看完這篇秒懂我國(guó)的各種輸電線路
發(fā)表時(shí)間：2023-10-18
各種各樣的電線，抬頭不見(jiàn)低頭見(jiàn)，但你還真不一定認(rèn)識(shí)它們！電壓是多少，直流還是交流……這么一問(wèn)，85%的人立馬傻眼了……
這也不怪大家，實(shí)話說(shuō)，即便是學(xué)電的、在電力系統(tǒng)工作的人都不一定認(rèn)識(shí)輸電線路……今天，合伙人教大家?guī)讉€(gè)認(rèn)輸電線路的妙招。
這也不怪大家，實(shí)話說(shuō)，即便是學(xué)電的、在電力系統(tǒng)工作的人都不一定認(rèn)識(shí)輸電線路……今天，合伙人教大家?guī)讉€(gè)認(rèn)輸電線路的妙招。
這是啥輸電線路
先說(shuō)說(shuō)輸電桿塔的概念，輸電導(dǎo)線是由輸電桿塔一段一段撐起來(lái)的，高電壓等級(jí)的用“鐵塔”，低電壓等級(jí)的比如居民區(qū)里見(jiàn)的一般用“木頭桿”或“水泥桿”，合起來(lái)統(tǒng)稱(chēng)“桿塔”。高電壓等級(jí)的線路需要有更大的安全距離，所以要架得很高，只有鐵塔才能有能力負(fù)擔(dān)數(shù)十噸的線路，一根電線桿架不了這么高、也沒(méi)這么大支撐力，所以電線桿都是較低電壓等級(jí)的。至于多高電壓算高，多低算低，這個(gè)回頭細(xì)說(shuō)。
皖電東送1000千伏特高壓交流線路
對(duì)了，電壓等級(jí)都是說(shuō)線電壓，ABC三相中任意兩相之間的電壓。家里用的220伏是相電壓，是三相中任意一相對(duì)大地的電壓。實(shí)際家里用電是380伏線電壓的（220伏的根號(hào)3倍），只是到了樓門(mén)口了，才三相分開(kāi)，比如ABC三相各入一棟樓的三個(gè)單元。380伏電壓等級(jí)在電力系統(tǒng)也叫0.4千伏電壓等級(jí)，對(duì)比下目前的1000千伏特高壓輸電線路，差2500倍，顫抖吧~
我們?cè)诼眯醒赝究吹降囊话愣际禽旊婅F塔，至于塔型什么的沒(méi)啥意思就不說(shuō)了，貓頭塔、酒杯塔、門(mén)型塔、V字塔都是“象形”的，看樣子就知道。輸電線路也分直流和交流（DC和AC），直流好認(rèn)但不是很常見(jiàn)，國(guó)內(nèi)的線路就那么幾條，碰上不容易。
我們?cè)诼眯醒赝究吹降囊话愣际禽旊婅F塔，至于塔型什么的沒(méi)啥意思就不說(shuō)了，貓頭塔、酒杯塔、門(mén)型塔、V字塔都是“象形”的，看樣子就知道。輸電線路也分直流和交流（DC和AC），直流好認(rèn)但不是很常見(jiàn)，國(guó)內(nèi)的線路就那么幾條，碰上不容易。
±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電線路
鐵塔是T型的，下面吊著兩回輸電線路，一邊正極，一邊負(fù)極，至于為啥正極和負(fù)極要分這么多股線，咱們等到講交流線路的分裂導(dǎo)線時(shí)再說(shuō)。仔細(xì)看鐵塔上面還伸出來(lái)了兩個(gè)小“角”，一邊也各一條“細(xì)線”，這不是輸電用的，而是避雷用的避雷線，也叫地線。
下面集中說(shuō)說(shuō)交流線路，這個(gè)幾乎是“大寶天天見(jiàn)”。
交流的一回線路有A、B、C三相，輸電鐵塔最頂端頂著的是避雷線。雷暴多地區(qū)或電壓等級(jí)高的線路是兩根避雷線，雷暴不嚴(yán)重或電壓等級(jí)低的線路可以減少到一根避雷線，這個(gè)是從工程實(shí)際和省錢(qián)的角度選擇的，反正大家看到最頂端細(xì)細(xì)的一或兩根線就知道是避雷線了。
下面集中說(shuō)說(shuō)交流線路，這個(gè)幾乎是“大寶天天見(jiàn)”。
交流的一回線路有A、B、C三相，輸電鐵塔最頂端頂著的是避雷線。雷暴多地區(qū)或電壓等級(jí)高的線路是兩根避雷線，雷暴不嚴(yán)重或電壓等級(jí)低的線路可以減少到一根避雷線，這個(gè)是從工程實(shí)際和省錢(qián)的角度選擇的，反正大家看到最頂端細(xì)細(xì)的一或兩根線就知道是避雷線了。
