农网配电营业工线路部分课件.ppt
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1、第三篇 配电线路部分 (适用农网配电营业工),浙江电力教育培训中心浙西分中心,第一讲 架空配电线路的组成,架空配电线路是由:杆塔、绝缘子、导线(地线)、金具、接地装置、变压器、避雷器、开关等组成。 一、架空配电线路的杆塔 1、电杆的种类 (1)铁塔 铁塔常用于送电线路,但由于受特殊条件的限制,在配电线路中也时常采用铁塔。,铁塔有角钢塔、钢管塔及 圆管铁塔。铁塔的优点是 机械强度大,使用年限长等特点。 近几年在城网改造中大部分地区经常采用钢管塔或地下电缆。 (2)水泥杆 水泥杆可分为:等径杆、拔梢杆及方型杆 按制作要求可分为:普通钢筋混凝土电杆和预应力钢筋混凝土电杆。,1)等径杆 等径杆有3m、
2、4.5m、6m、9m段,电杆的长度由它们连接组成。如:15m杆就是有6m和9m连接而成。 2)拔梢杆 架空配电线路常采用拔梢杆,拔梢杆的锥度为1/75 根据拔梢杆的梢径可分为130、150、190、230、270等几种。,3)拔梢杆根部直径的计算 计算公式为:D=h/75+d 式中:h拔梢杆的长度,m; d拔梢杆的梢径,mm; 此公式可以计算拔梢杆中间任何位置的直径这是非常重要的。 2、电杆的型式分类 (1)直线杆 直线杆设立于配电线路的直线段上。在配电线路中占电杆总数的7080%左右。,正常工作条件下能够承受 线路侧面的风荷重及导线、金具、横担拉线向下的垂直分力等力的作用。但不能承受线路方向
3、的导线荷重。 (2)耐张杆 耐张杆设立于若干直线杆两端。耐张杆又称承力杆,与直线杆相比,强度较大。 在正常工作条件下能够承受线路侧面的风荷重;,还可以承受导线和架空地线 的拉力。耐张段长度一般不超过2km。在事故条件下能够承受线路方向导线的荷重。 (3)转角杆 转角杆设立于线路方向改变的地方。用于线路的转弯处,有直线型和耐张型两种形式。在正常工作条件下能够承受导线拉力产生的角度荷重和线路侧面的风荷重;在事故条件下能够承受线路方向导线的荷重。,(4)终端杆 终端杆设立于配电线路的 首端及末端。在正常工作条件下能够承受线路方向导线的荷重和线路侧面的风荷重。 (5)分歧杆 分歧杆设立于分歧线路与主配
4、电线路的连接处。这种电杆,在干线方向上可以是直线型或耐张型杆,在分歧线方向上时则需用耐张杆型,并应能承受分歧线路导线的全部荷重。,(6)跨越杆 跨越杆用于跨越铁路、公路、 河流和其他电力线路等大跨越的地方。并保证导线具有必要的悬挂高度,在横线路方向应加装拉线。 3、对电杆的基本要求 (1)对电杆基础的要求 电杆应具有牢固的基础,在各种外力作用下要求不倾覆、歪斜、上拔、下陷以及倒杆情况。,(2)对电杆机械强度的 要求:电杆本身应具有足够的 机械强度,要求在各种气象条件下,不发生折断、出现裂纹、锈蚀、露筋、酥松、表层剥落及内部积水等。 (3)杆型的确定 根据农村低压电力技术规程规定,电杆宜采用符合
5、国际GB4623环形预应力混凝土电杆。,杆长宜为812m, 梢径为150190(适用浙江省电力公司)。 5、电杆高度的确定 电杆杆高应由下面四个因素确定:,(1)杆顶到横担的距离 最上层横担的中心距电杆顶部距离与导线排列方式有关: 水平排列时采用0.3m; 等腰三角形排列时为0.6m; 等边三角形排列时为0.9m。 同杆架设多回路时,各层横担间的垂直距离与线路电压有关,其数值不小于表1-1所列数值。,表1-1 多回路各层横担间的最小垂直距离(m) 括弧内的数值适用绝缘线路,(2)导线两悬挂点的连线与 导线最低点间的垂直距离称为 弧垂。弧垂过大容易碰线,弧垂过小则会因为导线承受的拉力过大而可能被
