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架空輸電線路知識快問快答
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答:絕緣子串結(jié)冰后形成貫穿整串的冰柱,當(dāng)氣溫回升到攝氏零度以上時(shí)冰柱開始融化,融化的冰水順著懸垂絕緣子串邊緣下淌,容易形成連續(xù)的冰水溜,從而可能造成絕緣子短路跳閘發(fā)生停電事故。在我國中南部,氣溫在攝氏負(fù)三度至零度并且有雨夾雪氣候下,絕緣子串也很容易結(jié)冰形成冰柱。冰柱融化時(shí)同樣很容易引起事故。導(dǎo)線懸垂串宜采用V 型、八字型、大小傘插花I 型等絕緣子型式,以及防覆冰復(fù)合絕緣子,可防止冰柱或冰水溜引起的橋接,提高絕緣子串的覆冰閃絡(luò)電壓,降低絕緣子冰閃概率。
▲大小傘插花I型
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答:預(yù)絞式護(hù)線條可有效吸收振動(dòng)能量,增大懸掛點(diǎn)的接觸面積,從而減少微風(fēng)振動(dòng)帶來的導(dǎo)線疲勞受損。
▲鋁包帶包纏
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▲預(yù)絞絲護(hù)線條包纏
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答:因?yàn)?/span>與橫擔(dān)聯(lián)接的第一個(gè)金具受力較為復(fù)雜,若該金具不夠靈活,不但本身易受磨損,還將引起相鄰的其他金具損壞,是整個(gè)金具串中的薄弱環(huán)節(jié),因此,對聯(lián)塔金具的選擇,除了要求結(jié)構(gòu)上靈活外,同時(shí)要求強(qiáng)度上提高一個(gè)等級。
答:一般而言,懸垂絕緣子串的偏移會(huì)自然緩和導(dǎo)、地線的縱向不平衡張力,但同時(shí)也會(huì)對鐵塔產(chǎn)生縱向作用力,當(dāng)交叉跨越耐張段內(nèi)(非孤立檔)出現(xiàn)大檔距(前后檔距相差懸殊)或大高差時(shí),導(dǎo)、地線受溫度變化或者風(fēng)壓影響,將產(chǎn)生較大的不平衡張力并通過懸垂串傳遞給桿塔。
在臺(tái)風(fēng)、覆冰等極端天氣下,導(dǎo)、地線縱向不平衡張力相應(yīng)增加,桿塔所受的實(shí)際綜合荷載可能超出設(shè)計(jì)承載水平,將導(dǎo)致斷線、掉串、桿塔受損、傾倒等嚴(yán)重事故,影響公共安全和民生安全,帶來嚴(yán)重的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。
因此,輸電線路跨越鐵路和一級及以上公路時(shí),應(yīng)盡量避免出現(xiàn)大檔距和大高差的情況,否則應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施,如提升直線塔塔型或桿塔使用條件預(yù)留一定裕度等,提高安全度。
答:電壓等級越高的輸電線路,設(shè)計(jì)安全度相對較高,發(fā)生故障的概率相對較小,與其他電壓等級線路交叉跨越時(shí)應(yīng)架設(shè)在上方。同一電壓等級線路交叉跨越時(shí)應(yīng)將重要線路架設(shè)于上方,盡量減少受其他線路的影響。
答:主要樹種的自然生長高度一般可參考以下數(shù)值:
1)桉樹、圣誕樹、水冬瓜樹、橡膠樹、西南樺為25m;
2)松樹、杉樹、竹林為20m;
3)橄欖樹、板栗等果樹為15m;
4)龍眼、荔枝、桔子等果樹為12m;
5)灌木、雜樹為5~10m。
答:各金具間如采用點(diǎn)接觸會(huì)造成接觸點(diǎn)應(yīng)力集中,接觸電阻增大,易造成金具損壞和發(fā)熱。
▲點(diǎn)接觸連接
