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浅谈输电线路及杆塔(一)

作者:十博 发布时间:2021-02-05 11:39 点击数:

  题记--这其实是一篇命题作文,因为老婆对我从事的行业有了浓厚的兴趣,一路旅行时看着高大的杆塔感叹不已,于是我也只好绞尽脑汁,写点东西出来填补一下她的兴趣。这其实也是一篇抛砖引玉的东西,毕竟我不是专业做这个的,只是凭着年少时的依稀留下的记忆和这些年工作的印象写点东西,不当之处请专业人士不吝赐教、指正批评。(图片均来自于网络)

  输电的线路及杆塔种类繁多,电压等级最高可以到1000千伏,线路种类分为铜线、铝线、铝绞、钢芯铝绞等,杆塔种类分为木质、水泥、钢架、钢管等,至于形状型号就更多。输电线路的作用是将电力从一端尽量以最小的损失输送到另一端,所以线路会在同样的电压等级下尽量减少阻抗,增大输电面积。杆塔的作用是支撑起线路,防止线路与其它导体接触产生接地故障,所以杆塔会建的高大、稳固。当你明白了它们的作用,再来审视这些金属怪物时,应该就会开始懂得为何它们是长成这个样子了。

  线千伏以下的线路一般采用铝绞线千伏及以上的线路一般则采用强度更高的钢芯铝绞线:>

  对,13层,没有一丝丝夸张。这是高电压专业里非常重要的一个研究方向,可惜我们的超高压以上级别的直流线缆还只能依靠进口(瑞典的直流线缆厂我去实习过,他们的销售经理赤裸裸地笑着对我说,他们的重要客户之一就是中国,因为可以直接加三倍价钱卖给你们!CNMB!我们的无能就是全体国民的损失,对不起~~~)。地下线缆可以

  和避雷线(顺便提一句,电力通信是超然于中国各大通信集团的一种存在,而且手段不止一种。即使中国的卫星没有了,基站没有了,中国移动联通电信通通没有了,与发用电有关的各级调度中心和机构都还能继续通信。而且这样的通信线路破坏一两根是阻挠不了通信的,除非你有能力掌握全部的通信线路图并索图破坏各个重要节点才行。告诉你图在哪里?不好意思,这是秘密,我也不知道,我知道了也不能告诉你,那是犯罪)。

  伞型,在有冰区采用鼓型,另外在输电走廊紧张、经济发达地区还会采用四回线同塔的紧凑型杆塔。酒杯型杆塔(采用水平排列,铁塔总高度小):>

  猫头型杆塔(由于中相导线高于边导线,因此导线间的水平距离小,断线时受力性好):

  换算成楼房高度,那分别是5层楼、8层楼、12层楼、18层楼和25层楼(这只是个大约的概念,根据不同地形和气候都会有所调整)。

  绝缘子的设计是一门高电压专业里很重要的课程,要考虑耐压、耐污、耐张和轻便等各种要求。尤其是耐压能力,我国也是在近几年才制作出合格的超高压耐压套管,而特高压耐压套管还只能依靠进口,我们任重而道远。

  对电力设备熟悉的人,抬眼一看就能知道头顶的杆塔是什么电压等级、起的什么作用、是个什么设计要求,对电网熟悉的人甚至能根据自己现在所在的地方直接说出线路的走向和名称,这只是我们的职业习惯

  这两个问题其实可以放在一起来解释。绝缘子的造型设计简单一句话解释就是为了增加高电位到低电位的爬电路径,防止短路放电。而zi z

  这是一个尖端放电电示意图,一个高电位的尖端会形成电场,如果电场强度超过了空气的击穿强度时,就使导线周围的空气电离而呈现局部放电现象,这种放电现象相当于一种给电荷行进产生的路径。>

  与此同时,地面低电位也会向高电位延伸路径,这样两条路径都是按照电导率最低的方向布设的。所以当你是个湿漉漉的小人还打着一把犀利的金刚伞时,你就是个延伸路径够长的地面物体。当两个延伸路径通畅时,闪电就形成了(所以不是雷劈的你,而是你主动去挨劈,一个愿劈,一个愿挨)。而在形成闪电的一瞬间你会发现闪电是呈树枝状的,只有与地面连接的那一条是完整的通路,其他已经击穿的路径都会因为大量的电能释放放出光芒,但是都没有与其他地面导体导通。

  回到绝缘子这儿,原理是一样的。电线对于要支撑它的杆塔而言就是高电位的放电物体,导线周围会产生电场,因为绝缘子的绝缘性能太好无法从其内部形成导电的通路,当电场强度超过了空气的击穿强度,就使导线周围的空气电离而呈现局部放电现象,于是就会在绝缘子外开始延伸放电路径。这个时候,如果绝缘子是一根棍子,那么电线与杆塔连接点的距离就是这跟棍的长度,很容易就击穿了;如果像我们见到的绝缘子那个样子,你可以想象一下这个距离,是不是长多了?那就不是那么容易击穿了,基本上就是这样。

  而这种放电现象就是电晕现象。当这种放电现象发展成产生火花的破坏性放电时(就如同形成一道可以看见的闪电时),那就叫闪络,这是一种破坏绝缘的现象。

  2.理论上杆塔所受拉力应该保持平衡,但如文中之图所见,常常有直线型杆塔仅有一个方向连接电线,且没有与地面拉线进行平衡。也许是杆塔足够牢固,但这是否是一种浪费呢?

  文中那个钢管杆塔我也不是太熟悉,特别是对它的受力分析。而钢架杆塔在转角时一般都是用的耐张杆塔,这个我在第三篇里有说。容我再去研究透彻钢管杆塔以后再来回答你吧。

  等电位作业时,人体会直接接触高压设备,工作人员穿屏蔽服,使人体外表与作业设备处于等电位,这样既不会触电身亡,也不会造成线路放电短路;

  地电位作业时,人处于杆塔或者其它地电位处,用绝缘工具作业,作业点仍属于地电位处,在确定绝缘长度和安全距离的情况下作业,不直接接触高压设备;

  中间电位作业时,仍然是用绝缘工具作业,作业点在高压区域内,所以必须确定人与作业点间的绝缘长度和安全距离。

  总之,带电作业看起来很危险,但是因为对电的了解,满足安全规程的作业方式都是不危险的。可以说,一方面我们要敬畏电的力量,一方面我们要运用科学去控制住它。

  除了这些作业项目以外,其他的检修项目基本都是需要停电检修的。一根线路的停电,在一般情况下是不会造成太大影响的。除了部分线路是与发电厂的发电机组进行单元接线外,其他的线路停电时,该线路上的潮流功率都会瞬时转移到其他的线路上去,电网内任意两个点之间只要有通路就可以有电,并不是一定要最短的那一根。

  不过停电时,因为少了一根线路,所以输送容量会下降,在用电高峰期,就可能需要削减用电来保障其他线路不会因为过载而产生故障。因此,一般情况下,我们安排检修都是在春、秋两季用电负荷相对不是那么大的时候,然后对于每一次检修都会安排相应的事故处理预案。详细的东西我以后讲电网调度运行的时候再细说吧。

  额外提一句,高压输电线路表皮是没有我们在低压电线上看到的绝缘橡胶皮的,是直接裸露的,一触即亡,切记切记!

  这一篇就到这里吧,后面还有第二篇、第三篇,也许更枯燥了些,但还是可以移步看看:


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