避雷線都是跟鐵塔相連的，為的是把雷擊時(shí)的電流能順著鐵塔引到地里面去。不過(guò)在接的時(shí)候，避雷線和桿塔中間是有段絕緣體或絕緣子的，仔細(xì)看，能看到跳線。這樣的目的是可以在雷擊時(shí)方便擊穿泄流，同時(shí)在平時(shí)減少輸電損耗。如果避雷線直接連著鐵塔，則線中對(duì)導(dǎo)線的感應(yīng)電流會(huì)直接流入大地，導(dǎo)致輸電損耗。
避雷線一般都高電壓等級(jí)的空曠地區(qū)的輸電鐵塔用，咱們看到的電線桿上一般很少有避雷線：一是電線桿一般是在城市內(nèi)，有其他更高的建筑可以被雷劈；二是本來(lái)低電壓等級(jí)的電線桿就送不了多少電，還要架根避雷線的成本就高了。
避雷線下面就是輸電線路了，根數(shù)都是3的倍數(shù)，3根線的叫一回線，6根線的叫兩回線，12根的就叫四回線了，每一回里都有ABC三相的三根線。開(kāi)頭的那張圖我們就叫“同塔四回”線路。之所以一個(gè)塔上有多回線路，主要是考慮輸送容量和占地面積，所以也衍生出了“線路長(zhǎng)度”和“回路長(zhǎng)度”的概念，對(duì)同塔雙回而言，回路長(zhǎng)度是線路長(zhǎng)度的2倍，以此類(lèi)推。下圖也是兩個(gè)同塔四回的線路，如果是不同電壓等級(jí)的，則上面導(dǎo)線的電壓要高于下面導(dǎo)線的電壓，電壓越高對(duì)地的安全距離要求越高。
避雷線一般都高電壓等級(jí)的空曠地區(qū)的輸電鐵塔用，咱們看到的電線桿上一般很少有避雷線：一是電線桿一般是在城市內(nèi)，有其他更高的建筑可以被雷劈；二是本來(lái)低電壓等級(jí)的電線桿就送不了多少電，還要架根避雷線的成本就高了。
避雷線下面就是輸電線路了，根數(shù)都是3的倍數(shù)，3根線的叫一回線，6根線的叫兩回線，12根的就叫四回線了，每一回里都有ABC三相的三根線。開(kāi)頭的那張圖我們就叫“同塔四回”線路。之所以一個(gè)塔上有多回線路，主要是考慮輸送容量和占地面積，所以也衍生出了“線路長(zhǎng)度”和“回路長(zhǎng)度”的概念，對(duì)同塔雙回而言，回路長(zhǎng)度是線路長(zhǎng)度的2倍，以此類(lèi)推。下圖也是兩個(gè)同塔四回的線路，如果是不同電壓等級(jí)的，則上面導(dǎo)線的電壓要高于下面導(dǎo)線的電壓，電壓越高對(duì)地的安全距離要求越高。
兩種不同布置的同塔四回線路
避雷線和輸電導(dǎo)線其實(shí)也很好區(qū)分，一個(gè)是直接頂在桿塔上的，一個(gè)是需要用絕緣子串懸掛在桿塔上的。桿塔上是地電位，沒(méi)有絕緣子串的絕緣，導(dǎo)線就直接對(duì)桿塔短路了?？摧旊娋€路，能分清電壓等級(jí)是首位的，這決定了是哪條線，大概輸送多少功率，輸送多遠(yuǎn)距離。
怎么一眼看出輸電線路的電壓呢？秘訣是“三看”：看導(dǎo)線分裂數(shù)、看絕緣子串長(zhǎng)度、看桿塔高度。
1、看導(dǎo)線是幾分裂的
先說(shuō)分裂數(shù)，正如下面這張圖片顯示的，對(duì)于ABC三相中的每一相導(dǎo)線，都是分成好幾股的，比如下面這個(gè)1000千伏特高壓輸電線路就分了8股，叫“八分裂”導(dǎo)線。之所以一相導(dǎo)線要分裂成好幾股，是要把導(dǎo)線的“等效直徑”擴(kuò)大，相當(dāng)于用幾股較細(xì)的導(dǎo)線（相對(duì)較細(xì)，其實(shí)也有女生的手腕子粗），圍成一個(gè)近似圓形，相當(dāng)于把整相的導(dǎo)線直徑“等效”擴(kuò)大了。
擴(kuò)大“導(dǎo)線直徑”有這么幾個(gè)原因：