答:鑄鐵或鑄鋼均屬于鐵磁性材料,導(dǎo)線懸垂線夾及防振錘夾頭圍繞導(dǎo)線會(huì)構(gòu)成閉合回路。當(dāng)在導(dǎo)線中通入交變電流時(shí),會(huì)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生交變磁場,鐵磁性金具材料在交變磁場中反復(fù)磁化,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于磁場強(qiáng)度的變化而產(chǎn)生磁滯效應(yīng)。由于磁疇的反復(fù)轉(zhuǎn)向,鐵磁金具內(nèi)部的分子摩擦發(fā)熱而造成磁滯能量損耗。同時(shí),交變磁場在金具內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流即渦流,由此進(jìn)一步產(chǎn)生功率損耗,即渦流損耗。
▲懸垂線夾渦流損耗
研究數(shù)據(jù)表明,鐵磁性金具由于磁滯損耗和渦流損耗產(chǎn)生的電能損耗約占輸電容器的0.01%~0.03%。我國地域遼闊,輸電線路使用金具數(shù)量龐大,眾多金具產(chǎn)生的總能耗量更是相當(dāng)驚人。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,全國高壓線路因可鍛鑄鐵懸垂線夾引起的總電能損耗超過3.4億kW?h/年,總電費(fèi)損失達(dá)1.3億元/年。
鐵磁性電力金具嚴(yán)重的電能損耗不僅帶來巨大的能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失,而且由此產(chǎn)生的熱量使金具內(nèi)導(dǎo)線溫度升高,進(jìn)而導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度降低,從而降低金具長期服役的安全可靠性和耐久性。
答:防止雨水倒灌進(jìn)入空腔,長期積聚后使線夾銹蝕。
答:在統(tǒng)計(jì)的多數(shù)桿塔冰災(zāi)和風(fēng)災(zāi)事故中,桿塔損害的概率遠(yuǎn)大于基礎(chǔ),建議鐵塔與基礎(chǔ)連接采用地
腳螺栓形式替代插入角鋼形式,以避免桿塔受損后影響基礎(chǔ)使用,縮短搶修復(fù)電時(shí)間。
答:減少直線塔數(shù)量能避免較長耐張段內(nèi)不平衡張力的累積,提高跨越檔的安全性,在發(fā)生斷線、倒塔等事故時(shí)可有效控制事故范圍,縮短搶修時(shí)間;同時(shí)防止相鄰耐張段的事故(如斷線、串倒等)傳遞至交叉跨越所在耐張段,對被跨越的鐵路和一級及以上公路產(chǎn)生不利影響。
答:鐵塔的預(yù)偏一般是通過內(nèi)外側(cè)基礎(chǔ)柱面的預(yù)偏高差實(shí)現(xiàn),即讓轉(zhuǎn)角塔的內(nèi)側(cè)(受壓側(cè))基礎(chǔ)柱面比轉(zhuǎn)角外側(cè)(受拉側(cè))抬高出一個(gè)值,使鐵塔在受力前先向反受力方向傾斜,保證它們受力后不向其受力的方向傾斜的目的。
預(yù)偏值一般情況按下述規(guī)定取值:
0~10°轉(zhuǎn)角時(shí),不設(shè)預(yù)偏值;
10~30°轉(zhuǎn)角時(shí),轉(zhuǎn)角塔向轉(zhuǎn)角外角方向預(yù)偏塔高的3‰~4‰;
30~60°轉(zhuǎn)角時(shí),轉(zhuǎn)角塔向轉(zhuǎn)角外角方向預(yù)偏塔高的4‰~5‰;
60~90°轉(zhuǎn)角時(shí),轉(zhuǎn)角塔向轉(zhuǎn)角外角方向預(yù)偏塔高的5‰~7‰;
終端塔向門架側(cè)預(yù)偏塔高的6‰~8‰
答:高壓輸電線路正常運(yùn)行時(shí),會(huì)在架空絕緣地線上感應(yīng)出靜電感應(yīng)電壓和縱感應(yīng)電動(dòng)勢。靜電感應(yīng)電壓是由于三相導(dǎo)線與絕緣地線和大地間的電容耦合產(chǎn)生的。輸電線路全線不換位時(shí),220kV線路的靜電感應(yīng)電壓可達(dá)10kV以上,500kV線路的靜電感應(yīng)電壓在50~60kV左右??v感應(yīng)電動(dòng)勢是由于架空地線相對三相導(dǎo)線的空間位置不對稱,導(dǎo)線磁通在絕緣地線上產(chǎn)生沿線分布的縱感應(yīng)電動(dòng)勢??v感應(yīng)電動(dòng)勢是沿線疊加的,并與輸送容量成正比。
