(一)架空导线截面的选择
架空导线的选择应使所选导线具有足够的导电能力与机械强度,能满足线路的技术、经济要求,确保安全、经济、可靠地传输电能。
1.导线截面选择的条件
(1)满足发热条件 在最高环境温度和最大负荷的情况下,保证导线不被烧坏,导线中通过的持续电流始终是允许电流。
(2)满足电压损失条件 保证线路的电压损失不超过允许值。
(3)满足机械强度条件 保证线路在电气安装和正常运行过程中导线不被拉断。
(4)满足保护条件 保证自动开关或熔断器能对导线起保护作用。
(5)满足合理经济条件 保证投资、运行费用综合经济性最好。
2.导线截面选择的方法
(1)按经济电流密度选择导线截面 电流密度是指单位导线截面所通过的电流值,其单位是A/mm2。经济电流密度是指通过各种经济、技术方面的比较而得出的最合理的电流密度,采用这一电流密度可使线路投资、电能损耗、运行维护费用等综合效益为最佳。我国现在采用的经济电流密度值见表5-3。
表5-3 经济电流密度J值 单位:A/mm2
按经济电流密度选择导线截面时,必须首先确定电力网的计算传输容量(电流)及相应的年最大负荷利用小时数。在确定传输容量时,一般应考虑电网投运后5~10年发展的需要,年最大负荷利用小时数一般根据电力网输送负荷的性质确定。当已知最大负荷电流IL和相应的年最大负荷利用小时数TL后,可在表5-3中查出不同材料导线的经济电流密度J,并按下式计算导线经济截面S,即
S=IL/J (mm2)
根据计算所得的导线截面,再选择最适当的导线标称截面。
(2)按发热条件校验导线截面 当导线通过电流时,会产生电能损耗,使导线发热、温度上升。如果导线温升过高,超过其最高容许温度,将出现导线连接处加速氧化,导线的接触电阻增加,接触电阻的增大又使连接处温升更高,形成恶性循环,致导线烧断,发生断线事故。对于架空导线,温度过高将使导线弛度过大,致导线对地安全距离不足,危及安全;对于绝缘导线或电缆,温度过高将加速导线周围介质老化、绝缘损坏。因此,为使电网安全可靠运行,对按经济电流密度选择的导线截面,还应根据不同的运行方式以及事故情况下的线路电流,按发热条件进行校验。
规程规定,铝及钢芯铝绞线在正常情况下运行的最高温度不得超过70℃,事故情况下不得超过90℃。为方便使用,表5-4提供在导线容许长期运行的最高温度为70℃和周围环境温度为25℃的条件下的导线允许载流量。
表5-4 裸铜、铝及钢芯铝绞线的允许载流量(环境温度+25℃,最高容许温度+70℃)
如果导线周围环境温度不是25℃时,则应将表5-4中对应的导线允许载流量乘以校正系数K值(表5-5)。
表5-5 环境温度(非25℃时)允许载流量校正系数K值
在电网发生事故情况下,导线最高允许温度为90℃,允许的载流量应比表5-4中相应数值提高20%。
(3)按允许电压损失校验导线截面 按允许电压损失选择导线截面应满足下列原则条件:线路电压损失≤允许电压损失。
线路电压损失可按下式计算:
式中 P——有功负荷,kW;
Q——无功负荷,kvar;
R——线路电阻,R=r0·l,Ω;
X——线路电抗,X=x0·l,Ω;
UN——线路额定电压,kV;
r0——每千米线路的电阻,Ω/km;
x0——每千米线路的电抗,Ω/km;
L——线路长度,km。
根据已选的线路导线的r0、x0和线路长度L、额定电压UN,用已知的负荷功率便可计算线路的电压损失。如果线路电压损失≤允许电压损失,则所选导线截面可用,否则应另选导线截面,并重新进行核算。
(4)按机械强度的要求导线最小允许截面 架空导线在运行中除了要承受导线自重,还要承受环境温度及运行温度变化产生的应力、风力、覆冰重力等作用力。当作用力过大时,可能造成断线事故。导线截面越小,承受作用力的能力越小。因此,为了保证安全,使导线有一定的抗拉强度,在大风、覆冰或低温等不利气象条件下不致造成断线事故,有关规程规定了架空线路导线的最小允许截面,选用导线时不得小于表5-6所列数值。
