05.20 老師傅祕訣:如何使用觀察法測算輸電線路的電壓

輸電線路的電壓如何通過肉眼觀察測算呢?

秘訣是“三看”:看導線分裂數、看絕緣子串長度、看杆塔高度。

01

看導線是幾分裂的

先說分裂數,正如下面這張圖片顯示的,對於ABC三相中的每一相導線,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”導線。之所以一相導線要分裂成好幾股,是要把導線的“等效直徑”擴大,相當於用幾股較細的導線(相對較細,其實也有女生的手腕子粗),圍成一個近似圓形,相當於把整相的導線直徑“等效”擴大了。

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擴大“導線直徑”有這麼幾個原因:

一是交流電有“趨膚效應”

因為自感的原因,電流大部分都在導線表面流動,導體中間幾乎沒有電流,把導體弄成管狀可以簡約材料減輕重量,既然是管狀,不如弄成分裂導線代替管狀線;

二是高壓輸電線電流很大

要求導線的電阻低,電阻與導線的面積成反比,因此本來要用很粗管狀導線代替,現在就用分裂導線了(在變電站裡還是用管母線);

三是導線越粗,導線表面電場強度就越低

電暈就越小;電暈是對電能的損耗,我們當然希望把導線弄粗些,降低表面場強及電暈。

電暈是一種放電現象,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,夜裡也能看到導線在發微弱的光,當然電暈也不是隻有壞處,以後可以細說。

由電暈的“滋滋”聲,也會帶來無線電干擾,這也是為什麼直流導線也要分裂的原因,都是為了降低電暈。

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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國的西北電網使用,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線。

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500千伏的是按規程是四分裂導線,不過據觀察,現在六分裂導線居多了,尤其在大城市周邊,可能是輸送功率大了。

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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線了,單根就行,電暈已經不嚴重了。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。三分裂的導線理論上有,但還真沒怎麼見過。

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02

看絕緣子片數

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

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如果高海拔、汙穢重的地區或者重要的塔,片數還要增加幾片。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。實際上,不同地區不同環境,絕緣子片數可能差別很大。

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03

看杆塔的高度

除了數分裂數和絕緣子片數,還可以看看杆塔的高度,雖然設計規程上沒有規定杆塔要多高,但非常詳細地規定了輸電導線距離其他物體的最小距離。

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

如果考慮導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。

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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,有點印象了吧。不過這都很粗略,根據氣候和地形不同,高度是要調整很大的。

總體來說,區分電壓等級最容易看的是導線分裂數,最準確能判斷的是絕緣子片數,最有震撼力的是杆塔的高度。


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