輸電線路的常用檔距及影響因素

【摘 要】導(dǎo)線對地或跨越物物如果距離較小，往往會造成導(dǎo)線放電事故。同時電磁波還會對通訊線路產(chǎn)生干擾。本文主要分析輸電線路的常用檔距及影響因素。

【關(guān)鍵詞】輸電線路;常用檔距;影響因素

一、前言

架空輸電線路對地安全距離有時小于規(guī)程規(guī)定值，需在事后采取補(bǔ)救措施。究其原因，除了勘測時的測了誤差以外，也有設(shè)計工作上的誤差的影響引起圖形與實際有較大的相差。

相鄰兩基耐張桿塔間的距離稱為輸電線路耐張段；耐張段中僅包括一個線檔的叫孤立檔；若包含多個線檔的叫連續(xù)檔；在連續(xù)檔中，使各線檔架空線的張力趨近穩(wěn)定于一個基本檔間的數(shù)值上等值檔距叫代表檔距。

輸電線路為何要設(shè)耐張段呢?正常情況下，輸電線路是由直線桿塔和耐張桿塔所組成，直線桿塔在輸電線路中是主要桿塔，占桿塔總數(shù)的80％左右。直線桿塔主要承受導(dǎo)地線、絕緣子和金具等的垂直荷載以及橫線路方向的水平風(fēng)荷載，而不承受順線路的張力荷載。耐張桿塔除具有承受直線桿塔同樣的荷載外，更重要的是要承受輸電線路順線路方向的張力荷載、事故斷線時產(chǎn)生的縱向不平衡張力、線路轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的不平衡張力以及因線路施工、檢修時附加張力等。保證在線路施工、檢修及事故斷線時，導(dǎo)線懸掛點不產(chǎn)生位移，以限制事故斷線的影響范圍。

二、輸電線路常用檔距

輸電線路相鄰兩基桿塔中心線的水平距離叫輸電線路的檔距。

1．代表檔距

只有在連續(xù)檔中存在。對耐張段間具有若干懸垂絕緣子串的直線桿塔的連續(xù)檔中，各檔電線的水平應(yīng)力σ0是按同一值設(shè)計架設(shè)的。但當(dāng)氣象條件變化時，由于各檔的檔距線長及高差不一定相同，各檔的應(yīng)力變化也就不完全相同，從而使直線桿塔出現(xiàn)不平衡張力差，使懸垂絕緣子串產(chǎn)生偏斜，偏斜結(jié)果則又使各檔應(yīng)力趨于基本相同的某個數(shù)值上，這個應(yīng)力稱為耐張段內(nèi)的代表應(yīng)力。代表應(yīng)力值是用耐張段的“代表檔距”代入電線狀態(tài)方程式中求出的。綜上所述，代表檔距不一定是線路的實際檔距。它的主要作用是使耐張段中各線擋架空線的張力趨近穩(wěn)定于一個基本相同的數(shù)值，從而使整個耐張段的水平應(yīng)力基本一致。

2.水平檔距

懸掛于桿塔上的架空線，使桿塔所承受的機(jī)械荷至與檔距的大小成正比。當(dāng)計算桿塔結(jié)構(gòu)所承受的電線橫向(風(fēng))荷載時，通常近似認(rèn)為是電線單位長度上的風(fēng)壓與桿塔兩側(cè)檔距平均值的乘積。其檔距平均值稱為“水平檔距”。

3.臨界檔距

此檔距用來判定導(dǎo)地線最大應(yīng)力出現(xiàn)時的氣象條件，利用狀態(tài)方程求解。凡最大風(fēng)速時的氣溫與覆冰時的氣溫相同的氣象區(qū)，劃為第一類氣象區(qū)。在第一類氣象區(qū)中，架空線的最大應(yīng)力可能在最大比載時和最低氣溫時出現(xiàn)；前者是由于外部荷載增加而引起的，后者是由于溫差造成的架空線的收縮所致。從架空線的狀態(tài)方程式中可以看出，在檔距很大時，架空線的應(yīng)力變化只和壓載有關(guān)，與溫度無關(guān)，反之，在檔距很小時，架空線的應(yīng)力變化只和溫度有關(guān)，與應(yīng)力無關(guān)。在這個變化過程中，必然存在著一個檔距，在此檔距下，壓載和溫度作用相等，最大壓載時和最低氣溫時架空線的應(yīng)力也相等，這個檔距就是臨界檔距；臨界檔距的作用是找出最大應(yīng)力出現(xiàn)的氣象條件，保證架空線在任何氣象情況下，應(yīng)力都不超過許用應(yīng)力。

4．允許檔距

線路上的檔距超過了相應(yīng)高差時的極大檔距時，就必須放松導(dǎo)線使懸掛點的應(yīng)力符合規(guī)程要求；此時懸掛點的應(yīng)力保持為破壞應(yīng)力的44％，而導(dǎo)線弧垂最低點的應(yīng)力則為破壞應(yīng)力的40％乘以放松系數(shù)μ。這種條件下的檔距被稱為放松系數(shù)μ為某值時的允許檔距。

