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一文秒懂中國的各種輸電線路，辨識妙招！

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文章來源:北京創(chuàng)聯(lián)匯通電氣 ????? 發(fā)布時間： 2020-12-18 09:00:00
導(dǎo)讀：各種各樣的電線，抬頭不見低頭見，但你還真不一定認(rèn)識它們！電壓是多少，直流還是交流……這么一問，85%的人立馬傻眼了…… 這也不怪大家，實話說，即便是學(xué)電的、在電力系統(tǒng)工

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


這也不怪大家，實話說，即便是學(xué)電的、在電力系統(tǒng)工作的人都不一定認(rèn)識輸電線路……2020-12-14 教大家?guī)讉€認(rèn)輸電線路的妙招。

（這是啥輸電線路……）

先說說輸電桿塔的概念，輸電導(dǎo)線是由輸電桿塔一段一段撐起來的，高電壓等級的用“鐵塔”，低電壓等級的比如居民區(qū)里見的一般用“木頭桿”或“水泥桿”，合起來統(tǒng)稱“桿塔”。高電壓等級的線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(fù)擔(dān)數(shù)十噸的線路，一根電線桿架不了這么高、也沒這么大支撐力，所以電線桿都是較低電壓等級的。至于多高電壓算高，多低算低，這個回頭細(xì)說。


（皖電東送1000千伏特高壓交流線路）

對了，電壓等級都是說線電壓，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。實際家里用電是380伏線電壓的（220伏的根號3倍），只是到了樓門口了，才三相分開，比如ABC三相各入一棟樓的三個單元。380伏電壓等級在電力系統(tǒng)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，至于塔型什么的沒啥意思就不說了，貓頭塔、酒杯塔、門型塔、V字塔都是“象形”的，看樣子就知道。輸電線路也分直流和交流（DC和AC），直流好認(rèn)但不是很常見，內(nèi)的線路就那么幾條，碰上不容易。

下圖是±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電線路。


鐵塔是T型的，下面吊著兩回輸電線路，一邊正極，一邊負(fù)極，至于為啥正極和負(fù)極要分這么多股線，咱們等到講交流線路的分裂導(dǎo)線時再說。仔細(xì)看鐵塔上面還伸出來了兩個小“角”，一邊也各一條“細(xì)線”，這不是輸電用的，而是避雷用的#p#分頁標(biāo)題#e#避雷線，也叫地線。

下面集中說說交流線路，這個幾乎是“大寶天天見”。

交流的一回線路有A、B、C三相，輸電鐵塔較頂端頂著的是避雷線。雷暴多地區(qū)或電壓等級高的線路是兩根避雷線，雷暴不嚴(yán)重或電壓等級低的線路可以減少到一根避雷線，這個是從工程實際和省錢的角度選擇的，反正大家看到較頂端細(xì)細(xì)的一或兩根線就知道是避雷線了。



避雷線都是跟鐵塔相連的，為的是把雷擊時的電流能順著鐵塔引到地里面去。不過在接的時候，避雷線和桿塔中間是有段絕緣體或絕緣子的，仔細(xì)看，能看到跳線。這樣的目的是可以在雷擊時方便擊穿泄流，同時在平時減少輸電損耗。如果避雷線直接連著鐵塔，則線中對導(dǎo)線的感應(yīng)電流會直接流入大地，導(dǎo)致輸電損耗。

避雷線一般都高電壓等級的空曠地區(qū)的輸電鐵塔用，咱們看到的電線桿上一般很少有避雷線：一是電線桿一般是在城市內(nèi)，有其他更高的建筑可以被雷劈；二是本來低電壓等級的電線桿就送不了多少電，還要架根避雷線的成本就高了。

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

兩種不同布置的同塔四回線路

避雷線和輸電導(dǎo)線其實也很好區(qū)分，一個是直接頂在桿塔上的，一個是需要用絕緣子串懸掛在桿塔上的。桿塔上是地電位，沒有絕緣子串的絕緣，導(dǎo)線就直接對桿塔短路了。看輸電線路，能分清電壓等級是先位的，這決定了是哪條線，大概輸送多少功率，輸送多遠(yuǎn)距離。#p#分頁標(biāo)題#e#

怎么一眼看出輸電線路的電壓呢？秘訣是“三看”：看導(dǎo)線分裂數(shù)、看絕緣子串長度、看桿塔高度。

01 看導(dǎo)線是幾分裂的


先說分裂數(shù)，正如下面這張圖片顯示的，對于ABC三相中的每一相導(dǎo)線，都是分成好幾股的，比如下面這個1000千伏特高壓輸電線路就分了8股，叫“八分裂”導(dǎo)線。之所以一相導(dǎo)線要分裂成好幾股，是要把導(dǎo)線的“等效直徑”擴(kuò)大，相當(dāng)于用幾股較細(xì)的導(dǎo)線（相對較細(xì)，其實也有女生的手腕子粗），圍成一個近似圓形，相當(dāng)于把整相的導(dǎo)線直徑“等效”擴(kuò)大了。



