10kV线路施工技术.docx

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10kV线路施工技术

               10kV线路施工有关技术探讨

1　导线最大使用应力

σmax=σp/Kkg/mm2

式中σp——导线瞬时破坏应力，kg/mm2；

　　σmax——导线在弧垂最低点最大使用应力，kg/mm2；

　　K——导线安全系数（查表1）。

表1　导线最小安全系数

导线种类单股多股

          一般地区重要地区

钢芯铝线-  2.5    3.0

铜线   2.52.0    2.5

2　按机械强度选择绝缘子

2.1　直线杆针式绝缘子

Tc.max=gSL

式中　Tc.max——绝缘子最大使用荷载，kg；

　　　g——导线风压比载kg/m.mm2；

　　　S——导线计算截面，mm2；

　　　L——线路档距，m。

2.2　转角杆绝缘子最大使用荷载

式中Tm——导线最大允许拉力，kg（查表2）；

　　α——线路转角；

　　g5——导线覆冰时风压比载，kg/m.mm2；

　　S——导线截面，mm2；

　　L——线路档距，m。

表2　常用导线最大允许拉力

导线型号瞬时破坏

应力/σpkg/mm2        安全系数/K最大使用

应力/σmaxkg/mm2       最大允许

拉力/Tm/kg

LGJ－2527          3        9            239

LGJ－3527          3        9            388

LGJ－5027          3        9            507

LGJ－7027          4        9            536

3　10kV线路线间距离计算

S=0.16＋0.003Ue＋0.008L

式中Ue——线路额定电压，kV；

　　L——线路档距，m；

　　S——导线间距离，m。

4　终端和转角铁横担强度计算

4.1　中间横担强度计算

MCQ=QLkg．cm

式中MCQ——横担承受垂直荷载时的最大弯矩，kg．cm；

　　Q——导线自重或覆冰重的垂直荷载，kg；

　　L——导线距电杆中心距离，cm。

4.2　不带斜撑的双横担承受应力计算

式中MCT——铁横担在断面处承受垂直荷载时最大弯矩，kg．cm；

　　MCQ——铁横担在断面处承受最大弯矩，kg．cm；

　　W＇X——角钢净截面系数。

4.3　带斜撑的双横担承受应力计算

式中T——横担承受水平拉力，kg；

　　A——角钢截面积，cm2；

　　φ——纵向弯曲系数；

　　ag——横担距电杆中心尺寸，cm。

表3　等边角钢常用技术数据

角钢尺寸         40×450×563×6

允许应力σR/kg/cm2160016001600

截面系数/cm3     1.603.136.00

净截面系数W＇X/cm31.312.655.29

允许弯距MR/kg．m  25.6050.0884.64

5　拉线盘计算

　　抗拔验算

Rtl/Fm=Kl

式中Fm——拉线最大允许拉力，kg；

　　Kl——基础稳定系数，2；

　　QL——拉线盘自重，kg；

　　φ——拉线与地面夹角；

　　γ——土壤计算容重；

　　α——土壤计算上拔角；

　　hL——拉线盘埋深，m；

　　aL——拉线盘宽，m；

　　LL——拉线盘长，m。

6　举例

　　10kV线路导线为LGJ－50（计算截面56.3mm2），档距180m，对地距离不用考虑，覆冰10mm，风速10m/s，验算其强度。

解：

①直线杆绝缘子

g4=8.526×10－3kg/m．mm2

Tc.max=g4SL=8.526×10－3×56.3×180=86.4kg

　　选用P－10T绝缘子TCP=160

不合格