5．極限檔距

放松系數(shù)越小允許檔距越大。而當(dāng)導(dǎo)線應(yīng)力放松到一定數(shù)值后，如果再繼續(xù)放松，導(dǎo)線的重量因弧垂的增大而迅速增大，對懸掛點的應(yīng)力起到了主導(dǎo)作用，因而允許檔距只能縮小。極限擋距就是放松導(dǎo)線最低點的應(yīng)力得到的最大允許檔距。

6．線路的限距

導(dǎo)線最大弧垂時，導(dǎo)線各點對地、樹木、跨越物和其他設(shè)施的垂直、水下或凈空的最小安全距離；計算導(dǎo)線的限距應(yīng)考慮以下因素：

(1)考慮對地、鐵路、公路、河流、管道、索道、建筑物、樹木、架空:電力線路、廣播通訊線路的垂直安全距離；(2)考慮對架空管道、索道、建筑物、樹木、架空電力線路、廣播通訊線路等凸起物的水平安全距離；(3)考慮在最大風(fēng)偏的情況下，導(dǎo)線對以上跨越物的最小凈空安全距離；(4)考慮電力線路電磁場對廣播通訊線路的無線電波干擾；(5)由于測量線路的限距或?qū)Ь€弛度不一定是在最高氣溫下進(jìn)行，也就是說所測數(shù)據(jù)不是最小線路安全限距或最大導(dǎo)線弛度，若要保證導(dǎo)線在最高氣溫下對跨越物的最小安全距離和最大導(dǎo)線弛度滿足規(guī)范要求，就必須將所測得的數(shù)據(jù)按導(dǎo)線最高溫度進(jìn)行換算。

三、輸電線路的的安全距離及影響因素

1．線路電場對跨越安全距離的影響

高壓線超高壓線路周圍存在著較強(qiáng)的電場，其電磁波將對所跨越的及周邊的通訊線路產(chǎn)生無線電干擾。同時也正因為這個強(qiáng)電場在導(dǎo)線和地形成一個電極，當(dāng)電壓達(dá)到一定臨界值時(對輸電線路而言，當(dāng)導(dǎo)線對地或跨越物之間的距離小到一定程度時)，導(dǎo)線將會對其放電。

(1)氣體的絕緣強(qiáng)度:在大多數(shù)的絕緣結(jié)構(gòu)中常常應(yīng)用空氣作為絕緣材料。氣體在正常狀態(tài)下是一種良好的絕緣材料，但當(dāng)電極之間的電壓超過“定臨界值時，氣體介質(zhì)會突然失去絕緣能力而發(fā)生放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為擊穿。在氣壓低、電源容量小時，放電現(xiàn)象為充滿整個間隙的輝光放電形式；在大氣壓下常表現(xiàn)為火花放電或電弧放電形式；在很不均勾的電場中，還會發(fā)現(xiàn)間隙擊穿以前，在局部電場很強(qiáng)的地力已開始放電，氣體間隙的一次放電結(jié)束后，氣體介質(zhì)能自動恢復(fù)絕緣性能，故又稱為自恢復(fù)絕緣；(2)氣體的放電過程:氣體間隙之所以會擊穿而產(chǎn)生火花放電通過，是由于在強(qiáng)電場的作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈游離的過程并發(fā)展成自持放電的結(jié)果。在空氣中由于宇宙射線和地層放射性物質(zhì)的射線作用總是存在有少量電粒子，當(dāng)間隙電壓由低逐漸向高時，這些帶電料子在電場力的作用下，開始沿著電場力的方向運動，其運動速度隨著電壓的升高而加大。電極間電壓達(dá)到臨界電壓時，電子的運動因電場力的加速而獲得很大的動能，在與氣體中的中性粒子碰撞時會引起碰樟游離：這種游離一旦發(fā)生，就將越來越激烈。被碰撞游離出來的新的電子在強(qiáng)電場力的加速下，又將產(chǎn)生新的碰撞游離，這種現(xiàn)象就如同山頂上滾雪球引起雪崩現(xiàn)象一樣。

2．輸電線路對通訊線路的影響標(biāo)準(zhǔn)和干擾標(biāo)準(zhǔn)

輸電線路對通訊線路影響的允許標(biāo)準(zhǔn)分為危險影響標(biāo)準(zhǔn)和干擾影響標(biāo)準(zhǔn)。危險影響標(biāo)準(zhǔn)一般處于對人身和設(shè)備的安全角度出發(fā)制定的，干擾影響標(biāo)準(zhǔn)首先是根據(jù)對電話回路中話音清晰度的要求。按照國際規(guī)定：電話回路中話音清晰度在85％以上，為優(yōu)良，清晰度在75％為合格。

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