擴(kuò)大“導(dǎo)線直徑”有這么幾個原因：

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

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

三是導(dǎo)線越粗，導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度就越低，電暈就越小。電暈是對電能的損耗，我們當(dāng)然希望把導(dǎo)線弄粗些，降低表面場強(qiáng)及電暈。

電暈是一種放電現(xiàn)象，雨天在輸電線周圍可能會聽到“茲茲”的聲音，那就是電暈的聲音，夜里也能看到導(dǎo)線在發(fā)微弱的光，當(dāng)然電暈也不是只有壞處，以后可以細(xì)說。#p#分頁標(biāo)題#e#

由電暈的“茲茲”聲，也會帶來無線電干擾，這也是為什么直流導(dǎo)線也要分裂的原因，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路，這個電壓等級只在我的西北電網(wǎng)使用，歐洲倒也有765千伏這個電壓等級的線路。750千伏電壓等級一般用六分裂的導(dǎo)線。


500千伏的是按規(guī)程是四分裂導(dǎo)線，不過據(jù)觀察，現(xiàn)在六分裂導(dǎo)線居多了，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(dǎo)線了，單根就行，電暈已經(jīng)不嚴(yán)重了。



不過可能因送電功率大的原因，某些地方也能見到220千伏四分裂，110千伏兩分裂。三分裂的導(dǎo)線理論上有，但還真沒怎么見過。

02 看絕緣子片數(shù)


什么是絕緣子呢？看下圖紅圈圈里的綠色玻璃長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，一個飛碟算一片絕緣子，絕緣子串是把若干飛碟串起來，隔離導(dǎo)線與桿塔用的。下圖是玻璃鋼絕緣子的一片的形狀。


#p#分頁標(biāo)題#e#再說絕緣子片數(shù)。導(dǎo)線分裂數(shù)比較好數(shù)，數(shù)清楚幾根線就知道是多高電壓等級的了。除了看分裂數(shù)，也可以數(shù)絕緣子的片數(shù)，不過比較費(fèi)眼，熟了的話掃一眼就知道。


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
500千伏，23-25個
330千伏，17個
220千伏，13個
110千伏，7個
66千伏，5個
35千伏，3個


如果高海拔、污穢重的地區(qū)或者重要的塔，片數(shù)還要增加幾片。基本可以看出1片絕緣子可以承受1-1.5萬伏特的電壓，但隨著電壓等級的升高，承壓的非線性越強(qiáng)。實際上，不同地區(qū)不同環(huán)境，絕緣子片數(shù)可能差別很大。當(dāng)然不同類型的絕緣子，要求的片數(shù)也不同，下圖那張1000千伏特高壓的圖，電網(wǎng)君用肉眼數(shù)了下，大概五六十片了，真是好長……

1000千伏交流特高壓線路絕緣子
±800千伏特高壓直流線路絕緣子。

#p#分頁標(biāo)題#e#

03 看桿塔的高度


除了數(shù)分裂數(shù)和絕緣子片數(shù)，還可以看看桿塔的高度，雖然設(shè)計規(guī)程上沒有規(guī)定桿塔要多高，但非常詳細(xì)地規(guī)定了輸電導(dǎo)線距離其他物體的較小距離。


（500千伏線路鐵塔）

輸電線路一檔大約500米，導(dǎo)線是要下垂的，尤其是天氣熱和用電負(fù)荷大的時候，導(dǎo)線熱脹冷縮，會下垂的更厲害。所以規(guī)定中明確寫了各電壓等級的輸電線路的導(dǎo)線對各種物體的較小距離。

例如，在居民區(qū)導(dǎo)線對地面較小距離分別為：

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。



（750千伏線路鐵塔）

如果考慮導(dǎo)線弧垂和絕緣子長度，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#p#分頁標(biāo)題#e#，有點印象了吧。不過這都很粗略，根據(jù)氣候和地形不同，高度是要調(diào)整很大的。

總體來說，區(qū)分電壓等級較容易看的是導(dǎo)線分裂數(shù)，較準(zhǔn)確能判斷的是絕緣子片數(shù)，較有震撼力的是桿塔的高度。

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

較后說說輸電桿塔上的小玩意兒。Look！猜猜這個刺兒和橘黃色的小風(fēng)車是干嘛的？


防鳥刺

答案揭曉：都是防鳥的！倒刺是防止鳥筑巢，用在鐵塔上；小風(fēng)車是驅(qū)趕鳥的，一般用在電線桿上。下次可以留意下哈！

（某年某日，合伙人出門抬頭一看，發(fā)現(xiàn)電桿上有一只玩具熊，據(jù)說也是驅(qū)鳥的，頓時吐血三升……）

為啥輸電桿塔跟鳥過不去呢？因為鳥糞是導(dǎo)致輸電線路短路故障的重要原因。鳥糞是導(dǎo)電的，排放到絕緣子串上時，很會構(gòu)成導(dǎo)線的對地短路通道，所以輸電線路都很怕“憤怒的小鳥”……

除了鳥，蛇、鼠、黃鼠狼、或者翼展太長的大鳥都可能導(dǎo)致輸電線路的對地或相間短路。大樹也會，所以也要定期修剪樹木。哎，運(yùn)維的小伙伴不容易啊，還得和各種動植物打交道……


來源：我是電氣人

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