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一是交流电有“趋肤效应”,因为自感的原因,电流大部分都在导线表面流动,导体中间几乎没有电流,把导体弄成管状可以简约材料减轻重量,既然是管状,不如弄成分裂导线代替管状线;
二是高压输电线电流很大,要求导线的电阻低,电阻与导线的面积成反比,因此本来要用很粗管状导线代替,现在就用分裂导线了(在变电站里还是用管母线);
三是导线越粗,导线表面电场强度就越低,电晕就越小。电晕是对电能的损耗,我们当然希望把导线弄粗些,降低表面场强及电晕。
电晕是一种放电现象,雨天在输电线周围可能会听到“兹兹”的声音,那就是电晕的声音,夜里也能看到导线在发微弱的光,当然电晕也不是只有坏处,以后可以细说。
由电晕的“兹兹”声,也会带来无线电干扰,这也是为什么直流导线也要分裂的原因,都是为了降低电晕。
在1000千伏以下还有750千伏的超高压输电线路,这个电压等级只在我国的西北电网使用,欧洲倒也有765千伏这个电压等级的线路。750千伏电压等级一般用六分裂的导线。
绝缘子是一种特殊的绝缘控件,通常有玻璃或陶瓷制成,是为了增加爬电距离的。其形状是飞碟状的,一个飞碟算一片绝缘子,绝缘子串是把若干飞碟串起来,隔离导线与杆塔用的。下图是玻璃钢绝缘子的一片的形状。
再说绝缘子片数。导线分裂数比较好数,数清楚几根线就知道是多高电压等级的了。除了看分裂数,也可以数绝缘子的片数,不过比较费眼,熟了的话扫一眼就知道。
一片绝缘子大概的厚度是15厘米,串7片差不多一米。
一般情况下:
750千伏,32个
500千伏,23-25个
330千伏,17个
220千伏,13个
110千伏,7个
66千伏,5个
35千伏,3个
如果高海拔、污秽重的地区或者重要的塔,片数还要增加几片。基本可以看出1片绝缘子可以承受1-1.5万伏特的电压,但随着电压等级的升高,承压的非线性越强。实际上,不同地区不同环境,绝缘子片数可能差别很大。当然不同类型的绝缘子,要求的片数也不同,下图那张1000千伏特高压的图,电网君用肉眼数了下,大概五六十片了,真是好长……
除了数分裂数和绝缘子片数,还可以看看杆塔的高度,虽然设计规程上没有规定杆塔要多高,但非常详细地规定了输电导线距离其他物体的小距离。
输电线路一档大约500米,导线是要下垂的,尤其是天气热和用电负荷大的时候,导线热胀冷缩,会下垂的更厉害。所以规定中明确写了各电压等级的输电线路的导线对各种物体的小距离。
例如,在居民区导线对地面小距离分别为:
35~110千伏是7米,
220千伏是7.5米,
330千伏是8.5米,
500千伏是14米,
750千伏为19.5米。