我國(guó)采用的電壓等級(jí)有380/220V、6、10、35、66、110、154、220、330、500kV,其中154 kV為非標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí),66 kV和330 kV為限制發(fā)展電壓等級(jí)。
目前通常把10 kV及以下電力線(xiàn)路稱(chēng)為配電線(xiàn)路,其中把1 kV以下的線(xiàn)路稱(chēng)為低壓配電線(xiàn)路,1~10 kV線(xiàn)路稱(chēng)為高壓配電線(xiàn)路;35 kV及以上的電力線(xiàn)路稱(chēng)為送電線(xiàn)路,其中35 kV~220 kV線(xiàn)路稱(chēng)為高壓送電線(xiàn)路,330~500 kV線(xiàn)路稱(chēng)為超高壓送電線(xiàn)路。
根據(jù)電力事業(yè)的發(fā)展需要,將來(lái)可能發(fā)展750~1000 kV或更高的電壓等級(jí)。之所以采用高電壓來(lái)輸送電能,是因?yàn)椴捎酶唠妷狠斔碗娔苡幸韵聝?yōu)點(diǎn):
1、減少線(xiàn)路損耗;
2、提高送電功率;
3、輸送距離遠(yuǎn);
4、相對(duì)提高了線(xiàn)路安全性。
所以,電力系統(tǒng)大部分都采用高壓輸電線(xiàn)路作為電力網(wǎng)內(nèi)長(zhǎng)距離、大功率的主要聯(lián)絡(luò)干線(xiàn)。
輸電線(xiàn)路按其結(jié)構(gòu)形式有架空電力線(xiàn)路和電纜電力線(xiàn)路。因架空線(xiàn)路與電纜線(xiàn)路比,具有建設(shè)速度快、檢修維護(hù)方便、輸送容量大、綜合造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),我國(guó)電力線(xiàn)路主要采用架空電力線(xiàn)路形式。架空電力線(xiàn)路一般使用在城市外的長(zhǎng)距離的曠野或高山上,而城市中為城市美觀現(xiàn)多采用電纜下地。
架空電力線(xiàn)路的組成元件主要有導(dǎo)線(xiàn)、避雷線(xiàn)和接地體、絕緣子、金具、桿塔、拉線(xiàn)和基礎(chǔ)。
對(duì)電力線(xiàn)路的基本要求是:
1、保證線(xiàn)路架設(shè)質(zhì)量,加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù),提高對(duì)用戶(hù)供電的可靠性。
2、要求電力線(xiàn)路的供電電壓在允許的波動(dòng)范圍內(nèi),以便向用戶(hù)提供質(zhì)量合格的電能。
3、在送電過(guò)程中,要減少線(xiàn)路損耗,提供送電效率,降低送電成本。
4、架空線(xiàn)路由于長(zhǎng)期置于露天運(yùn)行,線(xiàn)路的各元件除受正常的電氣負(fù)荷和機(jī)械荷載作用外,還受到風(fēng)、雨、冰、雪、大氣污染、雷電等自然和人為條件的作用,要求線(xiàn)路各元件應(yīng)有足夠的機(jī)械和電氣強(qiáng)度。
“經(jīng)濟(jì)電流密度”常作為新建線(xiàn)路選擇導(dǎo)線(xiàn)截面的依據(jù),也可作為運(yùn)行線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)與否的判斷標(biāo)準(zhǔn)。所謂“經(jīng)濟(jì)電流密度”,就是當(dāng)輸電線(xiàn)路單位導(dǎo)線(xiàn)截面上通過(guò)這一電流時(shí),使輸電線(xiàn)路的建設(shè)投資、電能損耗和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等綜合費(fèi)用最低、最經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)電流密度是經(jīng)過(guò)各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較得出的最合理的單位導(dǎo)線(xiàn)截面的電流值,所以,經(jīng)濟(jì)電流密度既是一個(gè)很重要的技術(shù)指標(biāo),也是一個(gè)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)作用是傳導(dǎo)電流,輸送電能,因此必須具有導(dǎo)電率高,熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度高彈性系數(shù)大,有一定的柔軟性、并具有較好的耐振、耐磨、耐化學(xué)腐蝕性能,能夠適應(yīng)一般自然環(huán)境和一定的污穢環(huán)境,使用壽命長(zhǎng),且質(zhì)量輕、價(jià)格低、性能穩(wěn)定。
