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10kv架空线路设计
一 、架空线路概述
（一）架空线路的作用
架空线路的作用是由各电力负荷中心向各电力用户分配电能的线路。
（二）架空线路的分类 1 电力线路
2 自动闭塞电力线路 （三）架空线路的优点：
1 结构简单、架设方便、工期短、投资少； 2 电压高、输电容量大； 3 散热条件好； 4 维护方便。
（四）架空线路常用术语
1档距：架空线路两相邻杆塔间的水平距离。
2弧垂（弛垂或弛度）：悬挂在两杆塔之间的导线形成一条悬链曲线，在档距中，导线悬链曲线上任意一点至悬挂点水平线的垂直距离，称为该点的弧垂。（如图2-1-1所示）弧垂过大容易造成相间短路及其对地安全距离不够；弧垂过小，导线承受的拉力过大而可能被拉断，或致使横担扭曲变形。
3安全距离（限距）：在档距中，导线最低点到地面（或水面），或导线悬链曲线上任意一点到其它目标物的最小垂直距离。限距是架空线路安全运行的依据，当架空线路的电压等级确定之后，限距的规定值也就被确定下来。
4耐张段：两耐张杆塔之间的距离称为耐张段，耐张杆将全线路分成若干个耐张段，这样，当线路发生断线故障时所产生的很大不平衡拉力，由耐张杆承受，因而使断线故障的影响范围限制在该断线点的耐张段内。另外，耐张段也便于线路的施工和检修。（如图2-1-2所示）
线路档距的大小，取决于技术和经济要求。当线路的档距缩小时，可减小弧垂，因而降低杆塔高度，但档距减小时杆数增加了，线路的造价也就增加了；当线路的档距增大时，弧垂必然增大，这将使杆塔增高，也导致线路的造价增加。所以档距的大
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小选择要进行经济技术比较来确定。
二、架空线路的组成
架空线路主要由杆塔、导线、绝缘子、横担、金具、避雷线、拉线等主要元件组成。
（一）杆塔 1杆塔的作用:
杆塔的作用是支持导线和避雷线，并使导线与导线间、导线与杆塔间、导线与大地间保持规定的距离；
2 杆塔的分类
（1）按用途分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨跃杆和换位杆等。 ①直线杆用在线路的直线段上，以支持导线、绝缘子、金具等重量，并能够承受导线的重量和水平风力荷载，但不能承受线路方向的导线张力。
②.耐张杆主要承受导线或架空地线的水平张力，同时将线路分隔成若干耐张段（耐张段长度一般不超过2km），以便于线路的施工和检修，并可在事故情况下限制倒杆断线范围。
③.转角杆用在需要改变线路方向的转角处，正常情况下除承受导线等垂直载荷和角平分线方向的水平风力荷载外，还要承受内角平分线方向导线全部拉力的合力，在事故情况下还要能承受线路方向导线的重量。它有直线型和耐张型两种型式，具体采用哪种型式可根据转角的大小及导线截面的大小来确定。
④.终端杆用在线路首末两端处，是耐张杆的一种，正常情况下除承受导线的重量和水平风力荷载外，还要承受顺线路方向导线全部拉力的合力。
⑤.分支（岐）杆用在分支线路与主配线路的分支处，在主干线方向上它可以是直线杆或耐张杆，在分支方向上时则需用耐张杆，分支杆除承受直线杆所承受的载荷外，还要承受分支导线等垂直荷重、水平风力荷重和分支方向导线全部拉力。
⑥.跨越杆用在跨越公路、铁路、河流和其它电力线等大跨越的地方，为保证导线具有必要的悬挂高度，一般要加高电杆。
⑦.换位杆是在线路较长时，为减少电力系统中的不对称电流和电压，在线路中间需要变换导线的相序，将导线相序变换位置的杆塔。
（2）按材料分为：钢筋混凝土电杆、铁塔、钢管电杆和木杆
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①钢筋混凝土电杆是配电线路中应用最为广泛的一种电杆，它由钢筋混凝土浇筑而成，具有取材方便，制造简单；经久耐用，一般可用50～100年；节省钢材，水泥杆都是环形截面预应力钢筋混凝土杆，既提高电杆的机械强度，又节省钢材；维护容易，运行费用低。
②铁塔和钢管电杆根据结构可分为组装式铁塔和预制式钢管，其中组装式铁塔由各种角铁组装而成，应采用热镀锌防腐处理，组装费时。预制式钢管塔多为插接式钢管电杆，采用钢管预制而成，安装方便。但比较笨重，给运输和施工带来不便。
③木杆在配电线路中已较少采用。 （二）导线 1导线的作用
导线的作用传导电流、输送电能； 2 导线的要求:
（1）导电性能好，以减小线路的功率损耗、电能损耗和电压损耗。 （2）机械性能好，即抗拉强度高，具有一定的弹性和柔性，不易折断等。 （3）耐化学腐蚀性能好，以适应不同污秽环境下使用。 （4）重量轻、性能稳定、经久耐用、价格低廉。 3 导线的材料
目前常用的导线材料是铜、铝、铝合金、钢等，它们的物理特性如下表
