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涨知识|如何辨别输电线路的电压等级?

北极星输配电网  来源:计鹏新能源    2018/4/17 10:38:29  我要投稿  

北极星输配电网讯:怎么一眼看出输电线路的电压呢?“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1000kV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,围成一个近似圆形,相当于把整相的导线直径“等效”扩大了。

图:1000kV特高压输电线路

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节约材料减轻重量,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。

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1000kV以下还有750kV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765kV这个电压等级的线路。750kV电压等级一般用六分裂的导线。

图:750kV特高压输电线路

500kV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。

图:500kV输电线路

220kV的一般是两分裂,110kV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。

图:200kV输电线路

不过可能因送电功率大的原因,某些地方也能见到220kV四分裂,110kV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。

图:玻璃绝缘子串

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。下图是玻璃绝缘子的一片的形状。常用的绝缘子还有陶瓷绝缘子和合成绝缘子。

图:玻璃绝缘子

图:瓷绝缘子

图:合成绝缘子

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。

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:750kV,32片;500kV,23-25片;330kV,17片;220kV,13片;110kV,7片;66kV,5片;35kV,3片。

如果高海拔、污秽重的地区或者重要的塔,片数还要增加几片。基本可以看出1片绝缘子可以承受1-1.5万伏特的电压,但随着电压等级的升高,承压的非线性越强。实际上,不同地区不同环境,绝缘子片数可能差别很大。当然不同类型的绝缘子,要求的片数也不同,下图是±800kV特高压的图,大概五六十片了。

图:±800kV特高压直流线路绝缘子

3、看杆塔的高度

除了数分裂数和绝缘子片数,还可以看看杆塔的高度,虽然设计规程上没有规定杆塔要多高,但非常详细地规定了输电导线距离其他物体的最小距离。

图:500kV线路铁塔

输电线路一档大约500米,导线是要下垂的,尤其是天气热和用电负荷大的时候,导线热胀冷缩,会下垂的更厉害。所以规定中明确写了各电压等级的输电线路的导线对各种物体的最小距离。

例如,在居民区导线对地面最小距离分别为:35~110kV是7米,220kV是7.5米,330kV是8.5米,500kV是14米,750kV为19.5米。

图:750kV线路铁塔

如果考虑导线弧垂和绝缘子长度,则:110kV大概离地面十几米,220kV和330kV是二十几米,500kV是三四十米,750kV是五十几米,1000kV是七八十米。

图:1000kV特高压线路铁塔

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,有点印象了吧。不过这都很粗略,根据气候和地形不同,高度是要调整很大的。

总体来说,区分电压等级最容易看的是导线分裂数,最准确能判断的是绝缘子片数,最有震撼力的是杆塔的高度。

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