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    漲姿勢 | 就算你是學(xué)電的 都不一定認識這些輸電線(xiàn)路...

    2015-04-24 06:12:02
    10142次

    各種各樣的電線(xiàn),抬頭不見(jiàn)低頭見(jiàn),但你還真不一定認識它們!電壓是多少,直流還是交流……這么一問(wèn),85%的人立馬傻眼了……


      這也不怪大家,實(shí)話(huà)說(shuō),即便是學(xué)電的、在電力系統工作的人都不一定認識輸電線(xiàn)路……今天,教大家幾個(gè)認輸電線(xiàn)路的妙招。

    (這是啥輸電線(xiàn)路……)


      先說(shuō)說(shuō)輸電桿塔的概念,輸電導線(xiàn)是由輸電桿塔一段一段撐起來(lái)的,高電壓等級的用“鐵塔”,低電壓等級的比如居民區里見(jiàn)的一般用“木頭桿”或“水泥桿”,合起來(lái)統稱(chēng)“桿塔”。高電壓等級的線(xiàn)路需要有更大的安全距離,所以要架得很高,只有鐵塔才能有能力負擔數十噸的線(xiàn)路,一根電線(xiàn)桿架不了這么高、也沒(méi)這么大支撐力,所以電線(xiàn)桿都是較低電壓等級的。至于多高電壓算高,多低算低,這個(gè)回頭細說(shuō)。

     

    (皖電東送1000千伏特高壓交流線(xiàn)路)


      對了,電壓等級都是說(shuō)線(xiàn)電壓,ABC三相中任意兩相之間的電壓。家里用的220伏是相電壓,是三相中任意一相對大地的電壓。實(shí)際家里用電是380伏線(xiàn)電壓的(220伏的根號3倍),只是到了樓門(mén)口了,才三相分開(kāi),比如ABC三相各入一棟樓的三個(gè)單元。380伏電壓等級在電力系統也叫0.4千伏電壓等級,對比下目前的1000千伏特高壓輸電線(xiàn)路,差2500倍,顫抖吧~


      我們在旅行沿途看到的一般都是輸電鐵塔,至于塔型什么的沒(méi)啥意思就不說(shuō)了,貓頭塔、酒杯塔、門(mén)型塔、V字塔都是“象形”的,看樣子就知道。輸電線(xiàn)路也分直流和交流(DC和AC),直流好認但不是很常見(jiàn),國內的線(xiàn)路就那么幾條,碰上不容易。


      下圖是±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電線(xiàn)路。

    鐵塔是T型的,下面吊著(zhù)兩回輸電線(xiàn)路,一邊正極,一邊負極,至于為啥正極和負極要分這么多股線(xiàn),咱們等到講交流線(xiàn)路的分裂導線(xiàn)時(shí)再說(shuō)。仔細看鐵塔上面還伸出來(lái)了兩個(gè)小“角”,一邊也各一條“細線(xiàn)”,這不是輸電用的,而是避雷用的避雷線(xiàn),也叫地線(xiàn)。


      下面集中說(shuō)說(shuō)交流線(xiàn)路,這個(gè)幾乎是“大寶天天見(jiàn)”。


      交流的一回線(xiàn)路有A、B、C三相,輸電鐵塔最頂端頂著(zhù)的是避雷線(xiàn)。雷暴多地區或電壓等級高的線(xiàn)路是兩根避雷線(xiàn),雷暴不嚴重或電壓等級低的線(xiàn)路可以減少到一根避雷線(xiàn),這個(gè)是從工程實(shí)際和省錢(qián)的角度選擇的,反正大家看到最頂端細細的一或兩根線(xiàn)就知道是避雷線(xiàn)了。

     

     避雷線(xiàn)都是跟鐵塔相連的,為的是把雷擊時(shí)的電流能順著(zhù)鐵塔引到地里面去。不過(guò)在接的時(shí)候,避雷線(xiàn)和桿塔中間是有段絕緣體或絕緣子的,仔細看,能看到跳線(xiàn)。這樣的目的是可以在雷擊時(shí)方便擊穿泄流,同時(shí)在平時(shí)減少輸電損耗。如果避雷線(xiàn)直接連著(zhù)鐵塔,則線(xiàn)中對導線(xiàn)的感應電流會(huì )直接流入大地,導致輸電損耗。


      避雷線(xiàn)一般都高電壓等級的空曠地區的輸電鐵塔用,咱們看到的電線(xiàn)桿上一般很少有避雷線(xiàn):一是電線(xiàn)桿一般是在城市內,有其他更高的建筑可以被雷劈;二是本來(lái)低電壓等級的電線(xiàn)桿就送不了多少電,還要架根避雷線(xiàn)的成本就高了。