　　选用P－15T绝缘子TCP=250

　　P－15T绝缘子符合绝缘子安全系数，合格

　　②悬垂片验算

g5=4.396×10－3　　　　　　Tm=507

　　选用X－4.5悬式绝缘子

合格

　　③线间距离

S=0.16＋0.003Ue＋0.008L

=0.16＋0.003×10＋0.008×180=1.63m

　　铁担采用∠63×6×1800铁横担，导线采用三角排列

　　④终端横担和转角横担强度验算

　　选用∠63×6×1800带斜撑双横担，查表得以下数据

A=7.288cm2　　　　　L=90cm

W＇X=5.29cm3　　　　　QH=100kg

φ=0.67　　　　　　Tm=507

2a=25cm

g1=2.768×10－3kg/m．mm2

Q1=g1SL=2.768×10－3×

56.3×180=28.05kg

90＋100×45=7024.5kg

σCT=σCT1＋σCT2=374＋663.9=

1037.9kg/cm2<1600kg/cm2

　　选用小于60×6×1800铁横担，合格

　　⑤拉线抗拔验算

　　查表得γ=1.8　　　　　hL=1.4m

　　　　　aL=0.35m　　　　　LL=0.60m

　　　　　α=30°　　φ=45°　　　QL=60kg

　　　　　Fm=1600kg　　　　γ=1.8kg/m3

合格

从以上计算看出，山区施工根据山区落差大的特点，在保证对地距离情况下，加大10kV线路档距，这样能充分发挥铝导线、铁横担、绝缘子和电杆应有的本身强度，减少电杆、铁横担和绝

1．输电线路损耗

当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。

（1）单一线路有功功率损失计算公式为

△P＝I2R

式中△P--损失功率，W；

I--负荷电流，A；

R--导线电阻，Ω

（2）三相电力线路

线路有功损失为

△P＝△PA十△PB十△PC＝3I2R

（3）温度对导线电阻的影响：

导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值

随导线温度的变化而变化。

铜铝导线电阻温度系数为a＝0.004。

在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。

但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的；另外；负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。

为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑：

1）基本电阻20℃时的导线电阻值R20为

R20=RL

式中R--电线电阻率，Ω/km，;

L--导线长度，km。

2）温度附加电阻Rt为

Rt=a（tP－20）R20

式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0．004；

tP--平均环境温度，℃。

3）负载电流附加电阻Rl为

Rl=R20

4）线路实际电阻为

R=R20+Rt+Rl

（4）线路电压降△U为

△U=U1－U2=LZ

2．配电变压器损耗（简称变损）功率△PB

配电变压器分为铁损（空载损耗）和铜损（负载损耗）两部分。

铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。

铜损与变压器负载率的平方成正比。

配电网电能损失理论计算方法

配电网的电能损失，包括配电线路和配电变压器损失。

由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电性质不同，负载变化波动大，要起模拟真实情况，计算出某一各线路在某一时刻或某一段时间内的电能损失是很困难的。