6、拉断。弧垂的大小与杆距、导线截面及材料和周围温度等因素有关。一般低压线路的弧垂为0.60.7m(杆距为4045m)。,在决定电杆高度时,应按最大弧垂考虑,多回路架空线路按最下层导线弧垂考虑。 (3)导线与地面或跨越物最小允许距离 为保证线路安全运行,防止人身事故发生,导线最低点与地面或跨越物间应有一定距离如表1-2所示和表1-3所示:,表1-2 导线与地面或水面的最小距离 单位m,表1-3 导线与山坡、峭壁、岩石之间最小净距 单位m,(4)电杆埋深的确定 电杆的埋深可按下列公式进行计算: h=H/10+0.7 (m) 式中: H电杆的杆长,单位(m) h电杆的埋设深度,单位(m) 通常低压架空
7、配电线路,电杆埋深可取电杆长度的1/6,而横担至杆顶的距离h取0.3m。,(5)电杆高度的确定 电杆高度可按下列公式计算: L=h+f+D+t-c (m) 式中: L电杆高度 h横担至杆顶距离,m; f导线的最大弧垂,m; D导线对地安全距离,m; c绝缘子的高度,m; t电杆埋深,m 如:图11所示,(6)电杆的堆放,1)杆长12m,采用两支点支撑,2)杆长12m,采用三支点支撑,两支点支撑,三支点支撑,二、导线 1、对导线的基本要求 导线要有足够的机械强度,较高的导电率,抗腐蚀能力,而且要重量轻,少用有色金属及成本低等特点。 2、导线的材料 导线的材料一般是用铜、铝、钢和铝合金等制成的。目
8、前也有用稀土铝合金导线的。,3、导线符号意义 架空线路导线的型号,是用导线材料、结构和载流截面积三部分表示的。导线的材料和结构用汉语拼音字母表示。如:T铜线;L铝线;G钢线;J多股绞线; 例1:LGJ120 表示导线标称截面积为1202的钢芯铝绞线。,绝缘导线,“JK”表示架空系列(铜导线省略)“TR”表示软铜导体;“Y”表示聚乙烯;“L”表示铝导体;“YJ”表示交联聚乙烯; 例如:YLYJ型,铝芯交联聚乙烯绝缘线; JYJ型:铜芯交联聚乙烯绝缘线。,三、绝缘子 绝缘子是用来支持或悬挂导线并使之与杆塔绝缘的。应有足够的绝缘强度和机械强度。同时具有足够的防御污秽和化学污染的能力,并能适应周围大气
9、条件的变化。绝缘子有几种形式和几种材料制成。,1、绝缘子按材料分类 绝缘子按材料可分为: 瓷质绝缘子; 低压塑料绝缘子(线夹); 钢化玻璃悬式绝缘子; 聚氯乙稀环氧树脂玻璃钢硅橡胶合成绝缘子。,2、绝缘子的型式 常用的绝缘子有: 针式 悬式 棒式 蝶式 瓷横担绝缘子 (1)针式绝缘子多用于电压较低和导线张力不大的配电线路上,导线则用金属线绑扎在绝缘子顶部的槽中使之固定。,(2)悬式绝缘子,都组成 绝缘子串,用于35KV及以上的 线路上,配电线路耐张杆上大部分用悬式绝缘子,沿海地区和化工厂附近的线路,使用防污型悬式绝缘子。 (3)棒式绝缘子,它是一个瓷质整体,可以代替悬式绝缘子串。 (4)瓷横担
10、是棒式绝缘子的另一种型式,它代替了针式和悬式绝缘子且省去电杆的横担。,(5)钢化玻璃悬式绝缘子, 这种绝缘子尺寸小、机械强度高、电气性能好、寿命长不易老化、维护方便。当温度剧烈变化时会自行破碎,方便运行人员巡线。 四、金 具 1、金具的种类和作用 在架空配电线路中,横担在电杆上的固定、绝缘子与导线的连接、导线与导线的连接等都需要一些金属附件,这些金属附件在电力线路中称为金具。常用的金具有:,(1)悬垂线夹:是将导线 固定在悬垂绝缘子串上。 (2)耐张线夹:是将导线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上。 (3)连接金具:是用来将一串或数串悬式绝缘子连接起来,悬挂在杆塔横担上。常用的金具有下列几种。
