架空线路导线及地线材料的要求

架空线路导线及地线材料的要求

对架空线路导线及地线的要求主要有：材料要求、线间距离要求、弧垂要求、对地及交叉跨越要求、导、地线间的连接要求、导线与地线的配合要求等。 总体要求为：选择具有良好电气性能和机械性能的材料，保证安全可靠的运行参数（限距、弧垂等），采用合理的施工工艺。 一、对导、地线材料的要求： 1、对导线材料的要求： 导线的功能和工况──传输电能，通电、承受机械荷载。【架空线路导线及地线材料的要求】 对其材料的基本要求为：具有良好的导电性能及足够的机械强度，并具有一定的耐腐蚀、耐高温和可加工性能，且重量轻、性能稳定，耐磨损，价格低廉等。 能满足上述要求的材料主要为铝和钢，前者导电性能好但机械强度较差；后者则导电性能差而机械性能好。因此目前大多用这两种材料组合制作导线，如钢芯铝绞线等。 2、对地线材料的要求： 架空地线的作用：引雷入地，减少雷击线路而跳闸的机会，提高线路的耐雷水平，保证线路安全送电。 架空地线的类别： 普通架空地线－不与杆塔绝缘，只起引雷入地的作用； 绝缘架空地线－与杆塔绝缘，起引雷入地的作用，还可作载波通讯的通道、地线自身的融冰、检修时电动电源及小功率用户的供电等 对普通架空地线材料：只要求有较高的机械性能及良好的耐腐蚀性能，一般采用钢绞线。【架空线路导线及地线材料的要求】 对绝缘地线材料：较高的机械性能、良好的耐疲劳性、耐腐蚀性能及良好的导电性。一般采用钢芯铝绞线、铝镁合金绞线和铝包铜绞线等。以降低通讯衰减，提高通讯质量。 二、导线的线间距离要求： 导线的线间距离主要指导线间的水平距离、垂直距离和水平偏移距离。 确定的依据──保证足够的电气间隙，确保导线之间及导线与杆塔接地。 导线的线路间距离主要取决于以下情况： 1）导线风偏后对杆塔的最小空气间隙应满足规程要求； 2）档距中央导线之间不得发生闪络和鞭击现象。 实践证明：对110kV以上的线路：因为其绝缘子串较长，风偏角大，其线间距离一般由第一种情况控制。 对110kV以下的线路：绝缘子串较短，而档距中央弧垂最大，故以第二种情况来限制导线间的距离。 在具体确定导线间的水平距离和垂直距离时，应根据不同情况，采取不同的计算公式。 1、导线水平线间距离的计算 1）档距在1000m以下时，按下式计算： D=0.4Lk U/110 0.65(fe)0.5（1-1） 式中　D－导线的水平线间距离，m； Lk－悬垂绝缘子串的长度，m； U－运行线路的标称电压，kV；　 fe－导线最大弧垂，m。 2）档距大于1000m时，推荐采用以下公式计算导线间的水平距离。 D=0.4Lk U/110 K(fe)0.5 (1-2) 式中　K－系数，在0.8～1.0间选用，档距大时取大值。 其它符号同前。 一般情况下，使用悬垂绝缘子串的杆塔可根据线路的电压等级及档距，直接查手册或按表1-4、1-5所给数值选用。 2、导线间的垂直距离的确定 ──主要取决于导线覆冰及覆冰脱落时跳跃的大小。 其主要与导线的弧垂和覆冰厚度有关。 考虑到导线覆冰，尤其是覆很厚冰的情况是稀少的，且导线风偏摇摆也不能使上下层导线发生闪络；且导线的脱冰跳跃也是个别情况。 因此，一般认为，在相同线间距离时，导线垂直排列要比水平排列优越些，即允许的弧垂或档距可以放大些。 亦即导线间的垂直距离可以小于其导线间的水平距离。 根据我国双回路线路的运行经验，推荐导线间垂直距离宜采用式（1-1）、（1-2）计算值的75%。即 Dh=0.75D 使用悬垂绝缘子的杆塔，其垂直线间距离不应小于表1－6所列数值。 注意： （1）表1-6中数值在覆冰地区尚嫌不够，必须同时考虑导线间的水平偏移（上、下层导线间或导、地线间的水平距离）； （2）重冰区导线建议采用水平排列，导线与地线间的水平距离（偏移）较表1-7中b＝15mm栏内的数值至少大0.5mm。 3、导线三角形排列时，其斜向线间距离的确定 ∵导线呈三角形排列，∴其工作状态介于垂直排列和水平排列之间。 规程SDJ3-79规定：导线的斜向线间距离Dx′可化为等效水平线间距离，并按下式计算。 Dx=[(Dp)2 (4Dz/3)2]0.5（1－3） (电工天下 www.gdzrlj.com) 式中　Dx－导线三角形排列时的等效水平线间距离，m； Dp－导线投影距离，m； Dz－导线垂直投影距离，m。 此外，在多回路杆塔上，不同回路的不同相间的水平线间距离、垂直线间距离和等效水平线间距离的值应比相应的单回路的值增加0.5m，并不得小于规程所规定的值，见表1－8。 三、导、地线的弧垂要求 架空送电线路运行规程对导、地线弧垂的要求主要有以下方面： （1）设计弧垂的计算允许偏差：一般情况下应在如下范围内：110kV及以下的线路为 6%、-2.5%，220kV以上线路为 3.0%，-2.5%。而运行中的导、地线的最大弧垂不得超过规定值的5%，最小弧垂不得小于规定值的2.5%。 （2）三相弧垂应力求一致。