表5-6 架空线路导线最小允许截面 单位:mm2
对于小负荷距(线路传送功率与线路长度的乘积)的架空线路,选择导线截面时,要特别注意机械强度问题。
(二)架空配电线路的导线排列、档距与线间距离
1.导线的排列
10~35kV架空线路的导线,一般采用三角排列或水平排列,多回线路同杆架设的导线,一般采用三角、水平混合排列或垂直排列。(www.daowen.com)
2.架空配电线路的档距
架空配电线路的档距,应根据运行经验确定,如无可靠运行资料时,一般采用表5-7所列数值。
表5-7 架空配电线路的档距 单位:m
35kV架空线路耐张段的长度不宜大于3~5km,10kV及以下架空线路的耐张段的长度不宜大于2km。
3.架空配电线路导线的线间距离
1)架空配电线路的线间距离,应结合运行经验确定,如无可靠运行资料时,一般采用表5-8所列数值。
表5-8 架空配电线路导线的最小线间距离 单位:m
由变电所引出长度在1km的高压配电线路主干线,导线在杆塔上的布置,宜采用三角排列,或适当增大线间距离。
2)同杆架设的双回线路或高、低压同杆架设的线路横担间的垂直距离,不应小于表5-9所列数值。
表5-9 同杆架设线路横担之间的最小垂直距离 单位:m
注 表中0.45/0.60是指距上面的横担取0.45m,距下面的横担取0.6m。
3)10kV及以下线路与35kV线路同杆架设时,导线间的垂直距离不应小于2.0m;35kV双回或多回线路的不同回路不同相导线间的距离不应小于3.0m。
4)高压配电线路每相的过引线、引下线与邻相的过引线、引下线或导线之间的净空距离不应小于0.3m;高压配电线路的导线与拉线、电杆或构架间的净空距离不应小于0.2m;高压引下线与低压线间的距离不宜小于0.2m。
(三)架空导线的弧垂及对地交叉跨越
1.弧垂
弧垂是相邻两杆塔导线悬挂点连线的中点对导线铅垂线的距离。弧垂的大小直接关系到线路的安全运行,弧垂过小,容易断线或断股;弧垂过大,则可能影响对地限距,在风力作用下容易混线短路。弧垂大小和导线的重量、气温、导线张力及档距等因素有关。导线重量越大,弧垂越大;温度增高,弧垂增加;导线张力越大,弧垂越小;档距越大,弧垂越大。在同一档距中,各相导线的弧垂应力求一致,其允许误差不应大于0.2m。
2.架空线路对地及交叉跨越的允许距离
1)导线与地面或水面的距离,在最大计算弧垂情况下,不应小于表5-10所列数值。
表5-10 导线与地面或水面的最小距离 单位:m
2)导线与山坡、峭壁、岩石之间的净空距离,在最大计算风偏情况下,不应小于表5-11所列数值。
表5-11 导线与山坡、峭壁、岩石之间的最小距离 单位:m
3)3~35kV架空电力线路不应跨越屋顶为燃烧材料做成的建筑物,对耐火屋顶的建筑物应尽量不跨越,如需跨越应与有关单位协商或取得当地政府的同意。导线与建筑物的垂直距离在最大计算弧垂情况下,35kV线路不应小于4.0m,3~10kV线路不应小于3.0m,3kV以下线路不应小于2.5m。
4)架空电力线路边导线与建筑物的距离,在最大风偏情况下,35kV线路不应小于3.0m,3~10kV线路不应小于1.5m,3kV以下线路不应小于1.0m。
5)架空电力线路通过公园、绿化区和防护林带,导线与树木之间的净空距离,在最大风偏情况下,35kV线路不应小于3.5m,10kV以下线路不应小于3.0m。架空电力线路通过果林、经济作物以及城市灌木林,不应砍伐通道,导线至树梢的距离,在最大计算弧垂情况下,35kV线路不应小于3.0m,10kV以下线路不应小于1.5m。导线与街道行道树之间的距离不应小于表5-12所列数值。
表5-12 导线与街道行道树之间的最小距离 单位:m
6)架空电力线路跨越架空弱电线路时,其交叉角对于一级弱电线路,应≥45°,对于二级弱电线路,应≥30°。
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