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我国从90 年代初开始着手研制,并于1992 年研制成功, 获得了国家专利, 现已批量生产, 并在部分地区应用。
分裂导线指超高压输电线路为抑制电晕放电和减少线路电抗所采取的一种导线架设方式。即每相导线由几根直径较小的分导线组成,各分导线间隔一定距离并按对称多角形排列,而且布置在正多边形的顶点上。普通分裂导线的分裂根数一般不超过4根,超高压输电线路的分裂导线数一般取3~4根。
分裂导线一般是将每相导线用2-4根截面较小的导线组成,分导线间相距0.2-0.5米,可以起到相当于增大导线直径的作用,比总截面相同的大导线,不容易产生电晕,送电能力还高一些。分裂导线主要有应用于220千伏及以上电压的线路上。一般是220kV为2分裂,500kV为4分裂,西北电网750kV为6分裂,1000kV为8分裂。
科技名词定义
中文名称:分裂导线
英文名称:conductorbundle
定义:一组平行导线按一定的几何排列连接的导线束。为线路的一相或一极。所属学科:电力(一级学科);输电线路(二级学科)
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每相分导线的数目称为分裂导线数,相邻两分裂导线之间的距离称为裂相距离。超高压输电线路分裂导线数一般为3~4。
与单根导线相比,分裂导线附近的电磁场分布发生了变化,每相电荷分布在该相的各根分导线上,这样就等效于加大了该相导线的半径,减小了导线表面电荷密度,因而降低导线表面电场强度,从而抑制电晕放电。图中所示为不同分裂导线周围的电场分布。各分裂导线直径分别为5、3.6、2.9、2.5厘米;裂相距离为45厘米; 离地面高度为20米。
分裂导线不仅能抑制电晕放电,还会减小线路电抗,加大线路电容,从而降低线路的波阻抗(见自然功率),提高输电线路的自然功率,有利于电力系统运行的稳定性,因而在超高压输电线路中得以广泛采用。
分裂导线不同于常规导线, 它是由三根或四根单芯导线经过某种工艺制造在一起的一种可分裂的导线,或者称导线束, 这种分裂导线不仅仅是形式上与常规导线不同,由于分裂导线可使导线周围磁场分布改变,从而等效地增大了导线半径,减小了导线电抗;同时也改变了导线周围的电场分布, 使导线的电纳也相应增大。分裂导线与常规导线相比有明显的优势,将分裂导线应用于低压配电网,可以减少电压降, 有效地提高线路的自然功率因数, 从而改善中低压电网的电能质量。
一、使用分裂导线可提高线路的输电能力
因为与单根导线相比,分裂导线能使输电线的电感减小、电容增大,使其对交流电的波阻抗减小,提高线路的输电能力.经研究表明:当每相导线的截面恒定时,从单根导线过渡到分裂导线,线路的输送能力随之增加,每相分裂为两根导线时增加21%,分裂为三根时增加33%。
二、限制电晕的产生及其带来的相关危害
由于超高压输电线的周围会产生很强的电场,而架空导线的主要绝缘介质是空气.因此当导线表面的电场强度达到一定数值时,该处的空气可能被电离成导体而发生放电现象.夜间有时可以看到高压线周围笼罩着一层绿色的光晕(电晕),其实质是在高压线路中的一种尖端放电现象.电晕的出现会消耗电功率和电能,引起电晕损耗。
电晕的产生除了损耗输电功率外,还会产生电磁辐射,造成对无线电台、导航设备及电视的干扰,会显著地影响电磁环境的正常状态.有时还会产生使人感到烦躁不安的电晕噪声.此外,电晕还将使导线表面产生电腐蚀,降低输电线的使用寿命.因此,在设计和运行超高压输电线路时,应尽量避免电晕的产生. 由于电晕的产生主要取决于导线表面的电场强度的大小,而在相同的工作电压下,导线表面的电场强度大小与其截面有关;当导线的截面愈大,其表面的场强愈小,反之则愈大.可见增大导线的截面是一种解决思路.但对于超高压线路来说,单纯依靠增大导线截面的办法来限制电晕的产生是不经济的,需另辟蹊径.经研究发现:若采用分裂导线,可显著地降低导线表面的场强.在减缓电场强度上,分裂导线可以达到和分裂导线一样粗细的单导线同样的效果.可见分裂导线相当于增大了每相导线的直径,可限制电晕的产生及带来的相关危害。
三、使用分裂导线能提高输电的经济效益
采用分裂导线技术不仅能有效地减小电晕损耗,而且在电晕条件相同的电场强度下,分裂导线可允许在超高压输电线上采用更小截面的导线,所以采用分裂导线会降低输电成本.在许多国家进行的运行经济比较的结论中,都做出了关于超高压远距离输电线路采用分裂导线更经济合理的结论.如在瑞典,把导线分裂成两根的输电成本要比不分裂的低2%~14%。