因为不仅要有详细的电网资料，还在有大量的运行资料。

有些运行资料是很难取得的。

另外，某一段时间的损失情况，不能真实反映长时间的损失变化，因为每个负载点的负载随时间、随季节发生变化。

而且这样计算的结果只能用于事后的管理，而不能用于事前预测，所以在进行理论计算时，都要对计算方法和步骤进行简化。

为简化计算，一般假设：

（1）线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压器总容量的比例，分配到各个负载点上。

（2）每个负载点的功率因数cos相同。

这样，就能把复杂的配电线路利用线路参数计算并简化成一个等值损耗电阻。

这种方法叫等值电阻法。

等值电阻计算

设：

线路有m个负载点，把线路分成n个计算段，每段导线电阻分别为R1，R2，R3，…，Rn，

1．基本等值电阻Re

3．负载电流附加电阻ReT

在线路结构未发生变化时，Re、ReT、Rez三个等效电阻其值不变，就可利用一些运行参数计算线路损失。

均方根电流和平均电流的计算

利用均方根电流法计算线损，精度较高，而且方便。

利用代表日线路出线端电流记录，就可计算出均方根电流IJ和平均电流IP。

在一定性质的线路中，K值有一定的变化范围。

有了K值就可用IP代替IJ。

IP可用线路供电量计算得出，电能损失计算

（1）线路损失功率△P（kW）

△P=3（KIP）2（Re+ReT+ReI）×10-3

如果精度要求不高，可忽略温度附加电阻ReT和负载电流附加电阻ReI。

（2）线路损失电量△W

（3）线损率

（4）配电变压器损失功率△PB

（5）配电变压器损失电量△WB

（6）变损率B

（7）综合损失率为+B。

另外，还有损失因数、负荷形状系数等计算方法。

这些计算方法各有优缺点，但计算误差较大，这里就不再分别介绍了。

低压线路损失计算方法

低压线路的特点是错综复杂，变化多端，比高压配电线路更加复杂。

有单相供电，3×3相供电，3×4相供电线路，更多的是这几种线路的组合。

因此，要精确计算低压网络的损失是很困难的，一般采用近似的简化方法计算。

简单线路的损失计算

1．单相供电线路

（1）一个负荷在线路末端时：

（2）多个负荷时，并假设均匀分布：

2．3×3供电线路

（1）一个负荷点在线路末端

（2）多个负荷点，假设均匀分布且无大分支线

3．3×4相供电线路

（1）A、B、C三相负载平衡时，零线电流IO=0，计算方法同3×3相线路。

由表6-2可见，当负载不平衡度较小时，a值接近1，电能损失与平衡线路接近，可用平衡线路的计算方法计算。

4．各参数取值说明

（1）电阻R为线路总长电阻值。

（2）电流为线路首端总电流。

可取平均电流和均方根电流。

取平均电流时，需要用修正系数K进行修正。

平均电流可实测或用电能表所计电量求得。

（3）在电网规划时，平均电流用配电变压器二次侧额定值，计算最大损耗值，这时K=1。

（4）修正系数K随电流变化而变化，变化越大，K越大；反之就小。

它与负载的性质有关。

复杂线路的损失计算

0．4kV线路一般结构比较复杂。

在三相四线线路中单相、三相负荷交叉混合，有较多的分支和下户线，在一个台区中又有多路出线。

为便于简化，先对几种情况进行分析。

1．分支对总损失的影响

假设一条主干线有n条相同分支线，每条分支线负荷均匀分布。

主干线长度为ι。

则主干电阻Rm=roL

分支电阻Rb=roι

总电流为I，分支总电流为Ib=I/n

（1）主干总损失△Pm

（2）各分支总损失△Pb

（3）线路全部损失

（4）分支与主干损失比

也即，分支线损失占主干线的损失比例为ι/nL。

一般分支线小于主干长度，ι/nL＜1/n

2．多分支线路损失计算

3．等值损失电阻Re

4．损失功率

5．多线路损失计算

配变台区有多路出线（或仅一路出线，在出口处出现多个大分支）的损失计算。

设有m路出线，每路负载电流为I1，I2，…，Im

台区总电流I=I1+I2…+Im

每路损失等值电阻为Re1，Re2，…，Rem

则

△P=△P1+△P2+…+△Pm=3（I21Re1+I22Re2+…+I2mRem）

如果各出线结构相同，即I1=I2=…=Im

Re1=Re2=…=Rem

6．下户线的损失

主干线到用各个用户的线路称为下户线。

下户线由于线路距离短，负载电流小，其电能损失所占比例也很小，在要求不高的情况下可忽略不计。

取：

下户线平均长度为ι，有n个下户总长为L，线路总电阻R=roL，每个下户线的负载电流相同均为I。

（1）单相下户线

△P=2I2R=2I2roL

（2）三相或三相四线下户

△P=3I2R=3I2roL

电压损失计算

电压质量是供电系统的一个重要的质量指标，如果供到客户端的电压超过其允许范围，就会影响到客户用电设备的正常运行，严重时会造成用电设备损坏，给客户带来损失，所以加强电压管理为客户提供合格的电能是供电企业的一项重要任务。