一是交流電有“趨膚效應(yīng)”，因?yàn)樽愿械脑?，電流大部分都在?dǎo)線表面流動(dòng)，導(dǎo)體中間幾乎沒(méi)有電流，把導(dǎo)體弄成管狀可以簡(jiǎn)約材料減輕重量，既然是管狀，不如弄成分裂導(dǎo)線代替管狀線；
二是高壓輸電線電流很大，要求導(dǎo)線的電阻低，電阻與導(dǎo)線的面積成反比，因此本來(lái)要用很粗管狀導(dǎo)線代替，現(xiàn)在就用分裂導(dǎo)線了（在變電站里還是用管母線）；
三是導(dǎo)線越粗，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度就越低，電暈就越小。電暈是對(duì)電能的損耗，我們當(dāng)然希望把導(dǎo)線弄粗些，降低表面場(chǎng)強(qiáng)及電暈。
電暈是一種放電現(xiàn)象，雨天在輸電線周?chē)赡軙?huì)聽(tīng)到“茲茲”的聲音，那就是電暈的聲音，夜里也能看到導(dǎo)線在發(fā)微弱的光，當(dāng)然電暈也不是只有壞處，以后可以細(xì)說(shuō)。
由電暈的“茲茲”聲，也會(huì)帶來(lái)無(wú)線電干擾，這也是為什么直流導(dǎo)線也要分裂的原因，都是為了降低電暈。
在1000千伏以下還有750千伏的超高壓輸電線路，這個(gè)電壓等級(jí)只在我國(guó)的西北電網(wǎng)使用，歐洲倒也有765千伏這個(gè)電壓等級(jí)的線路。750千伏電壓等級(jí)一般用六分裂的導(dǎo)線。
怎么一眼看出輸電線路的電壓呢？秘訣是“三看”：看導(dǎo)線分裂數(shù)、看絕緣子串長(zhǎng)度、看桿塔高度。
1、看導(dǎo)線是幾分裂的
先說(shuō)分裂數(shù)，正如下面這張圖片顯示的，對(duì)于ABC三相中的每一相導(dǎo)線，都是分成好幾股的，比如下面這個(gè)1000千伏特高壓輸電線路就分了8股，叫“八分裂”導(dǎo)線。之所以一相導(dǎo)線要分裂成好幾股，是要把導(dǎo)線的“等效直徑”擴(kuò)大，相當(dāng)于用幾股較細(xì)的導(dǎo)線（相對(duì)較細(xì)，其實(shí)也有女生的手腕子粗），圍成一個(gè)近似圓形，相當(dāng)于把整相的導(dǎo)線直徑“等效”擴(kuò)大了。
擴(kuò)大“導(dǎo)線直徑”有這么幾個(gè)原因：
一是交流電有“趨膚效應(yīng)”，因?yàn)樽愿械脑?，電流大部分都在?dǎo)線表面流動(dòng)，導(dǎo)體中間幾乎沒(méi)有電流，把導(dǎo)體弄成管狀可以簡(jiǎn)約材料減輕重量，既然是管狀，不如弄成分裂導(dǎo)線代替管狀線；
二是高壓輸電線電流很大，要求導(dǎo)線的電阻低，電阻與導(dǎo)線的面積成反比，因此本來(lái)要用很粗管狀導(dǎo)線代替，現(xiàn)在就用分裂導(dǎo)線了（在變電站里還是用管母線）；
三是導(dǎo)線越粗，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度就越低，電暈就越小。電暈是對(duì)電能的損耗，我們當(dāng)然希望把導(dǎo)線弄粗些，降低表面場(chǎng)強(qiáng)及電暈。
電暈是一種放電現(xiàn)象，雨天在輸電線周?chē)赡軙?huì)聽(tīng)到“茲茲”的聲音，那就是電暈的聲音，夜里也能看到導(dǎo)線在發(fā)微弱的光，當(dāng)然電暈也不是只有壞處，以后可以細(xì)說(shuō)。
由電暈的“茲茲”聲，也會(huì)帶來(lái)無(wú)線電干擾，這也是為什么直流導(dǎo)線也要分裂的原因，都是為了降低電暈。
在1000千伏以下還有750千伏的超高壓輸電線路，這個(gè)電壓等級(jí)只在我國(guó)的西北電網(wǎng)使用，歐洲倒也有765千伏這個(gè)電壓等級(jí)的線路。750千伏電壓等級(jí)一般用六分裂的導(dǎo)線。
500千伏的是按規(guī)程是四分裂導(dǎo)線，不過(guò)據(jù)觀察，現(xiàn)在六分裂導(dǎo)線居多了，尤其在大城市周邊，可能是輸送功率大了。