      避雷線(xiàn)下面就是輸電線(xiàn)路了,根數都是3的倍數,3根線(xiàn)的叫一回線(xiàn),6根線(xiàn)的叫兩回線(xiàn),12根的就叫四回線(xiàn)了,每一回里都有ABC三相的三根線(xiàn)。開(kāi)頭的那張圖我們就叫“同塔四回”線(xiàn)路。之所以一個(gè)塔上有多回線(xiàn)路,主要是考慮輸送容量和占地面積,所以也衍生出了“線(xiàn)路長(cháng)度”和“回路長(cháng)度”的概念,對同塔雙回而言,回路長(cháng)度是線(xiàn)路長(cháng)度的2倍,以此類(lèi)推。下圖也是兩個(gè)同塔四回的線(xiàn)路,如果是不同電壓等級的,則上面導線(xiàn)的電壓要高于下面導線(xiàn)的電壓,電壓越高對地的安全距離要求越高。



    避雷線(xiàn)和輸電導線(xiàn)其實(shí)也很好區分,一個(gè)是直接頂在桿塔上的,一個(gè)是需要用絕緣子串懸掛在桿塔上的。桿塔上是地電位,沒(méi)有絕緣子串的絕緣,導線(xiàn)就直接對桿塔短路了。看輸電線(xiàn)路,能分清電壓等級是首位的,這決定了是哪條線(xiàn),大概輸送多少功率,輸送多遠距離。


      怎么一眼看出輸電線(xiàn)路的電壓呢?秘訣是“三看”:看導線(xiàn)分裂數、看絕緣子串長(cháng)度、看桿塔高度。


      1看導線(xiàn)是幾分裂的


      先說(shuō)分裂數,正如下面這張圖片顯示的,對于A(yíng)BC三相中的每一相導線(xiàn),都是分成好幾股的,比如下面這個(gè)1000千伏特高壓輸電線(xiàn)路就分了8股,叫“八分裂”導線(xiàn)。之所以一相導線(xiàn)要分裂成好幾股,是要把導線(xiàn)的“等效直徑”擴大,相當于用幾股較細的導線(xiàn)(相對較細,其實(shí)也有女生的手腕子粗),圍成一個(gè)近似圓形,相當于把整相的導線(xiàn)直徑“等效”擴大了。


     擴大“導線(xiàn)直徑”有這么幾個(gè)原因:


      一是交流電有“趨膚效應”,因為自感的原因,電流大部分都在導線(xiàn)表面流動(dòng),導體中間幾乎沒(méi)有電流,把導體弄成管狀可以簡(jiǎn)約材料減輕重量,既然是管狀,不如弄成分裂導線(xiàn)代替管狀線(xiàn);


      二是高壓輸電線(xiàn)電流很大,要求導線(xiàn)的電阻低,電阻與導線(xiàn)的面積成反比,因此本來(lái)要用很粗管狀導線(xiàn)代替,現在就用分裂導線(xiàn)了(在變電站里還是用管母線(xiàn));


      三是導線(xiàn)越粗,導線(xiàn)表面電場(chǎng)強度就越低,電暈就越小。電暈是對電能的損耗,我們當然希望把導線(xiàn)弄粗些,降低表面場(chǎng)強及電暈。


      電暈是一種放電現象,雨天在輸電線(xiàn)周?chē)赡軙?huì )聽(tīng)到“茲茲”的聲音,那就是電暈的聲音,夜里也能看到導線(xiàn)在發(fā)微弱的光,當然電暈也不是只有壞處,以后可以細說(shuō)。


      由電暈的“茲茲”聲,也會(huì )帶來(lái)無(wú)線(xiàn)電干擾,這也是為什么直流導線(xiàn)也要分裂的原因,都是為了降低電暈。


      在1000千伏以下還有750千伏的超高壓輸電線(xiàn)路,這個(gè)電壓等級只在我國的西北電網(wǎng)使用,歐洲倒也有765千伏這個(gè)電壓等級的線(xiàn)路。750千伏電壓等級一般用六分裂的導線(xiàn)。


     

    500千伏的是按規程是四分裂導線(xiàn),不過(guò)據觀(guān)察,現在六分裂導線(xiàn)居多了,尤其在大城市周邊,可能是輸送功率大了。

     

     

    220千伏的一般是兩分裂,110千伏及再往下的電壓等級就不用分裂導線(xiàn)了,單根就行,電暈已經(jīng)不嚴重了。

     

     

     不過(guò)可能因送電功率大的原因,某些地方也能見(jiàn)到220千伏四分裂,110千伏兩分裂。三分裂的導線(xiàn)理論上有,但還真沒(méi)怎么見(jiàn)過(guò)。


      2看絕緣子片數


      什么是絕緣子呢?看下圖紅圈圈里的綠色玻璃長(cháng)狀的物體就是絕緣子了

     

     絕緣子是一種特殊的絕緣控件,通常有玻璃或陶瓷制成,是為了增加爬電距離的。其形狀是飛碟狀的,一個(gè)飛碟算一片絕緣子,絕緣子串是把若干飛碟串起來(lái),隔離導線(xiàn)與桿塔用的。下圖是玻璃鋼絕緣子的一片的形狀。


