架空输电线路的组成及结构

    第二节　架空输电线路的组成及结构

    架空输电线路是电力系统中电能传输、交换、调节和分配的主要环节。架空输电线路的主要组成部分有基础、杆塔、导线、绝缘子、金具、防雷保护设备（包括架空避雷线、避雷器等）及接地装置，如图1-2所示。目前的输电线路还安装有附属设施，如设备绝缘地线、导线载波通信等。

    

    

    图1-2　架空输电线路的组成及结构

    

    

    图1-3　架空线路铁塔基础及杆塔接地实景

    一、基础

    将杆塔固定在土壤中的地下装置及杆塔自身埋入土壤中起固定作用的部分，统称杆塔基础。主要用来支承杆塔全部荷载的作用，并保证其杆塔在运行中不发生下沉或在受外力作用时不发生倾覆或变形。

    架空输电线路的基础，分电杆（混凝土电杆及钢杆）基础和铁塔基础两种。图1-3为铁塔基础实景图例。

    二、杆塔及拉线

    1．杆塔

    杆塔是架空电力线路最主要的设备之一，用来支持导线、避雷线，并使导线和导线间、导线与避雷线间、导线和杆塔间以及导线和大地、公路、铁路、通信线等被跨越物之间，保持一定的安全距离。

    按杆塔的材料结构分，有钢筋混凝土结构、钢结构（含新型杆塔——钢管塔）及最初使用的木结构杆塔。

    接杆塔带拉线与否，分“自立式”和“拉线式”不带拉线的杆塔称为“自立式”杆塔，带拉线的称为拉线杆塔，按杆塔在线路中的受力情况分直线杆塔和耐张杆塔，见图1-4所示。

    图1-5为混凝土烟囱杆塔实景。

    

    

    图1-4　运行中架空输电线路杆塔实景

    

    （a）双回路（蝴蝶形）（双回路）直线塔；（b）耐张杆塔（双回路）

    

    

    图1-5　混凝土烟囱杆塔实景

    2．拉线杆塔及拉线结构

    拉线杆塔及拉线结构，如图1-6所示。拉线一般采用镀锌铁线及镀锌钢绞线制成。一般拉线从结构上来看，通常可分上下两部分，上部分包括绑在电杆上的部分，称上把；与上把连接部分叫中把（又称为腰把）；下部拉线包括拉线环埋在地下部分，称底把。对于地下部分受力较大的拉线底把多以钢筋拉线棒代替地横木。

    

    

    图1-6　普通拉线在线路中的应用图例及拉线结构示意图

    

    （a）普通拉线在工程中的应用图例；（b）安装要求

    三、导地线

    1．导线

    架空线路导线是用来传输电流、输送电能的。因此，要求导线除具有良好的导电性能外，还要求它有足够的机械强度和较好的耐震、抗腐蚀性能，密度要尽可能小，并应考虑其经济性尽可能低。架空输电线路用架空导线基本都是用多股线丝经绞合而成的绞合线，常用的是铝绞线、镀锌钢绞线、钢芯绞线。各种架空线的结构如图1-7所示。

    

    

    图1-7　各种导、地线截面结构形式

    

    （a）单股线；（b）单金属多股线铝线；（c）钢芯铝绞线；（d）扩径钢芯铝绞线；

    

    （e）空心导线（腔中为蛇形管）；（f）钢铝混绞线；（g）钢芯铝包钢绞线；

    

    （h）铝包钢绞线避雷线；（i）分裂（二、三、四、六分裂）导线及排列方式

    分裂导线根据国内外长期研究和实际观察表明，分裂导线比单导线容易舞动；导线档距越大，挂点越高，则舞动越严重。

    2．架空地线

    架空地线又称避雷线，是把雷电流引入大地，以保护线路免遭大气过电压的破坏。避雷线多用于35kV及以上电压等级线路。

    四、接地装置

    接地体和接地线总称为接地装置。

    电力设备、架空线路杆塔、避雷线、避雷针等用接地线与接地体连接起来，即称接地。

    五、金具

    电力金具是架空电力线路金具、屋内外配电装置、配电线路金具的统称。它是连接和组合电力系统中各类装置，以传递机械、电气负荷及起到某种防护作用的金属附件。他们把导线连接起来组成通电回路，通过绝缘子将导线悬挂于杆塔上，并保护导线和绝缘子免受高电压的伤害，同时使电晕和无线电干扰控制在合理的水平，保护人类的生活环境。

    架空电力线路金具在架空输电线路中主要用来支持、固定和接续裸导线、将绝缘子连接成串；亦用于导线和绝缘子的保护。《电力金具名词术语》（简称：《金具术语》（GB 5075-85），下同）定义为：连接和组合电力系统中各类装置，以传递机械，电气负荷及起到防护作用的金属附件。