11、1)球头挂环:球头挂环是用来连接球型绝缘子上端铁帽(碗头)的。,2)碗头挂板:碗头挂板 是用来连接球型绝缘子下端钢脚(球头)的,根据使用条件的不同,有单联碗头和双联碗头两种。 3)直角挂板:直角挂板是一种转向金具,可按使用要求去改变绝缘子串的连接方向。 4)平行挂板:平行挂板用于单板与单板及单板与双板的连接,也可以用于连接槽形悬式绝缘子。平行挂板有三腿式和四腿式两种。,5)U形挂环:U形挂环 是一种最通用的金具,它可以单独使用,也可以几个一起组装起来使用。 (4)接续金具:主要用于架空线路的导线及避雷线终端的接续,非直线杆塔跳线的接续及导线补修等。常用的接续金具有: 1)钳压管:钳压管有供中小
12、截面的铝绞线及钢芯铝绞线用的两种。 2)压接管:接续钢绞线的压接管。,3)补修管:钢芯铝绞线和 钢绞线补修管。 4)并沟线夹:并沟线夹适用于在不承受拉力的部位接续,如在耐张杆塔的弓子线或跳线处连接导线用。 (5)拉线金具:拉线金具包括从杆塔顶端引至地面拉线盘之间的所有零件。常用的拉线金具有以下几种。 1)钢线卡子:适用于作临时夹头和辅助夹头。 2)锲形线夹:锲形线夹是利用锲的力臂作用,使钢线紧固。,2)锲形线夹:锲形线夹 是利用锲的力臂作用,使钢线紧固。 3)UT形线夹:UT形线夹用于固定拉线,同时又用于调整拉线。 4)拉线用U形挂环:U形挂环是用来和拉线金具的锲形线夹配套,安装于杆塔拉线抱箍
13、上的。 (6)防震装置:防震装置有防震锤、重锤、阻尼线、间隔棒。,思 考 题,1、配电线路杆塔有几种类型? 2、拔梢杆的根部直径如何计算。 3、配电线路用拔梢杆的埋深如何确定。 4、金具分哪几类?各类举两个例子。 5、架空配电线路有哪些部分组成的? 6、绝缘子按型式分哪几种?按制作材料可分哪几种? 7、请说出LGJ95/10导线符号的意义? 8、架空配电线路电杆高度选择时应考虑哪些因素?,第二讲 导线截面的选择,一、导线选择的原则 架空线路导线截面的选择都需要满足经济电流密度、电压损失、发热和机械强度四个方面的要求。 1、经济电流密度:是指通过各种经济、技术方面的比较而得出的最合理的电流密度,
14、采用这一电流密度可使该架空线路投资、线路电能损耗、维护运行费用等综合效益为最佳。 电流密度:是指单位导线截面所通过的电流值,其单位是A/2。,按经济电流密度选择导线截面的方法是:从已知的年运行小时数(也称为最大负荷利用小时数)T,查出欲选导线种类的经济电流密度J,然后利用公式计算导线截面,S导线截面; P设计输送容量; U线路电压; J经济电流密度; Cos功率因素,例题:某新架10kV线路,全长12km,输送容量为2MW。已知cos=0.80 ,年运行小时为2000h,试按经济电流密度选择钢芯铝绞线。,解:由T=2000,可查表得知,钢芯铝绞线的经济电流密度J=1.68A/mm2,代入公式得