35~220kV線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)一般采用鋼芯鋁絞線(xiàn),其型號(hào)以L(fǎng)GJ加導(dǎo)線(xiàn)標(biāo)稱(chēng)截面表示,如LGJ-185/30,表示鋼芯鋁絞線(xiàn),鋁的標(biāo)稱(chēng)截面積為185mm2、鋼芯標(biāo)稱(chēng)截面積為30mm2。
近幾年,在送電線(xiàn)路中為提高導(dǎo)線(xiàn)的抗腐蝕性能,廣泛采用稀土導(dǎo)線(xiàn)(LGJX)、鋁合金線(xiàn)、鋁包鋼芯鋁絞線(xiàn)等。
電力線(xiàn)路中相鄰兩基桿塔之間的水平距離稱(chēng)為檔距;相鄰兩基承力桿塔之間的線(xiàn)路稱(chēng)為一個(gè)耐張段,一般一個(gè)耐張段由若干個(gè)檔距組成,如相鄰兩基承力桿塔之間只有一個(gè)檔距,則該耐張段稱(chēng)為孤立檔。
一般送電線(xiàn)路每相多采用一根導(dǎo)線(xiàn),而超高壓線(xiàn)路則每相采用兩根、三根、四根或更多的導(dǎo)線(xiàn),一般稱(chēng)此為相分裂導(dǎo)線(xiàn),其中每根導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為子導(dǎo)線(xiàn)。
架空線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)周?chē)目諝馐橇己玫慕^緣體,但當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)了空氣的耐壓強(qiáng)度時(shí),就會(huì)引起空氣層的放電,這時(shí)可聽(tīng)到嗤嗤的放電聲,在夜間還可看到導(dǎo)線(xiàn)周?chē)兴{(lán)色的螢光,這種現(xiàn)象稱(chēng)為電暈。
線(xiàn)路產(chǎn)生電暈,不但引起電暈損耗而且對(duì)電力線(xiàn)路附近的無(wú)線(xiàn)電和高頻通信等產(chǎn)生干擾影響。由于超高壓線(xiàn)路電壓較高,導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度較大,故極易引起電暈現(xiàn)象。為了避免電暈現(xiàn)象,可增大線(xiàn)間距離和導(dǎo)線(xiàn)直徑,但線(xiàn)間距離的增加必定引起桿塔頭部尺寸的加大,增加桿塔費(fèi)用,這是不經(jīng)濟(jì)的,所以較為有效的方法是采用相分裂導(dǎo)線(xiàn)(相當(dāng)于加大了導(dǎo)線(xiàn)直徑),從而可防止電暈的發(fā)生,避免電暈損耗和電暈干擾影響。另外,超高壓線(xiàn)路輸送功率大,需要很大的導(dǎo)線(xiàn)截面,如每相采用一根導(dǎo)線(xiàn),則制造和架設(shè)大截面的單根導(dǎo)線(xiàn)將帶來(lái)很大困難,所以多采用相分裂導(dǎo)線(xiàn)以滿(mǎn)足輸送功率的要求,而且也便于架設(shè),同時(shí)還可以減少導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)拉力,有利于減少桿塔材料消耗量。
導(dǎo)線(xiàn)最小直徑除滿(mǎn)足導(dǎo)線(xiàn)的機(jī)械強(qiáng)度外,主要是以導(dǎo)線(xiàn)不發(fā)生電暈為原則,對(duì)海拔高度不超過(guò)1000m地區(qū),導(dǎo)線(xiàn)不發(fā)生電暈的最小直徑如下表所列。
表:
導(dǎo)線(xiàn)不發(fā)生電暈時(shí)的最小直徑
線(xiàn)路額定電壓(kV) | 110 | 220 | 330 | 500 | |||
導(dǎo)線(xiàn)最小直徑(mm) | 9.6 | 21.6 | 33.6 | 2×21.6 | 2×36.24 | 3×26.82 | 4×21.6 |
還有一種稱(chēng)之為緊湊型送電線(xiàn)路。所謂緊湊型送電線(xiàn)路是指在同一電壓等級(jí)下,相間距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)行常規(guī)線(xiàn)路的相間距離的線(xiàn)路。例如220kV現(xiàn)行常規(guī)線(xiàn)路的相間距離為5.5~6.0m,而緊湊型線(xiàn)路的相間距離僅為3.4m。
緊湊型送電線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分裂導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)多、相間距離小、相間安裝絕緣間隔棒、分裂導(dǎo)線(xiàn)的排列方式多樣。
緊湊型送電線(xiàn)路的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路自然輸送功率可比常規(guī)線(xiàn)路提高30%~50%;減少塔頭尺寸和線(xiàn)路走廊寬度。缺點(diǎn)是需安裝相間隔離棒,線(xiàn)路本體造價(jià)高;導(dǎo)線(xiàn)排列特殊,線(xiàn)路施工安裝和檢修維護(hù)比較困難。