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（二）架空输电线路、元件选择及要求之导线、避雷线的设计选型原创2021-03-15 07:01·愤怒的女电工架空导线一、导线导线是架空送电线路的主要组成部分，其作用是传导电能。导线的种类、性能及截面大小，不仅对杆塔、避雷线、绝缘子、金具等有影响，而且直接关系到线路的输送能力、运行的可靠性和建设费用的大小。导线必须具有良好的导电性能，此外，由于架空线路导线架设在空中，主要承受自重、风压、冰雪荷载等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，故还要求导线具有较高的机械强度和较好的抗腐蚀性能。1、导线种类导线主要由铝、铜、钢等材料制成，在特殊条件下也使用铝合金。铜是理想的导线材料，但由于铜的资源少、价格高，使用不多。为了提高导线的机械强度，架空线路导线采用绞合的多股导线，常有的导线有硬铝线、钢芯铝绞线，少数情况下也采用铝合金线、铝包钢绞线及硬铜线。硬铝线即裸铝绞线，由多股铝线绞制而成，比重小、价格低，导电性能仅次于铜，但机械强度低。钢芯铝绞线中铝线部分与钢线部分截面积的比值不同，机械强度也不同。可分为下面三种：①普通钢芯铝线，其铝线和钢线部分的比值为 5.2～6.1；②加强性钢芯铝线，其铝线和钢线部分的比值为 4～4.5；③轻型钢芯铝线，其铝线和钢线部分的比值为 7.6～8.3；而铝合金绞线含有 98%的铝和少量的镁、硅、铁、锰、锌等元素，比重和裸铝绞线相似，但机械强度比铝线约高一倍，不过导电率比铝线降低 10%左右。铝包钢绞线用于线路大跨越及其他特殊用途，它以单股钢线为芯，外面包以铝层，做成多股绞线。硬铜绞线由多股铜线绞制而成，导电性能最好，机械强度比铝高，但比重大、价格高，除特殊需要外，一般很少采用。在高压送电线路中，还经常采用分裂导线。一般线路每相采用一根导线，所谓分裂导线系指每相采用相同截面、相同型号的两根或两根以上的导线，如两分裂、三分裂、四分裂、六分裂、八分裂导线。相分裂导线多用于电压为 330kV 及以上的线路。目前，由于送电容量不断增加，为了减少线路的回路数和线路走廊占地面积，有时 220kV 线路也采双分裂导线。采用分裂导线可提高线路送电容量、减少电量损耗和对无线电的干扰。2、导线型式常用导线的型号和名称如表1-1-1。其中，LJ、LGJ、LGJF、GJ为GB1194、GB1179-83、GB1200和GB/T1200标准的表示法，JL、JL/G、JFL/G为GB/T1179-1999标准的表示法。在导线的型号中，其汉语拼音字母的代表意义为：L—铝，G—钢，F—防腐，J—绞线，其排列顺序和方式因标准的颁发时间不同而有不同。导线的规格是按照载流部分的标称截面来区分的，我国常有的导线系列主要有 16、25、35、50、70、 95、120、150、185、210、240、300、400、500、630、800mm2等。3、导线的机械物理特性先了解一下有关导线的基本特性及参数。导线的机械物理特性主要包括有瞬时破坏应力、弹性系数、温度热膨胀系数及导线的质量等。(1) 导线的瞬时破坏应力对导线作拉伸试验，将测得的瞬时拉断力除以导线的截面积，即是瞬时破坏应力，用下式表示：Tp表示导线在均匀增加拉力作用下，逐渐变形直至拉断时所需要的荷载，又称为综合拉断力，根据瞬时破坏应力，选择适当的安全系数，使可确定导线最大允许使用应力。(2) 导线的弹性系数通常外力在力学中又称为荷载，物体受到外力作用而发生形状的改变，称为变形，而在变形的同时，物体内部分子之间相互作用，便产生了一种抵抗力（附加力），我们称为内力。这个内力我们可以通过静力学平衡方程确定它的大小和方向。为了分析内力在截面上分布的密集程度，又引出应力，即单位面积上作用的内力大小称为应力 （垂直截面为正应力，平行截面为剪应力）。由于内力总随外力而生，且总与外力相平衡（作用与反作用），因此应力的计算常用外力来表示。当作用在物体上的外力去掉后，物体仍能恢复原状的性质称为弹性，而不能完全恢复原状的性质称为塑性，为此引出了材料的弹性变形和塑性变形。实际上变形有多种形态，如拉、弯、 扭等，但对于导线而言，我们主要关心它的拉伸变形。根据材料力学中的虎克定律：单质材料均匀截面杆件，在轴向外力作用下，轴向相对变形和正应力成正比，单质材料制成导线的弹性系数，就是材料的弹性系数。它表示了材料对弹性变形的抵抗能力。(3) 热膨胀系数导线温度升高 1℃所引起的相对形变，称为导线的温度热膨胀系数或线膨胀系数， 分别描述了导线在外力作用和温度影响下的相对变形。(4)导线的质量，常以每千米长导线的质量值表示，单位为 kg/km。3、导线的选择导线的选择如何选择线路导线截面是电力网设计中的一个重要问题。线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。但是线路建设投资却随导线截面增大而增加。综合考虑这两个互相矛盾的因素。（1）按经济电流密度选择导线截面，如下图所示， 铝导体的经济电流密度；根据给定的线路在正常运行方式下的最大负荷电流Imax和年最大负荷利用小时数tmax，即可按经济电流密度J计算出导线的经济截面A为对于 35KV 电压等级以上的电力线路一般都要按经济电力密度选择导线的截面。