电网中的电压随负载的变化而发生波动。

国家规定了在不同电压等级下，电压允许波动范围。

国电农（1999）652号文对农村用电电压做了明确规定：

（1）配电线路电压允许波动范围为标准电压的±7%。

（2）低压线路到户电压允许波动范围为标准电压的±10%。

电压损失是指线路始端电压与末端电压的代数差，是由线路电阻和电抗引起的。

电抗（感抗）是由于导线中通过交流电流，在其周围产生的高变磁场所引起的。

各种架空线路每千米长度的电抗XO（Ω/km），可通过计算或查找有关资料获得。

表6-3给出高、低压配电线路的XO参考值。

三相线路仅在线路末端接有一集中负载的三相线路，设线路电流为I，线路电阻R，电抗为X，线路始端和末端电压分别是U1，U2，负载的功率因数为cos。

电压降△ù=△ù1-△ù2=IZ

电压损失是U1、U2两相量电压的代数差△U=△U1-△U2

由于电抗X的影响，使得ù1和ù2的相位发生变化，一般准确计算△U很复杂，在计算时可采用以下近似算法：

△U=IRcos+ιXsin

一般高低压配电线路该类线路负载多、节点多，不同线路计算段的电流、电压降均不同，为便于计算需做以下简化。

1．假设条件

线路中负载均匀分布，各负载的cos相同，由于一般高低压配电线路阻抗Z的cosZ=0．8～0．95，负载的cos在0．8以上，可以用ù代替△U进行计算。

2．电压损失

线路电能损失的估算

线路理论计算需要大量的线路结构和负载资料，虽然在计算方法上进行了大量的简化，但计算工作量还是比较大，需要具有一定专业知识的人员才能进行。

所以在资料不完善或缺少专业人员的情况下，仍不能进行理论计算工作。

下面提供一个用测量电压损失，估算的电能损失的方法，这种方法适用于低压配电线路。

1．基本原理和方法

（1）线路电阻R，阻抗Z之间的关系

（2）线路损失率

由上式可以看出，线路损失率与电压损失百分数△U%成正比，△U%通过测量线路首端和末端电压取得。

k为损失率修正系数，它与负载的功率因数和线路阻抗角有关。

表6-4、表6-5分别列出了单相、三相无大分支低压线路的k值。

在求取低压线路损失时的只要测量出线路电压降△U，知道负载功率因数就能算出该线路的电能损失率。

2．有关问题的说明

（1）由于负载是变化的，要取得平均电能损失率，应尽量取几个不同情况进行测量，然后取平均数。

如果线路首端和末端分别用自动电压记录仪测量出一段时间的电压降。

可得到较准确的电能损失率。

（2）如果一个配变台区有多路出线，要对每条线路测取一个电压损失值，并用该线路的负载占总负载的比值修正这个电压损失值，然后求和算出总的电压损失百分数和总损失率。

（3）线路只有一个负载时，k值要进行修正。

（4）线路中负载个数较少时，k乘以（1+1/2n），n为负载个数。

浅谈10kV架空线路档距的确定

摘要：

根据线路通过地区气象条件，杆塔使用条件，导线排列型式并结合地形特点确定档距，以确保供电安全。

关键词：

10kV架空线路；档距

中图分类号：

TM753　　　　　文献标识码：

A　　　　　　文章编号：

1003-0867（2005）02-0011-02

档距是指相邻两基电杆之间的水平直线距离。

10kV架空线路的档距应根据线路通过地区的气象条件、杆塔使用条件、导线排列型式和地形特点确定，一般采用下列数值：

高压配电线路：

城市40～50m，城郊及农村60～100m。

特殊跨越河流或线路经过丘陵山地档距可达100～200m。

档距选择是否适当，对于线路建设速度和经济性，供电的可靠性以及维修的方便性等影响很大。

本文从以下几方面谈谈10kV架空线路档距的确定。

1气象条件是线路档距确定的基础

作用在架空线路上的机械荷载是随着气象情况的不断变化而变换的，架空线的机械荷载不仅影响其本身的长度、弧垂、和张拉应力，而且又决定杆塔和杆塔基础的受力及带电部分与各方面的安全距离等；这些因素都与架空线路档距确定有密切关系。

设计用气象条件一般有九种：

即最高气温、最低气温、年平均气温、最大风速、最大复冰、内过电压（即操作过电压）情况、外过电压（即大气过电压）情况，以及安装情况、断线事故情况等。

?

?

2杆塔使用条件对线路档距的限制

2.1杆塔的强度对线路档距的限制

10kV架空线路直线杆一般使用单杆型式，在正常情况下一般仅承受导线、金具自重的下压力，在最大风速时杆塔承受导线的水平风荷载；直线杆（包括跨越杆）、不设拉线的直线型小转角杆及设备杆其电杆应满足下列简化计算条件：

单回线路：

MB≥g4×Lsh×（H1+2H2）

双回线路：

MB≥2g4×Lsh×（H1+2H2）

式中MB--电杆标准检验弯矩值（Nm）；

　　g4--每根导线无冰时单位长度风压值（N/m）；

　　Lsh--水平档距（m）；

　　H1--上导线对地面垂直距离（m）；

　　H2--下导线对地面垂直距离（m）。

2.2杆塔的抗倾覆稳定对线路档距的限制?

?

杆塔的抗倾覆稳定应满足下列简化计算条件：

?

?

单回线路：

MQ≥g4×Lsh×（H1+2H2）

双回线路：

MQ≥g4×Lsh×（H1+2H2）

式中MQ--允许倾覆弯距值，由地质条件、杆塔埋深决定。