风电场输电线路基本知识

电压等级 （kV） 片数
35 2
66 3
110 5
220 9
330 16
500 23
瓷横担
拉紧绝缘子
蝶式绝缘子
针式绝缘子
悬式绝缘子
棒式绝缘子
复合绝缘子
钢化玻璃绝缘子
瓷质绝缘子
• 5.金具
• 线路金具是用于架空电力线路将绝缘子和导线、避雷线悬 挂、拉紧在杆塔上，用于导线、避雷线的接续和防振、保 护，用于拉线杆塔的拉线紧固、调整等。 • 线路金具可分为悬垂线夹、耐张线夹、连接金具、接续金 具、保护金具和拉线金具。
三种类别的光缆
• OPGW光缆（光纤复合架空地线）。把光纤放置在架空高 压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网， 这种结构形式兼具地线与通信双重功能，一般称作OPGW 光缆。 • OPPC是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在传统的 相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，是充分利用 电力系统自身的线路资源 • ADSS（全介质自承式）的缩写。全介质即光缆所用的是 全介质材料。自承式是指光缆自身加强构件能承受自重及 外界负荷。
• 2.架空送电线路的弧垂（驰度） • 导线的悬挂点等高（如图1-4，a）时，连接两个悬挂点的水平线与导 线最低点的垂直距离，称为架空送电线路的弧垂f。导线的悬挂点不等 高（如图1-4，b）时，其弧垂可以分为两个，即导线的两个不同高度 的悬挂点至导线最低点的两个垂直距离f1和f2，f为架空线两悬挂点连 线中点的垂度，即施工时的观测弧垂度。
送电线路杆塔的分类
1、按用途分类：直线（杆）塔、耐张（杆）塔、分支（杆） 塔、直线小转角（杆）塔、跨越（杆） 塔。
转角耐张（杆百度文库塔
直线（杆）塔
小转角杆 （角度在5°-20°）
十字分支杆
跨越杆塔
• 2、按回 路数分： 单回路 双回路、 三回路、 四回路、 多回路。
• 3.按杆塔材料分类 • ⑴铁塔线路 • 整条输电线路是以角钢或钢 管组合的铁塔作支持物。钢 材多，占地少，整齐美观， 使用年限较长。 • ⑵混凝土杆线路 • 整条输电线路是以钢筋混凝 土电杆作支持物，一般有分 段焊接式和分段焊接与整根 拔梢式的钢筋混凝土电杆两 种。 • ⑶木杆输电线路 • 整条输电线路是以木杆作为 支持物。。
• ⑴.悬垂线夹
• 悬垂线夹用于将导线悬挂在直线杆塔的绝缘子串上，或将 避雷线悬挂在直线杆塔上，也可用于换位杆塔上支持换位 导线以及非直线杆塔跳线的固定。如图1-8(a)所示。
• ⑵.耐张线夹
• • • • 耐张线夹用于将导线固定在 承力杆塔的耐张绝缘子串上， 以及将避雷器线固定在承力 图1-8 （a）悬垂线夹 杆塔上。如图1-8(b)所示。
图1-4 弧垂示意图
• 3.架空送电线路的限距（安全距离） • 导线各点对地及其它设施（包括地面、最高水面、建筑物、电力线、 通讯线、树木等）之安全垂直距离、水平距离及导线对杆塔本体的最 小距离，称为限距。
第三节 光纤的分类
• A.按光在光纤中的传输模式可分为：单模光 纤和多模光纤。 • B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤 和色散位移型单模光纤。 • C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型 光纤。
风电场输电线路基础知识
目
录
• 第一节 输电线路类型 • 第二节 输电线路主要组成部分 • 第三节 光纤基础知识
风电场输电线路简介
• 风电场输电线路是连接风电机组、变电所与电力 网的一个传送电能的系统。 • 按传输媒介分为架空线路和电缆线路。由于架空 线路具有线路结构简单，施工周期短，建设费用 低，输送容量大，维护检修方便，所以广泛应用。 特殊情况如：地面狭窄、线路拥挤、穿越重要地 区、森林保护等特殊要求除外 • 架空输电线路是由绝缘子将导线架设在杆塔上， 并与风电场或变电站互相连接，构成电力系统或 电力网，用以输送电能。 • 风机690V 风机变35KV 集电线路 配电 室 主变 变电站 电力网
猫头型铁塔
鼓型铁塔
干字型铁塔
拉线V型铁塔
上字型铁塔
拉线门型铁塔
酒杯型铁塔
• 4．绝缘子