（2）按载流量选择或校验导线截面。在不要求特别准确的情况下可以采用下列近似计算公式：在空气中明敷设，计算环境温度 θc=40℃ 裸导线 LJ、LGJ型一般线路 I=16A0.602 A =0.01 I 1.661 （θe =70℃）大跨越线路 I=20A0.635 A =0.009 I 1.575 （θe =90℃）公式的误差，铝绞线不大于2%，钢芯铝绞线除个别铝股线为一层的误差较大外，其余的误差不大于5%。架空绝缘电缆 JKV-0.6/1.0型 I=13.2A0.675 A =0.027 I 1.45 （θe =70℃）JKLV-0.6/1.0型 I=10.2A0.675 A =0.039 I 1.45 （θe =70℃）JKLY-0.6/1.0型 I=10.4A0.68 A =0.039 I 1.44 （θe =70℃）JKYJ-10型 I=19.5A0.64 A =0.012 I 1.53 （θe =90℃）JKLYJ-10型 I=13.2A0.675 A =0.018 I 1.53 （θe =90℃）注：由近似公式求得的是单根电缆的长期允许载流量，集束型电缆的长期允许载流量为单根电缆的70%，相应地，载流量相同时，集束型电缆的截面积应为单根电缆的1.67倍（铝芯）或1.73倍（铜芯）。式中 I—按发热条件计算的载流量，A；A—导电线芯的截面积，mm?； θe—导电线芯允许最高温度，℃。导线载流量的校正。（3） 按导线的允许电压降选择和校核导线。1kV~10kV配电线路，自供电的变电所二次侧出口至线路末端变压器或末端受电变电所一次侧入口的允许电压降为供电变电所二次侧额定电压的5%。1kV以下配电线路，自配电变压器二次侧出口至线路末端（不包括接户线）的允许电压降为额定低压电压的4%。配电线路有许多分支，低压配电线路还有三相、两相和单相等配电方式，一回线路的最大电压降需要选用不同支路分段计算后进行累加和比较才能得出正确结果。（4） 按机械强度校验导线。对于跨越铁路、通航河流和运河、公路、通信线路和居民区的线路，其导线截面应不小于35mm?。通过其它地区的线路最小允许截面，35kV以上线路为25 mm?，35kV及以下线路为16 mm?。任何线路都不允许使用单股导线。二、避雷线及拉线1、避雷线：它架设在杆塔顶部，其作用是保护线路导线，减少雷击机会，提高线路耐雷水平，降低线路雷击跳闸次数，从而提高线路运行的安全可靠性，保证连续供电。根据线路的重要性以及线路通过地区的雷电活动情况，每条线路可在杆塔上架设一条或两条避雷线。现行规程对各级电压线路架设避雷线的要求有如下规定：（1）330kV 及 500kV 线路应沿全线架避雷线。（2）220kV 线路应沿全线架设避雷线。（3）110kV 线路一般沿全线架设避雷线，在雷电活动特殊强烈地区，宜架设双避雷线。在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微地区，可不沿全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。（4）60kV 线路，负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为 30 以上地区，宜沿全线架设避雷线。（5）35kV 以上线路，一般不沿全线架设避雷线。（6）装设避雷线的线路，杆塔上双避雷线对边导线的保护角，330kV 线路及双避雷线 220kV 线路，一般采用 20°左右。山区单避雷线线路，一般采用 25°左右，500kV 一般不大于 15°。避雷线一般采用镀锌钢绞线。镀锌钢绞线是采用镀锌高碳钢丝同心绞合而成，具有一定的防腐蚀能力，机械强度较高。其型号的表示方法为“GJ-数字”，GJ 代表钢绞线，数字表示其标称截面（mm2）。线路上常用的镀锌钢绞线有 GJ-35、GJ-50、GJ-100、GJ-120 等，在超高压或大跨越线路，也有用 GJ-135、GJ-500 型号的。根据运行经验，避雷线的型号可按线路的导线型号及避雷线与导线的配合，参考下表来选择。2、拉线对于拉线:杆塔上的拉线，用来抵消作用在杆塔上的荷载，以减少杆塔材料的消耗量，降低造价。由于拉线承受作用在杆塔上的荷载，拉线及基础一旦发生断线或上拔变形，将使杆塔倾斜或破坏，给线路运行造成严重后果，所以拉线质量的优劣直接影响线路的安全可靠性。拉线的材料，通常采用镀锌钢绞线。根据受力大小可采用单根或双根拉线，采用双根拉线时，两根拉线的紧固程度应相同以保证拉线受力均匀。拉线由上部、下部、拉线盘三部分组成。上部一般采用镀锌钢绞线。下部一般采用拉线棒，因埋在土壤中容易腐蚀，所以其强度应大于上部。拉线盘用钢筋混凝土或条石制作。拉线盘上部的承压面积与拉线拉力、拉线盘埋深等因素有关。拉线拉力越大，拉线盘面积越大；拉线盘埋设越深，拉线盘面积越小。为了防止拉线上拔，拉线盘上部承压面积应与拉线棒垂直。10、不要用方法去解释市场，而要用市场去解释你的方法和技巧。也就是说，市场什么样，你就用什么样的方法；市场怎样变化，你就怎样让自己的方法去适应市场，而不是用你的方法决定市场怎样走。