20℃时的材料 电阻率 （Ω.mm/m） 铜 0.0172 23密度 (g/mm） 抗拉强度 （MPa） 3.5～4.5 1.5～1.8 2.5～3.3 表面易形成氧化膜抗腐蚀能力强 抗一般化学腐蚀性能好但受酸碱盐的腐蚀 在空气中易生锈，镀锌后不易生锈 抗化学腐蚀及其它 8.9 铝 0.0282 2.7 钢 0.1 7.86 ?铜的导电性最好，机械强度大，耐化学腐蚀性能最好，是理想的导线材料。但第 3 页
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铜的蕴藏量相对较少，且用途极广，仅在特殊地区为抵抗空气中化学杂质而用铜导线外，一般不采用铜导线。
?铝的导电性能比铜稍差，当输送相同的功率且保持同样大小的功率损耗时，铝线的导线截面为铜线导线截面的1.6～1.65倍，但铝的密度小，总重量比铜轻，此外我国铝产量较大，价格较便宜，所以一般电力线路均采用铝导线。铝导线的主要缺点是机械强度低，表面极易氧化，不易焊接，抗化学腐蚀能力差等。
?铝合金可以克服铝导线的主要缺点。铝合金导线的导电性能与铝导线相近，而机械强度则与铜导线相当，抗化学腐蚀能力也较强，重量也较轻，但价格较昂贵。
?钢导线的导电性能是几种导线材料中最差的一种，但它的机械强度却是最高的，而且价格最便宜，因此在输电容量较小的线路或跨越河流，山谷等需要大张力的档距常被采用。为防止锈蚀，常采用表面镀锌的镀锌钢导线。
4导线的结构型式
（1）单股线 单根实心金属线，一般只有铜线和钢线为单股线，而铝导线的机械强度差，不能作为单股导线在架空线路中使用。
（2）单金属多股绞线 分别由铜、铝、钢或铝合金一种金属的多根单股线绞制而成，一般由7股、19股或37股、相互扭绞制成多层绞线，相邻两层扭绞方向相反扭制。
（3）复合金属多股绞线 由两种金属的单绞线绞制或由两种金属制成复合单股线绞制多股线。前者如钢芯铝绞线、钢铝混绞线等；后者如铜包钢绞线等。
5多股绞线比单股线具有下述优点： ?多股绞线比单股线机械强度高；
?多股绞线比单股线柔性和弹性好，施工方便； ③?多股绞线比单股线耐振动性强。 因此，架空电力线路多采用多股线。 6架空导线的型号
架空导线的型号，按国家规定一般由3部分表示，第一部分是表示导线的材料，第二部分表示结构特征，第三部分阿拉伯数字表示导线标称截面。常用符号的意义如下：T－铜线；L－铝线；G－钢芯； J－绞制；Q－轻型；F－防腐；R－柔软；Y－硬。
7钢芯铝绞线
钢芯铝绞线是充分利用钢绞线的机械强度高和铝线的导电性能好的特点，把这两
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种金属导线结合起来而形成。其结构特点是外部几层铝绞线包裸着内芯的1股或7股钢丝或钢绞线，使得钢芯不受大气中有害气体的侵蚀。钢芯铝绞线由钢芯承担主要的机械应力，而由铝线承担输送电能的任务，而且因铝绞线分布在导线的外层可减小交流电流产生的集肤效应，提高铝绞线的利用率。
8导线的排列方式
导线在杆塔上的排列方式与杆塔的结构形式、电气回路数有关，其排列方式可分为单回路排列和双回路排列两种。单回路排列有水平排列和三角形排列；双回路排列有平行形排列、正伞形、倒伞形排列和鼓形排列。
以上各种排列方式，基本上归纳为垂直排列和水平排列两大类。导线排列究竟以何种方式为好，主要看线路安全运行是否可靠，带电作业和维护是否方便，是否能减轻杆塔结构而定。运行经验表明：水平排列方式的可靠性较垂直排列好，特别是重雷区。重冰区和电晕严重地区效果更突出。一般来说，对于重雷区、重冰区的单回路线路，导线应采用水平排列；对于其余地区可结合线路具体情况，采用水平或三角形排列。从经济观点出发，电压在220kV及以下,导线规格不太大的单回路，以采用三角形排列较为经济。双回路线路，宜采用鼓形排列，便于施工检修。
（三）横担 1 横担的作用
横担用于支持绝缘子、导线及柱上配电设备，保护导线间有足够的安全距离，因此横担要有一定的强度和长度。
2 横担的分类
（1）横担按材质的不同可分为铁横担、木横担和瓷横担三种。 ①铁横担
一般采用等边角铁制成，要求热镀锌，锌层推荐不小于60μm ,因其为型钢，造价较低，并便于加工，所以使用最为广泛。常用铁横担规格
10kV架空线路上常用铁横担规格为:56mm356mm35mm及63mm363mm36mm的角钢，在需要架设大跨越线路、双回线路或安装较重的开关时，可采用75mm375mm38mm等规格角钢。
②木横担已较少采用。
③瓷横担可代替铁横担、木横担以及针式绝缘子、悬式绝缘子作为绝缘和固定导线用，其优点是能节省钢材或木材，在相同条件下使用，瓷横担可降低线路造价。
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