15、:,根据计算结果知,应选择LGJ95型导线。,2、电压损失。架空线路具有直流电阻、分布电容和分布电感,因此,线路越长,阻抗越大。交流电流从导线上流过时就产生电压损失,线路上传送的功率越大,电流就越大,电压损失也就越大。线路传送功率与线路长度的乘积叫“负荷距”。显然,限制电压损失实际上就限制了负荷距。 为了保证向用户提供电能的电压质量,设计规范规定310KV架空配电线路允许的电压损失不得大于变电所出口端额定电压的5%;,对低压线路而言,自配电变压器二次侧出口至线路末端,电压损失的百分数不超过额定电压的(DL/T4992001农村低压技术规程) -7% (DL/T5220200510KV及以下架空
16、配电线路设计技术规程)为4% ,220V单相供电不超过-10%。 3、发热条件。导线的运行温度不应超过规定的温度,这一条件叫发热条件。,在一定的外部条件 (环境温度+250C)下,使导线不超过允许的安全运行温度(一般规定为+700C)时,导线允许的载流量叫做导线的安全载流量。 对于用电设备的电源线及室内配线,首先要按导线的安全载流量初步选出导线的截面。 4、机械强度。为使架空线路的导线在承受导线自重、环境温度及运行温度变化产生的应力、风力、覆冰重力等作用力而不致断裂,规程规定了架空配电线路的导线最小截面。,选用导线时不得小于下表所列数值。,二、架空配电线路导线截面选择步骤 对于380V10KV
17、的配电线路而言,选择导线截面,通常是: (1)根据电压损失的要求来计算导线截面用导线 (2)根据允许载流量校核所求导线截面 (3)根据机械强度校核所求截面 对于35KV以上的线路,通常是:,(1)根据经济电流密度的要求来计算导线截面 然后: (2)根据电压损失和允许载流量来校核导线截面 (3)机械强度的要求一般不起控制作用,固一般不校验。,三、架空配电线路导线截面选择方法 1、电压损失,若U1为线路首端电压,U2为末端电压,Ue为额定电压,则电压损失的百分值为 U=(U1-U2)/Ue 100%(V) 2、低压线路每公里电阻常取0.4,若传送的无功功率为Q,传送距离L,则电抗所产生的压降为 U
18、X=0.4QL/Ue(V),3、根据计算出的电抗压降Ux,按给定的允许电压损失U,求出电阻上的压降Ur,即为 Ur=U-Ux 4、确定导线截面S 因为 Ur=PR/Ue= PL/UeS 故 S= PL/UeUr (2),例题:某配电线路如图:线段oa为0.45km,线段ab为0.35,P1=7.5kW, P2=9kW,Q1=5kvar, Q2=7kvar,允许电压损失为U=7%,Ue=380V,试计算各段导线截面。,四、按发热条件选择导线截面 导线在运行中,因其中有电流流过,将使导线的温度升高。温度过高,将会降低导线的机械强度,加大导线接头处的接触电阻,增大导线的弧垂。为保证导线在运行中不致过
19、热,要求导线的最大负荷电流必须小于导线的允许载流量,即,IKIg 式中 I导线最大负荷电流,A; Ig导线在环境温度为250C的允许载流量; K修正系数。 注意:导线所受温度越高则通过导线的电流越小。,五、按机械强度确定导线截面 导线架设在杆塔上,在不断 变化的气象条件中,要承受多种荷重的作用,并常因负重过大引起断线事故。为保证导线的安全运行,要求导线应具有一定的机械强度。农村低压电力技术规程规定,对架空线路所用的铝绞线、架空绝缘电线的最小截面不得小于162。,这里特别提醒大家目前我省还有少部分农村低压线路导线最小截面小于162,这是不符合规范要求的,希望引起重视。,复习思考题 1、配电线路导