220kV線路輸送150MW·h時(shí)縱感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)20V/km,500kV線路輸送1200MW·h時(shí)縱感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)70V/km。過高的感應(yīng)電壓會(huì)造成地線絕緣子間隙放電灼傷損壞,從而造成事故。
另外,三相導(dǎo)線的排列不對稱時(shí),各相導(dǎo)線的電抗和電納不相等會(huì)造成三相電流不平衡,引起負(fù)序電流和零序電流,可能引起系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)的過熱,并對線路附近的其他弱電線路帶來不良影響。解決這些問題的簡便途徑是輸電線路的各相導(dǎo)線在空中輪流交換其位置。
換位的原則是保證各相導(dǎo)線在空間每一位置的長度總和相等。下圖為一個(gè)整循環(huán)換位,達(dá)到首端和末端相位一致。
答:1)架線施工時(shí),當(dāng)弧垂調(diào)好之后,把導(dǎo)線固定在耐張線夾里,再把耐張線夾連同耐張絕緣子串一起掛在耐張桿塔的懸掛點(diǎn)上。掛的時(shí)候,需要把導(dǎo)線拉過掛孔一些,才能掛得上。此時(shí)導(dǎo)線因過分拉緊而增加的拉(應(yīng))力,成為過牽引拉(應(yīng))力。
2)一般連續(xù)檔的過牽引拉力不會(huì)太大,檔數(shù)較少的連續(xù)檔或孤立檔,特別是檔距較小的孤立檔,過牽引拉力可能很大,需要具體計(jì)算確定。計(jì)算原則是過牽引張力不能超過導(dǎo)地線、鐵塔允許張力值。以免超出桿塔和導(dǎo)線的強(qiáng)度以及施工工器具的允許強(qiáng)度,造成不必要的安全、質(zhì)量事故。
3)在構(gòu)架檔,一般檔距較小,再加上構(gòu)架、墻上掛點(diǎn)允許張力較小,需要以過牽引張力不超過構(gòu)架、墻上掛點(diǎn)允許張力為計(jì)算原則,進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算后,提供觀測、竣工弧垂表,以保證施工過程中構(gòu)架、墻上掛點(diǎn)的安全。
4)過牽引長度取值一般為:
①用鋼繩辮綁扎牽引的,對導(dǎo)線取150-200mm,對鋼質(zhì)避雷線取50-100mm;(現(xiàn)在一般不使用此施工方法)
②用專用卡具拉緊的取90-120mm;(針對目前常用的平衡掛線方法可以取此數(shù)值計(jì)算)
③用可調(diào)金具拉緊的,孤立檔取60-80mm,軟母線取20或50mm。
答:架空線實(shí)際上并不是完全彈性體,初次受張力作用后不僅產(chǎn)生彈性伸長,還產(chǎn)生永久性的塑蠕伸長。
架空線產(chǎn)生的永久性塑蠕伸長,在線路運(yùn)行的初期最為明顯,故在線路工程上稱之為架空線的“初伸長”。架空線的初伸長使檔內(nèi)線長增加,弧垂增大,使架空線對地或跨越物的安全距離減小而造成事故。所以在線路設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮架空線初伸長的影響。
增大架線應(yīng)力法是在架線施工時(shí)適當(dāng)增大架空線的架線應(yīng)力,減小安裝弧垂,其程度恰好能補(bǔ)償因其初伸長導(dǎo)致的弧垂增大量,以達(dá)到長期運(yùn)行的設(shè)計(jì)弧垂要求。
增大架線應(yīng)力相當(dāng)于將架線時(shí)的氣溫降低,因此架空線的初伸長對弧垂的影響,可以采用降低架線氣溫后的應(yīng)力作為架線應(yīng)力的方法來補(bǔ)償,這就是恒定降溫法。
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