zhì)即光纜所用的是全介質(zhì)材料。自承式是指光纜自身加強構(gòu)件能承受自重及外界負荷。 多模光纖與單模光纖的區(qū)別 多模光纖：中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。 單模光纖：中心玻璃芯較細（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。 　　 單模光纖(Single-mode Fiber)：一般光纖跳纖用黃色表示，接頭和保護套為藍色；傳輸距離較長。 　　 多模光纖(Multi-mode Fiber)：一般光纖跳纖用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護套用米色或者黑色；傳輸距離較短。uuU紅軟基地

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