20、线截面选择的原则是什么? 2、低压配电线路按什么选择导线,按什么进行校验? 3、农村低压电力技术规程对导线的截面有何规定?,第三讲 杆塔基础,所谓杆塔基础系指建筑在土壤里的杆塔地下部分的总体。杆塔必须具有稳固的基础,以防止杆塔上拔、下沉和倾倒,确保架空线路安全、可靠的运行。 杆塔基础有电杆基础和铁塔基础。 电杆基础的组成部件有底盘、卡盘和拉线盘,即所谓的“三盘”。 铁塔基础有:混凝土和钢筋混凝土浇制基础,预制钢筋混凝土基础,金属基础、灌注桩基础、岩石基础、插入式等基础。,按受力情况,杆塔基础可分为两大类: (1)上拔、下压式基础 该类基础主要承受的荷载为上拔力或下沉力,并兼受较小的水平力,如带
21、拉线的电杆基础和分开式铁塔基础。 (2)倾覆基础 该类基础主要承受倾覆力矩,如无拉线电杆基础、整体式铁塔基础和宽身铁塔的联合基础等。 一、土壤的种类和性质,1、土壤的种类 在配电线路杆塔基础的计算中,土壤大致分为粘性土和砂石土两大类。粘性土分粘土、亚粘土、亚砂土;砂石土分为砂和大块碎石,砂又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂;石又分为大块碎石和砾石。 (1)按砂的颗粒大小分为: 1)粗砂-平均粒径不小于0.5毫米 2)中砂-平均粒径不小于0.350.5毫米 3)细砂-平均粒径不小于0.250.35毫米,砂的质量要求含泥量小于砂量的5%,云母等杂质不应超过砂重的5% (2)按石子粒径大小分为: (
22、1)细石粒径520mm (2)中石粒径2040mm (3)粗石粒径40100()mm 对石子粒径的要求:石子最大粒径不得超过钢筋结构截面最小尺寸的1/4;不得大于钢筋间距的2/3。,2、土壤的物理特性 (1)土的三要素 土的三要素为土的颗粒、水分和空气。 (2)土壤的特性 土壤的主要特性有: 1)土壤的容重。所谓土壤的容重则是在天然状态下土壤单位体积的重量。 2)许可耐压力。是指单位面积土壤允许承受的压力叫土壤的许可耐压力。 图3-1 土壤上拔角,3)土壤内摩擦力。所谓土壤的内摩擦力系指一部分土壤相对另一部分土壤滑动时,土粒与土粒之间的摩擦力。 4)土壤的抗拔角。当基础受到上拔力Ny作用时,抵
23、抗上拔力的锥体土体的倾斜角,称为上拔角,一般。如图3-1所示。 5)被动土抗力。土体对基础侧面的 压力称为主动土压力,,当基础受到外力作用时,基础即对土壤施以推力,此时土体对基础产生反力,此反力称为被动土压力或被动土抗力。被动土抗力比主动土压力大得多(10倍以上),二、基础的形式 1、上拔基础 受上拔力的基础称为上拔基础。为抵抗上拔力的作用,通常使用拉线盘。 拉线盘通常采用平放和斜放两种。平放施工较为方便。但其水平方向抵抗能力较小,且拉环既受压力又受弯力的作用。斜放时,施工不太方便,但其受力情况较好。如图3-2所示。,2、倾覆基础 所谓倾覆基础,则是抵抗杆塔因外力 作用而倾倒的基础。为了使电杆
24、保持稳定而不致倾倒,其方法有三种。 (1)无卡盘基础。因为基础无卡盘,故只能靠电杆埋入地下部分的侧面所受的压力来抵抗电杆倾覆。这种基础只能用在杆塔受倾覆力较小且土质良好的情况下。图3-3卡盘安装平面图。,(2)在地面下1/3处加卡盘。 当只靠电杆埋入地下部分所受土壤 压力不足以抵抗电杆外部倾覆力时,则可在埋入地面下1/3处加设卡盘。 (3)有上、下卡盘基础。当单独使用上卡盘或下卡盘不能抵抗外倾覆力矩时,可在地面下1/3处加上卡盘,并在埋深处加下卡盘,以增加抵抗力。 (4)上下卡盘安装简图如图3-4,卡盘安装位置、方向、深度应符合设计要求。深度允许偏差为 50。,3、下压基础 受下压力的基础有两
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