• 绝缘子可以保证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。它还经受着日晒、 雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀。因此，绝缘子既要有良好的电气 性能，又要有足够的机械强度。 • 绝缘子的分类： • ⑴.按结构分为：支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝 缘子。 • ⑵.按型式分为：针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、 棒式绝缘子、拉紧绝缘子等。 • ⑶.按材质分为：瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子、复合（硅橡胶）绝 缘子。 • 运行中良好绝缘子最少片数 ：
a单股导线；b单金属多股绞线；c铜芯铝绞线；d扩径铜芯铝绞线；e穿心导线； f铜铝混绞线；g铜芯铝包钢绞线；h铝包钢绞线避雷线；i分裂导线
• 2．避雷线 • 避雷线也称架空地线，是把雷电流引入大地，以 保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏。架空避雷 线可分为四种：一般架空避雷线、绝缘架空避雷 线、屏蔽架空避雷线和复合光纤架空避雷线。 • 输电线路的避雷线一般采用钢绞线，超高压输电 线路的避雷线正常运行时对地是绝缘的。 • 绝缘避雷线是通过具有并联放电间隙的绝缘子与 杆塔和大地绝缘，雷击是击穿放电间隙将雷电流 引入地下，绝缘避雷线主要作用是载波的通讯通 道、熔冰、和减小潜供电流等。
（b）耐张线夹
• ⑶.连接金具
• 连接金具主要用于将悬式绝缘子组装成串，并将一串或数 串绝缘子串连接后，再悬挂在杆塔横担上。如图1-9(a)所 示。
• ⑷.连续金具
• 连续金具是用于架空线输电线路的裸导线、避雷线两端头 的接线及导线的补修等。
• ⑸.保护金具
• 保护金具主要包括导线及避雷线用的防振金具（如防震锤、 阻尼线等），用于分裂导线、保持子导线间距和防振的间 隔棒，绝缘子串用的均压屏蔽环及预绞线护线条、悬重锤、 铝包带等。如图1-9(b)所示
• 铝合金是在铝中加入少量镁、硅、铁等元素制成的。它具 有重量轻而机械强度较高的优点，其电阻率比铝线略高， 但耐振性差，目前尚未大量使用。 • 架空线路的导线结构可分三种形式. • (1)单股线； • (2)单金属多股线； • (3)复合金属多股绞线(包括钢芯铝绞线、扩径钢芯铝绞线、 空心导线、钢铝混绞线、钢芯铝包钢绞线、铝包钢绞线、 分裂导线)。 • 因为高压架空线路上不允许采用单股导线，所以实际上架 空线路上均采用多股绞线。多股绞线的优点是比同样截面 单股线的机械强度高，柔韧性好、可靠性高。同时，它的 集肤效应较弱，截面金属利用率高。
• 终端杆塔：它是耐张杆塔的一种，用于线路的首端和终端， 经常承受导线和地线一个方向的拉力。 • 跨越杆塔：用于线路与铁路、河流、湖泊、山谷及其他交 叉跨越处，要求有较大对高度。 • 换位杆塔：用于线路中导线需要换位处。 • (3).按杆塔的回路分：单回路杆塔、双回路杆塔和多回路 杆塔。 • (4).按杆塔的型式分： • 铁塔：上字型铁塔、酒杯型铁塔、猫头型铁塔、干字型铁 塔、蝶型铁塔（一般作为大跨越）、鼓型铁塔（同塔双 回）、拉线门型铁塔、拉线V型铁塔等。 • 水泥杆：上字型杆、门型杆、II型杆、A型杆等
铜 铝 钢 铝合金
• 由表1-1可见．铜的导电性能最好，机械强度高、 耐腐蚀性强，是一种理想的导线材料。但由于铜 相对于具它金属来说用途较广而储量较少。因此， 架空线路的导线，除特殊需要外，一般都不采用 铜导线。 • 铝的导电率仅次于铜。铝的比重小，采用铝线时 杆塔受力较小。但由于铝的机械强度低，允许应 力小，所以铝导线只用在档距较小的10KV及以下 的线路。此外，铝的抗酸、碱、盐的能力较差， 故沿海地区和化工厂附近不宜采用。 • 钢的导电率是最低的，但它的机械强度很高，在 线路跨越山谷、江河等特大档距中有时采用钢导 线。钢线需要镀锌以防锈蚀。
• 6.拉线金具
• 拉线金具主要用于固定拉线杆塔，它包括从杆塔顶端引至 地面拉线基础的出土拉环与拉线之间所有的零件。如图110所示。
