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一文搞懂各类高压输送电线路专业知识

2019-2-19 19:59| 发布者: gk-auto| 查看: 51| 评论: 0|原作者: gk-auto

摘要: 各种各样的电线，抬头不见低头见，但你还真不一定认识它们！电压是多少，直流还是交流……这么一问，85%的人立马傻眼了…… 这也不怪大家，实话说，即便是学电的、在电力系统工作的人都不一定认识输电线路……今天， ...

各种各样的电线，抬头不见低头见，但你还真不一定认识它们！电压是多少，直流还是交流……这么一问，85%的人立马傻眼了……

这也不怪大家，实话说，即便是学电的、在电力系统工作的人都不一定认识输电线路……今天，合伙人教大家几个认输电线路的妙招。

（这是啥输电线路……）

先说说输电杆塔的概念，输电导线是由输电杆塔一段一段撑起来的，高电压等级的用“铁塔”，低电压等级的比如居民区里见的一般用“木头杆”或“水泥杆”，合起来统称“杆塔”。高电压等级的线路需要有更大的安全距离，所以要架得很高，只有铁塔才能有能力负担数十吨的线路，一根电线杆架不了这么高、也没这么大支撑力，所以电线杆都是较低电压等级的。至于多高电压算高，多低算低，这个回头细说。

（皖电东送1000千伏特高压交流线路）

对了，电压等级都是说线电压，ABC三相中任意两相之间的电压。家里用的220伏是相电压，是三相中任意一相对大地的电压。实际家里用电是380伏线电压的（220伏的根号3倍），只是到了楼门口了，才三相分开，比如ABC三相各入一栋楼的三个单元。380伏电压等级在电力系统也叫0.4千伏电压等级，对比下目前的1000千伏特高压输电线路，差2500倍，颤抖吧~

我们在旅行沿途看到的一般都是输电铁塔，至于塔型什么的没啥意思就不说了，猫头塔、酒杯塔、门型塔、V字塔都是“象形”的，看样子就知道。输电线路也分直流和交流（DC和AC），直流好认但不是很常见，国内的线路就那么几条，碰上不容易。

下图是±800千伏哈密南—郑州特高压直流输电线路。

铁塔是T型的，下面吊着两回输电线路，一边正极，一边负极，至于为啥正极和负极要分这么多股线，咱们等到讲交流线路的分裂导线时再说。仔细看铁塔上面还伸出来了两个小“角”，一边也各一条“细线”，这不是输电用的，而是避雷用的避雷线，也叫地线。

下面集中说说交流线路，这个几乎是“大宝天天见”。

交流的一回线路有A、B、C三相，输电铁塔最顶端顶着的是避雷线。雷暴多地区或电压等级高的线路是两根避雷线，雷暴不严重或电压等级低的线路可以减少到一根避雷线，这个是从工程实际和省钱的角度选择的，反正大家看到最顶端细细的一或两根线就知道是避雷线了。

避雷线都是跟铁塔相连的，为的是把雷击时的电流能顺着铁塔引到地里面去。不过在接的时候，避雷线和杆塔中间是有段绝缘体或绝缘子的，仔细看，能看到跳线。这样的目的是可以在雷击时方便击穿泄流，同时在平时减少输电损耗。如果避雷线直接连着铁塔，则线中对导线的感应电流会直接流入大地，导致输电损耗。

避雷线一般都高电压等级的空旷地区的输电铁塔用，咱们看到的电线杆上一般很少有避雷线：一是电线杆一般是在城市内，有其他更高的建筑可以被雷劈；二是本来低电压等级的电线杆就送不了多少电，还要架根避雷线的成本就高了。

避雷线下面就是输电线路了，根数都是3的倍数，3根线的叫一回线，6根线的叫两回线，12根的就叫四回线了，每一回里都有ABC三相的三根线。开头的那张图我们就叫“同塔四回”线路。之所以一个塔上有多回线路，主要是考虑输送容量和占地面积，所以也衍生出了“线路长度”和“回路长度”的概念，对同塔双回而言，回路长度是线路长度的2倍，以此类推。下图也是两个同塔四回的线路，如果是不同电压等级的，则上面导线的电压要高于下面导线的电压，电压越高对地的安全距离要求越高。

两种不同布置的同塔四回线路

避雷线和输电导线其实也很好区分，一个是直接顶在杆塔上的，一个是需要用绝缘子串悬挂在杆塔上的。杆塔上是地电位，没有绝缘子串的绝缘，导线就直接对杆塔短路了。看输电线路，能分清电压等级是首位的，这决定了是哪条线，大概输送多少功率，输送多远距离。

怎么一眼看出输电线路的电压呢？秘诀是“三看”：看导线分裂数、看绝缘子串长度、看杆塔高度。

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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1000千伏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（相对较细，其实也有女生的手腕子粗），围成一个近似圆形，相当于把整相的导线直径“等效”扩大了。

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简约材料减轻重量，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，当然电晕也不是只有坏处，以后可以细说。

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1000千伏以下还有750千伏的超高压输电线路，这个电压等级只在我国的西北电网使用，欧洲倒也有765千伏这个电压等级的线路。750千伏电压等级一般用六分裂的导线。

500千伏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。

220千伏的一般是两分裂，110千伏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。

不过可能因送电功率大的原因，某些地方也能见到220千伏四分裂，110千伏两分裂。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

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。下图是玻璃钢绝缘子的一片的形状。

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。

常用的绝缘子还有陶瓷绝缘子，下图就是是陶瓷绝缘子

还有合成绝缘子

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：

750千伏，32个

500千伏，23-25个

330千伏，17个

220千伏，13个

110千伏，7个

66千伏，5个

35千伏，3个

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，下图那张1000千伏特高压的图，电网君用肉眼数了下，大概五六十片了，真是好长……

1000千伏交流特高压线路绝缘子

±800千伏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。