      再說(shuō)絕緣子片數。導線(xiàn)分裂數比較好數,數清楚幾根線(xiàn)就知道是多高電壓等級的了。除了看分裂數,也可以數絕緣子的片數,不過(guò)比較費眼,熟了的話(huà)掃一眼就知道。

    常用的絕緣子還有陶瓷絕緣子,下圖就是是陶瓷絕緣子。

     還有合成絕緣子

     

    一片絕緣子大概的厚度是15厘米,串7片差不多一米。


      一般情況下:


      750千伏,32個(gè)


      500千伏,23-25個(gè)


      330千伏,17個(gè)


      220千伏,13個(gè)


      110千伏,7個(gè)


      66千伏,5個(gè)


      35千伏,3個(gè)


      如果高海拔、污穢重的地區或者重要的塔,片數還要增加幾片?;究梢钥闯?片絕緣子可以承受1-1.5萬(wàn)伏特的電壓,但隨著(zhù)電壓等級的升高,承壓的非線(xiàn)性越強。實(shí)際上,不同地區不同環(huán)境,絕緣子片數可能差別很大。當然不同類(lèi)型的絕緣子,要求的片數也不同,下圖那張1000千伏特高壓的圖,電網(wǎng)君用肉眼數了下,大概五六十片了,真是好長(cháng)…




      1000千伏交流特高壓線(xiàn)路絕緣子


          ±800千伏特高壓直流線(xiàn)路絕緣子。


      3看桿塔的高度


      除了數分裂數和絕緣子片數,還可以看看桿塔的高度,雖然設計規程上沒(méi)有規定桿塔要多高,但非常詳細地規定了輸電導線(xiàn)距離其他物體的最小距離。




      (500千伏線(xiàn)路鐵塔)


      輸電線(xiàn)路一檔大約500米,導線(xiàn)是要下垂的,尤其是天氣熱和用電負荷大的時(shí)候,導線(xiàn)熱脹冷縮,會(huì )下垂的更厲害。所以規定中明確寫(xiě)了各電壓等級的輸電線(xiàn)路的導線(xiàn)對各種物體的最小距離。


      例如,在居民區導線(xiàn)對地面最小距離分別為:


      35~110千伏是7米,


      220千伏是7.5米,


      330千伏是8.5米,


      500千伏是14米,


      750千伏為19.5米。

     

     (750千伏線(xiàn)路鐵塔)


      如果考慮導線(xiàn)弧垂和絕緣子長(cháng)度,則:


      110千伏大概離地面十幾米,


      220千伏和330千伏是二十幾米,


      500千伏是三四十米,


      750千伏是五十幾米,


      1000千伏是七八十米。


     

    (1000千伏特高壓線(xiàn)路鐵塔)


      換算成樓房高度,那分別是5層樓、8層樓、12層樓、18層樓和25層樓,有點(diǎn)印象了吧。不過(guò)這都很粗略,根據氣候和地形不同,高度是要調整很大的。


      總體來(lái)說(shuō),區分電壓等級最容易看的是導線(xiàn)分裂數,最準確能判斷的是絕緣子片數,最有震撼力的是桿塔的高度。


      我們能看到的輸電線(xiàn)路,都是地形地貌比較好的地區,要知道崇山峻嶺中、大川大河上也都有輸電線(xiàn)路,尤其是給偏遠地區送電,鐵塔和電線(xiàn)材料都是人拉肩扛上去的,相當辛苦!可以說(shuō)連公路都沒(méi)有的地方,可能會(huì )有輸電線(xiàn)路,真的要向送變電工作人員們致敬!


      最后說(shuō)說(shuō)輸電桿塔上的小玩意兒。Look!猜猜這個(gè)刺兒和橘黃色的小風(fēng)車(chē)是干嘛的?


                        防鳥(niǎo)刺

     

     答案揭曉:都是防鳥(niǎo)的!倒刺是防止鳥(niǎo)筑巢,用在鐵塔上;小風(fēng)車(chē)是驅趕鳥(niǎo)的,一般用在電線(xiàn)桿上。下次可以留意下哈!


     

     (某年某日,出門(mén)抬頭一看,發(fā)現電桿上有一只玩具熊,據說(shuō)也是驅鳥(niǎo)的,頓時(shí)吐血三升……)


      為啥輸電桿塔跟鳥(niǎo)過(guò)不去呢?因為鳥(niǎo)糞是導致輸電線(xiàn)路短路故障的重要原因。鳥(niǎo)糞是導電的,排放到絕緣子串上時(shí),很會(huì )構成導線(xiàn)的對地短路通道,所以輸電線(xiàn)路都很怕“憤怒的小鳥(niǎo)”……


      除了鳥(niǎo),蛇、鼠、黃鼠狼、或者翼展太長(cháng)的大鳥(niǎo)都可能導致輸電線(xiàn)路的對地或相間短路。大樹(shù)也會(huì ),所以也要定期修剪樹(shù)木。哎,運維的小伙伴不容易啊,還得和各種動(dòng)植物打交道……


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