我国的各种输电线路 点击:88 | 回复:0



今生缘

    
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发表于:2020-07-23 17:22:40
楼主

各种各样的电线,抬头不见低头见,但你还真不一定认识它们!电压是多少,直流还是交流……这么一问,85%的人立马傻眼了……

这也不怪大家,实话说,即便是学电的、在电力系统工作的人都不一定认识输电线路……今天,合伙人教大家几个认输电线路的妙招。


先说说输电杆塔的概念,输电导线是由输电杆塔一段一段撑起来的,高电压等级的用“铁塔”,低电压等级的比如居民区里见的一般用“木头杆”或“水泥杆”,合起来统称“杆塔”。高电压等级的线路需要有更大的安全距离,所以要架得很高,只有铁塔才能有能力负担数十吨的线路,一根电线杆架不了这么高、也没这么大支撑力,所以电线杆都是较低电压等级的。至于多高电压算高,多低算低,这个回头细说。

(皖电东送1000千伏特高压交流线路)

对了,电压等级都是说线电压,ABC三相中任意两相之间的电压。家里用的220伏是相电压,是三相中任意一相对大地的电压。实际家里用电是380伏线电压的(220伏的根号3倍),只是到了楼门口了,才三相分开,比如ABC三相各入一栋楼的三个单元。380伏电压等级在电力系统也叫0.4千伏电压等级,对比下目前的1000千伏特高压输电线路,差2500倍,颤抖吧~

我们在旅行沿途看到的一般都是输电铁塔,至于塔型什么的没啥意思就不说了,猫头塔、酒杯塔、门型塔、V字塔都是“象形”的,看样子就知道。输电线路也分直流和交流(DC和AC),直流好认但不是很常见,国内的线路就那么几条,碰上不容易。

下图是±800千伏哈密南—郑州特高压直流输电线路。

铁塔是T型的,下面吊着两回输电线路,一边正极,一边负极,至于为啥正极和负极要分这么多股线,咱们等到讲交流线路的分裂导线时再说。仔细看铁塔上面还伸出来了两个小“角”,一边也各一条“细线”,这不是输电用的,而是避雷用的避雷线,也叫地线。

下面集中说说交流线路,这个几乎是“大宝天天见”。

交流的一回线路有A、B、C三相,输电铁塔最顶端顶着的是避雷线。雷暴多地区或电压等级高的线路是两根避雷线,雷暴不严重或电压等级低的线路可以减少到一根避雷线,这个是从工程实际和省钱的角度选择的,反正大家看到最顶端细细的一或两根线就知道是避雷线了。

避雷线都是跟铁塔相连的,为的是把雷击时的电流能顺着铁塔引到地里面去。不过在接的时候,避雷线和杆塔中间是有段绝缘体或绝缘子的,仔细看,能看到跳线。这样的目的是可以在雷击时方便击穿泄流,同时在平时减少输电损耗。如果避雷线直接连着铁塔,则线中对导线的感应电流会直接流入大地,导致输电损耗。

避雷线一般都高电压等级的空旷地区的输电铁塔用,咱们看到的电线杆上一般很少有避雷线:一是电线杆一般是在城市内,有其他更高的建筑可以被雷劈;二是本来低电压等级的电线杆就送不了多少电,还要架根避雷线的成本就高了。

避雷线下面就是输电线路了,根数都是3的倍数,3根线的叫一回线,6根线的叫两回线,12根的就叫四回线了,每一回里都有ABC三相的三根线。开头的那张图我们就叫“同塔四回”线路。之所以一个塔上有多回线路,主要是考虑输送容量和占地面积,所以也衍生出了“线路长度”和“回路长度”的概念,对同塔双回而言,回路长度是线路长度的2倍,以此类推。下图也是两个同塔四回的线路,如果是不同电压等级的,则上面导线的电压要高于下面导线的电压,电压越高对地的安全距离要求越高。

两种不同布置的同塔四回线路

避雷线和输电导线其实也很好区分,一个是直接顶在杆塔上的,一个是需要用绝缘子串悬挂在杆塔上的。杆塔上是地电位,没有绝缘子串的绝缘,导线就直接对杆塔短路了。看输电线路,能分清电压等级是首位的,这决定了是哪条线,大概输送多少功率,输送多远距离。

怎么一眼看出输电线路的电压呢?秘诀是“三看”:看导线分裂数、看绝缘子串长度、看杆塔高度。

1看导线是几分裂的

先说分裂数,正如下面这张图片显示的,对于ABC三相中的每一相导线,都是分成好几股的,比如下面这个1000千伏特高压输电线路就分了8股,叫“八分裂”导线。之所以一相导线要分裂成好几股,是要把导线的“等效直径”扩大,相当于用几股较细的导线(相对较细,其实也有女生的手腕子粗),围成一个近似圆形,相当于把整相的导线直径“等效”扩大了。

扩大“导线直径”有这么几个原因:

一是交流电有“趋肤效应”,因为自感的原因,电流大部分都在导线表面流动,导体中间几乎没有电流,把导体弄成管状可以简约材料减轻重量,既然是管状,不如弄成分裂导线代替管状线;

二是高压输电线电流很大,要求导线的电阻低,电阻与导线的面积成反比,因此本来要用很粗管状导线代替,现在就用分裂导线了(在变电站里还是用管母线);

三是导线越粗,导线表面电场强度就越低,电晕就越小。电晕是对电能的损耗,我们当然希望把导线弄粗些,降低表面场强及电晕。

电晕是一种放电现象,雨天在输电线周围可能会听到“兹兹”的声音,那就是电晕的声音,夜里也能看到导线在发微弱的光,当然电晕也不是只有坏处,以后可以细说。

由电晕的“兹兹”声,也会带来无线电干扰,这也是为什么直流导线也要分裂的原因,都是为了降低电晕。

在1000千伏以下还有750千伏的超高压输电线路,这个电压等级只在我国的西北电网使用,欧洲倒也有765千伏这个电压等级的线路。750千伏电压等级一般用六分裂的导线。

500千伏的是按规程是四分裂导线,不过据观察,现在六分裂导线居多了,尤其在大城市周边,可能是输送功率大了。

220千伏的一般是两分裂,110千伏及再往下的电压等级就不用分裂导线了,单根就行,电晕已经不严重了。

不过可能因送电功率大的原因,某些地方也能见到220千伏四分裂,110千伏两分裂。三分裂的导线理论上有,但还真没怎么见过。

2看绝缘子片数

什么是绝缘子呢?看下图红圈圈里的绿色玻璃长状的物体就是绝缘子了

绝缘子是一种特殊的绝缘控件,通常有玻璃或陶瓷制成,是为了增加爬电距离的。其形状是飞碟状的,一个飞碟算一片绝缘子,绝缘子串是把若干飞碟串起来,隔离导线与杆塔用的。下图是玻璃钢绝缘子的一片的形状。

再说绝缘子片数。导线分裂数比较好数,数清楚几根线就知道是多高电压等级的了。除了看分裂数,也可以数绝缘子的片数,不过比较费眼,熟了的话扫一眼就知道。

常用的绝缘子还有陶瓷绝缘子,下图就是是陶瓷绝缘子

还有合成绝缘子

一片绝缘子大概的厚度是15厘米,串7片差不多一米。

一般情况下:

750千伏,32个

500千伏,23-25个

330千伏,17个

220千伏,13个

110千伏,7个

66千伏,5个

35千伏,3个


1分不嫌少!


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