    架空通信线路金具，《金具术语》（GB 5075-85）定义为：架空通信线路用的电力金具。

    电气化铁路接触网金具，定义为主要用于电气化铁路输电线路上的金具。

    1．电力金具的产品型号命名方法

    《电力金具的产品型号命名方法》（DL/T-1999）（以下简称：《命名方法》（DL/T-1999）规定：电力金具产品型号的命名，由全国架空线路（电力金具）标准化技术委员会负责管理。新产品型号的命名，应向标委会申请经批准后方可正式投产使用。

    《命名方法》（DL/T-1999）规定：电力金具的产品型号由一至三个汉语拼音字母（以下简称字母）及阿拉伯数字（以下简称数字）、附加字母三部分组成。首位字母和数字是基本组成部分，当标记用基本组成部分还不能区分不同品种型号及规格时，可在首位字母后加上第二或第二、三位字母；在数字后加上附加字母表示。对于型号中出现重复字母时，则以该汉字拼音的第二个字母代表。

    《命名方法》（DL/T-1999）还规定：标记中使用的字母采用大写汉语拼音字母，I、O、X三个字母不得使用。字母不得加角标，即不得使用Ab、B1等。数字应采用阿拉伯数字，不得使用罗马数字或其他数字。标记中只允许使用乘号（×），短划（-），小数点（．）等三个符号。

    金具型号标记的组成可用图1-8示意。

    

    

    图1-8　金具的型号的表示方法

    （1）首位字母意义

    《命名方法》（DL/T-1999）规定：首位字母用上述的类别或名称的第一个汉字的汉语拼音的第一个字母表示。当首位字母出现重复时，或与不得使用的I、O、X相同时，可选用上述类别或名称的第二个汉语拼音的第一个字母表示，也可取其他字母表示，或用二、三字母来区分。首位字母意义及联接金具系列名称如表1-1所示。

    

    表1-1　首位字母含义

    

    （2）二、三位字母

    型号标记的二、三位字母是对首位字母的补充表示，以区别不同的型式、结构、特性和用途，同一字母允许表示不同的含义。二、三位字母代表的含义如表1-2所示。

    

    表1-2　二、三字母含义

    

    

    续表

    

    （3）主参数

    《命名方法》（DL/T-1999）规定：主参数以阿拉伯数字表示，根据产品的特点，可取下述其中一种或多种组合表示。

    1）表示适用导线的标称截面mm²（铝截面）/（钢截面）或导线直径mm；

    2）当产品可适用于多个标号的导线时，为简化主参数数字，采用组合号以代表相应范围内的绞线标称直径，或按不同产品型号单独设组合号，如表1-3所示；

    3）表示标称破坏载荷标记，按《电力金具标称破坏载荷系列及连接型式尺寸》GB/I2315-1999规定；

    

    表1-3　组合号及其导线直径范围（部分）

    

    4）表示间距，mm（或cm）；

    5）表示母线规格；

    6）表示母线片数及顺序号；

    7）表示承重导线根数和载流导线根数；

    8）表示圆杆的直径或长度，mm（cm）；

    9）表示适用电压，kV；

    （4）当产品适用多种标称截面道线时，采用组合号以代表相应范围内的道线标称截面，组合号见表1-4。

    

    表1-4　组合号及其道线截面范围

    

    （5）附加字母

    附加字母是补充性的区分标记，其字母代表的含义如下：

    1）以A、B、C、D作区分标记，如表1-5所示。

    

    表1-5　区分标记

    

    2）用附加字母区分绞线结构，如表1-6所示。

    

    表1-6　区分绞线结构

    

    

    注：钢芯铝绞线最常用结构，不用字母表示（即型号后无附加字母）者，代表的是钢芯铝绞线。

    2．电力金具型号结构

    电力金具型号结构表见表1-7。

    

    表1-7　型号结构表

    

    

    续表

    

    3．电力金具型号说明

    电力金具型号一览见表1-8。

    

    表1-8　电力金具型号一览表（部分）

    

    

    续表

    

    

    续表

    

    4．改进设计后产品命名方法

    《命名方法》（DL/T-1999）规定，已有产品改进设计，如主参数和性能不变或只是不同形态，可沿用原有产品名称和型号，仅需在原型号标记的最后加（·），再以A，B，C，D，…，Y，Z表示改进顺序，并在技术文件中加以说明。

    六、绝缘子及绝缘串

    

    

    图1-9　玻璃绝缘子串

    架空电力线路的作用是支持导线，并使导线与杆塔之间保持绝缘的元件。该绝缘的元件称绝缘子，若将单片绝缘子通过金具的连接组装成多片绝缘子（片数的多少由电压等级决定）的连接整体，即称绝缘子串（图1-9）。