如图1-10拉线金具
图1-9 （a）连接金具
（b）保护金具
7、拉线
架空线路的电杆在架线以后，会发生受力不平衡现象，因此必 须用拉线稳固电杆。此外，当电杆的埋设基础不牢固时，也常 使用拉线来补强；当负荷超过电杆的安全强度时，也常用拉线 来减少其弯曲力矩。 拉线按用途和结构可分以下几种： (1)普通拉线(又叫尽头拉线)，用于线路的耐张终端杆、转角杆 和分支杆，主要起拉力平衡的作用。 (2)转角拉线，用于转角杆，主要起拉力平衡作用。 (3)人字拉线(又叫两侧拉线) ，用于基础不坚固和交叉跨越加高 杆或较长的耐张段(两根耐张杆之间)中间的直线杆上，主要作 用是在狂风暴雨时保持电杆平衡，以免倒杆、断杆。
图1-1 档距
图1-2 杆塔A的水平档距
• (2)垂直档距：指两相邻档距中导线驰度最低点间的水平距离。 • (3)耐张段距：线路正常运行时承受水平拉力的两相临承受力杆塔中心 间的水平距离，耐张段示意图如图1-3所示。
图1-3 耐张段长度示意图
• (4)代表档距：把长短不等的一个多档耐张段，用一个等效的孤立档来 代替，达到简化设计的目的。这个能够表达整个耐张段力学规律的假 想档距，我们称之为代表档距。 • (5)临界档距：是指由一种导线应力控制气象条件过渡到另一种控制气 象条件临界点的档距大小。 • (6)标准档距：经过技术经济比较后，得出的最经济的档距。
材料 20℃时的电 阻率（106Ω·m） 0.0182 0.029 0.103 0.0339 比重 抗拉强度 抗化学腐蚀能力及其它 （N/cm2） （N/mm 2） 0.089 0.027 0.0785 0.027 390 160 1200 300 铜表面易形成氧化膜，抗 腐蚀能力强表面易形成氧 化膜可防继续氧化，但易 受酸碱盐的腐蚀在空气中 易锈蚀，须镀锌抗化学腐 蚀性好，受振动时，受振 动时易损坏
第一节 输电线路类型
• 架空输电线路的几种分类
• 1.按电压等级 • 分为10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、500kV输电 线路。风电场集电线路绝大多数采用35kV的电压等级。 是基于单回输电线路线路的容量和传输距离的最佳性价比 的电压等级。另外，还有高压直流输电线路、超高压交流 输电。 • 2.按杆塔上的回路数 • ⑴单回路线路 • 杆塔上只有三相导线及架空地线的输电线路 • ⑵双回路线路 • 杆塔上有两回三相导线及架空地线的输电线路，分为同杆 和异杆两种情况。 • ⑶多回路线路 • 杆塔上有三回及以上的三相导线和架空地线的输电线路。
• 3．杆塔
• 杆塔用来支持导线和避雷线，并使导线和导线间，导线和 避雷线间，导线和杆塔间以及导线和大地、公路、铁轨、 水面、通信线等被跨越物之间，保持一定的安全距离。 • (1).按杆塔的材质分为：铁塔、水泥杆、木杆。 • (2).按杆塔的类型分为：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、 终端杆塔、跨越杆塔、换位杆塔。 • 直线杆塔：又称中间杆塔，用于线路直线中间部分。这种 杆塔在平坦地区一般占杆塔总数的80％左右。 • 耐张杆塔：又称承力杆塔，与直线杆塔相比，其强度较大， 可承受导线和地线的拉力。耐张杆塔将线路分隔成若干耐 张段，以便于施工和检修。 • 转角杆塔：用于线路的转弯处，有直线型和耐张型两种。
第二节 输电线路主要组成部分
1-避雷线 2-防振锤 3-线夹 4-导线 5-绝缘子 6-杆塔 7-基础
• 1．导线
• 导线是线路的主要组成部分，用以传输电流。架空线路的 导线不仅要有良好的导电性能，还应具有以下特点：机械 强度高、耐磨耐折、抗腐蚀性强及质轻价廉等。 • 常用的导线材料有铜、铝、钢、铝合金等，各种材料的物 理性能见表1-1所示。 • 表1-1导线材料的物理特性
(4)高桩拉线(又叫水平拉线)，用于跨越道路、渠道和交通 要道处，高桩拉线应保持一定高度，以免妨碍交通。 (5)自身拉线(又叫弓形拉线) ，为了防止电杆受力不平衡或 防止电杆弯曲，因地形限制不能安装普通拉线时，可采用 自身拉线。
• 8．基本知识
• 1.档距：指两座相邻杆塔导线悬点间的水平距离，如图1-1所示。档距 分为： • (1)水平档距：指两相邻档距的平均值，如图1-2所示，杆塔A的水平 档距。