一般情况下，各相间弧垂的允许偏差最大值为：110kV及以下的线路为200mm；220kV及以上的线路为300mm。 （3）相分裂导线同相子导线的弧垂允许偏差值： 垂直排列双分裂导线： 100mm，-0。 其它排列形式分裂导线：220kV：80mm； 330kV、500kV：50mm。 四、导线对地距离及交叉跨越距离的要求： 导线对地及交叉跨越（房屋、铁路、道路、河流、管道、索道、山坡、树木及各种架空线路等）的最小允许距离的确定一般遵循下列原则： （1）应根据最高气温情况或覆冰情况求得的最大弧垂和最大风速情况或覆冰情况求得的最大风偏进行计算。 （2）计算出来的值应计入导线架线后塑性伸长的影响和设计、施工的误差，但不应计入由于电流、太阳辐射、覆冰不均匀等引起的弧垂增大； （3）当架空线路与标准轨距铁路、调整公路和一级公路交叉，且架空电力线路的档距超过200m时，最大弧垂应按导线温度＋70℃计算。 1、导线对地距离的确定 对于不同电压等级的线路，导线的对地距离取决于不同的因素。通常500kV以下的线路，其导线对地的距离由线路的绝缘强度确定；500kV以上的线路则按线路对地面物体的静电感应影响来确定。 （1）按绝缘强度确定 原则：保证线路对人、畜、树木、房屋及交叉跨越物不产生闪络放电现象。 一般可根据线路所通过地区的类型选用不同的安全裕度来确定。 线路经过地区的类型： 居民区：人口密集区。如市区、城区、城镇等。 非居民区：有人车来往或农业机械到达，但无房屋或房屋稀少的地区 交通困难地区：车辆、农业机械不能到达的地区。 对非居民区：以导线在fmax时，对线下的往来车辆不发生闪络放电为原则： H＝h S a 式中　H──导线在fmax处的对地距离； h──车辆的装载高度（m）；我国规定：汽车的最大装载高度为4.0m S──内过电压下，导线对车辆不发生闪络放电的最小空气间隙。一般查表确定。 a──裕度，一般取1.0m 对居民区，可较非居民区的H值再1.0m 交通困难地区：按人和牲畜驮运物品的最大高度考虑，一般式中的h按人伸起手臂的最大高度2.8m取。 （2）按静电感应影响确定（500kV以上的线路）： ──以确保人畜等在导线下不产生静电感应为原则。 静电感应现象： 在线路或附近的人畜或其它物体（车辆、金属屋顶、栏杆、铁丝网等）上感应有电荷、电流、电压的现象。感应电压越高，对人的影响就越严重。 静电感应的影响： 产生麻电或现象→人精神恐慌→造成二次事故等。 我国规定：对500kV线路，以地面（跨越物）以上1m处的静电场强不大于10kV/m来考虑。 《110～500kV架空线路设计规程》提出：“500kV送电线路邻近民房时，房屋所在位置离地1m处最大未畸变电场不得超过4kV/m” 美国BPA规定：在线路走廊内，允许的最大场强为9kV/m；在走廊边缘的允许值为5kV/m. 日本架空送电规程规定：特高压线路下的地面场强不得超过3kV/m。 美国国家电气安全法规规定：在公路交叉处，电场强度限制在5kV/km以内；跨越购物中心停车场的限制在2.5kV/m以内；对于工业和商业停车场时，限制在2.5kV/m以内。 2、导线对房屋建筑、岩石峭壁等突出物的距离要求 ──以导线在最大时不对邻近物体放电为原则T有足够的净空气间隙。 3、导线与树木的距离 三种情况： （1）通过林区：主要考虑线路附近的树木倾倒时不碰撞线路。 ∴要砍伐通道（如图所示），且通道的宽度要满足： B≥A＋2h 式中：A──边导线的距离，m； 　　　h──树木的最大高度，m。 　　　　 （2）跨越树木：要确保线路不对树木放电。 规定：导线最低点与树木的垂直距离为H： 35－110kV H>3.5m 220kV　　　　　H>4.0m 330kV　　　　　H>5.0m 500kV　　　　　　H>6.0m （3）通过不允许砍伐通道的林区（保护区、果园等） 要求：导线在最大风偏及最大弧垂时，导线与树木的净空距离在规程允许的范围内。 4、导线对各种工程设施的交叉跨越距离 包括：桥梁、道路（公路和铁路）、管道等。 要求：必须严格满足规程的规定。 五、导、地线的连接要求 导线或地线的连接质量是保证线路正常运行的一个至关重要的环节，规程要求接头部位必须满足以下要求： （1）避免不必要的接头：同一档距内，一根导线上只允许有一个直线连接管和三个补修管； （2）各补修管间，补修管与接头之间以及接头与耐张连接管之间的距离不宜小于5m；且接头或补修管的位置中导线固定处的距离应大于0.5m。 （3）重要跨越档内不得有接头 如跨越公路、铁路、桥梁、通航的河流、送电线路及弱电线路、特殊管道及索道等时。 （4）质量要求 接头机械强度不得低于原导线强度的90%；接头部位的电阻、电压值与等长导线的电阻、电压的比值不得大于2.0倍。 五、其它要求 1、外观：不得有磨损、断股、破损、小绕、严重锈蚀、闪络烧伤、松股等。 2、同一档内导线的材质、规格、捻回方向等要相同。 3、要视导线的操作程度采取相应的处理措施。如预绞丝修补、补修管修补等。