四、提高超高压输电线路的可靠性
超高压输电线路的稳定性要求很高,而它所经过地区的地表条件和气候往往很复杂.如果采用单根导线,若它某处存在缺陷,引起问题的几率较大.相反,多根导线在同一位置都出现缺陷的可能性很小,所以应用分裂导线可以提高线路的稳定性。2100433B
多分裂导线连续跟踪紧线施工
在多分裂导线送电线路施工中,能否确保导线弛度符合规范要求、保证架线质量是一个重要问题。为了将所有子导线调整到位,往往需花费大量的时间调整各观测档的子线驰度,造成放线工器具(滑车、卡线器等)在紧线工序的积压,影响了架线流水施工的效率,尤其在高海拔连续爬坡档、地形复杂地域影响更为明显,紧线质量的好坏是能否保质保量、按期完工的关键工序。基于此,分析了该施工方法的特点及原理,对施工工艺流程及操作要点进行阐述,并分析了实际操作效果。
控制分裂导线弛度误差的实际施工经验
架空送电线路施工及验收规范要求相分裂导线同相各线的弛度要力求一致。目前导线、避雷线相间误差基本上都能满足,而在大跨越处多数都满足不了误差要求。我们从多年的施工中总结有以下几点供同行参考。
一、由弛度观测方法引起的弛度偏差率,小于或等于±1%;
二、因一个耐张段分成几个紧线段紧线而引起的弛度偏差率,控制在±0.7%以内;
三、用连续倾斜档原理计算某紧线段内各档在滑车中的应力与设计要求应力的偏差率,如最大不超过±1.5%,可不调整弛度观测值,仍按标准值进行观测;如最大偏差率超过±1.5%,则调整弛度观测值,移印安装悬垂线夹。
1.330kV软导线宜选用空心导线,500kV软导线宜选用双分裂导线。
2.220kV及以下复导线的间距可取100~200mm。330kV及以上双分裂导线的分裂间距可取200~400mm,载流量较小的回路,如电压互感器、耦合电容器等回路,可采用较小截面的导线。
在确定复导线和双分裂导线间隔棒的间距时应考虑短路动态拉力的大小和时间对构架和电器接线端子的影响,避开动态拉力最大值的临界点。对架空导线,间隔棒的间距可取较大的数值;对设备间的连接导线,间距可取较小的数值。
3.在空气中含盐量较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所,宜选用防腐型铝绞线。
防腐型绞线的载流量可采用同型导线的数值。
(1)间隔棒.安装在分裂导线上固定和保持各分裂导线间的间距,以防止导线互相鞭击的金具。间隔捧一般安装在档距中间,相隔数十米安装一个.图8所示为用于二分裂、三分裂、四分裂导线的间隔棒结构示愈图.对间隔棒的主要要求是:线夹须有足够的握力,且在长期运行中不允许松动,整体强度须能耐受线路短路时各分裂导线的向心力和在长期振动下的疲劳.相邻间隔棒之间的距离称为次档距,当水平排列的背风侧子导线处在迎风侧子导线背风面所形成的旋涡尾流中时,子导线之间可能产生扁椭回形轨迹的次档距振荡。为抑制这种振荡和徽风振动而研制出的阻尼式间图8问隔棒(a)二分裂间隔棒;(b)三分裂间隔棒;(。)四分裂间隔棒1一线夹;2一框架;3一橡胶垫隔棒,在其关节处装有像胶垫。没有这种像胶垫的则为刚性间隔棒。图8所示均为阻尼式间隔棒.
(2)防舞动金具。防止导线单侧扭冰而产生的大幅度舞动的金具.导线的这种大幅度舞动破坏性很大,常会导致相间短路和损坏绝缘子申.目前世界上还没有图9失谐摇锤1一线夹;2一连杆;3一t锤找到一个成熟的对策.国外使用较多的防舞动金具有失谐樱锤,其次如偏心重锤、阻扭型防舞动器、风阻尼器、片状防舞动器和相间间隔棒也有采用。失谐摇睡的构造如图9所示。其原理是使彼冰导线的扭转频率偏离垂直振动频率,以避免共振而导致导线舞动。电气保护金具从电.和沿面闪络的角度对绝缘子金具串进行保护的金具.如保护环(包括均压环、屏蔽环、均压屏蔽环)和招弧角.均压环的作用是使绝缘子申上的电压分布趋于均匀,屏蔽环的作用是使线夹和连接金具不产生可见电晕;均压屏蔽环则是均压环和屏蔽环的合并。招弧角的作用是使发生闪络时的电弧远离绝缘子表面。图10所示为几种电气保护金具的结构示意图。图10几种电气保护金具:a)均压环,(b)屏蔽环;(c)均压屏蔽环;(d)招弧角1一均压环论一屏蔽环;3一均压屏蔽环;4一招弧角币一导线拉钱金典由杆塔至地锚之间连接、固定、调整和保护拉线的金属器件。目前拉线材料均为镀锌钢绞线,拉线组合串如图n所示。图中的心形垫环为保护拉线用,花篮螺丝、可调楔型耐张线夹和U形螺栓的螺帽为调整拉线松紧用,线卡子与垫块组合、楔型耐张线夹和耐张压接管均为固定拉线用,U形环和联板等为连接用。国外拉线金具的发展趋势,出现了以护线条式的钢预绞丝来固定拉线的方法.