220千伏的一般是兩分裂，110千伏及再往下的電壓等級(jí)就不用分裂導(dǎo)線了，單根就行，電暈已經(jīng)不嚴(yán)重了。
不過(guò)可能因送電功率大的原因，某些地方也能見(jiàn)到220千伏四分裂，110千伏兩分裂。三分裂的導(dǎo)線理論上有，但還真沒(méi)怎么見(jiàn)過(guò)。
2、看絕緣子片數(shù)
什么是絕緣子呢？看下圖紅圈圈里的綠色玻璃長(zhǎng)狀的物體就是絕緣子了
2、看絕緣子片數(shù)
什么是絕緣子呢？看下圖紅圈圈里的綠色玻璃長(zhǎng)狀的物體就是絕緣子了
絕緣子是一種特殊的絕緣控件，通常有玻璃或陶瓷制成，是為了增加爬電距離的。其形狀是飛碟狀的，一個(gè)飛碟算一片絕緣子，絕緣子串是把若干飛碟串起來(lái)，隔離導(dǎo)線與桿塔用的。下圖是玻璃鋼絕緣子的一片的形狀。
再說(shuō)絕緣子片數(shù)。導(dǎo)線分裂數(shù)比較好數(shù)，數(shù)清楚幾根線就知道是多高電壓等級(jí)的了。除了看分裂數(shù)，也可以數(shù)絕緣子的片數(shù)，不過(guò)比較費(fèi)眼，熟了的話掃一眼就知道。
再說(shuō)絕緣子片數(shù)。導(dǎo)線分裂數(shù)比較好數(shù)，數(shù)清楚幾根線就知道是多高電壓等級(jí)的了。除了看分裂數(shù)，也可以數(shù)絕緣子的片數(shù)，不過(guò)比較費(fèi)眼，熟了的話掃一眼就知道。
常用的絕緣子還有陶瓷絕緣子，下圖就是是陶瓷絕緣子
還有合成絕緣子
一片絕緣子大概的厚度是15厘米，串7片差不多一米。
一般情況下：
750千伏，32個(gè)
500千伏，23-25個(gè)
330千伏，17個(gè)
220千伏，13個(gè)
110千伏，7個(gè)
66千伏，5個(gè)
35千伏，3個(gè)
如果高海拔、污穢重的地區(qū)或者重要的塔，片數(shù)還要增加幾片?；究梢钥闯?strong>1片絕緣子可以承受1-1.5萬(wàn)伏特的電壓，但隨著電壓等級(jí)的升高，承壓的非線性越強(qiáng)。實(shí)際上，不同地區(qū)不同環(huán)境，絕緣子片數(shù)可能差別很大。當(dāng)然不同類(lèi)型的絕緣子，要求的片數(shù)也不同，下圖那張1000千伏特高壓的圖，電網(wǎng)君用肉眼數(shù)了下，大概五六十片了，真是好長(zhǎng)……
一般情況下：
750千伏，32個(gè)
500千伏，23-25個(gè)
330千伏，17個(gè)
220千伏，13個(gè)
110千伏，7個(gè)
66千伏，5個(gè)
35千伏，3個(gè)
如果高海拔、污穢重的地區(qū)或者重要的塔，片數(shù)還要增加幾片?；究梢钥闯?strong>1片絕緣子可以承受1-1.5萬(wàn)伏特的電壓，但隨著電壓等級(jí)的升高，承壓的非線性越強(qiáng)。實(shí)際上，不同地區(qū)不同環(huán)境，絕緣子片數(shù)可能差別很大。當(dāng)然不同類(lèi)型的絕緣子，要求的片數(shù)也不同，下圖那張1000千伏特高壓的圖，電網(wǎng)君用肉眼數(shù)了下，大概五六十片了，真是好長(zhǎng)……
1000千伏交流特高壓線路絕緣子
±800千伏特高壓直流線路絕緣子
3、看桿塔的高度
除了數(shù)分裂數(shù)和絕緣子片數(shù)，還可以看看桿塔的高度，雖然設(shè)計(jì)規(guī)程上沒(méi)有規(guī)定桿塔要多高，但非常詳細(xì)地規(guī)定了輸電導(dǎo)線距離其他物體的最小距離。
除了數(shù)分裂數(shù)和絕緣子片數(shù)，還可以看看桿塔的高度，雖然設(shè)計(jì)規(guī)程上沒(méi)有規(guī)定桿塔要多高，但非常詳細(xì)地規(guī)定了輸電導(dǎo)線距離其他物體的最小距離。
500千伏線路鐵塔
輸電線路一檔大約500米，導(dǎo)線是要下垂的，尤其是天氣熱和用電負(fù)荷大的時(shí)候，導(dǎo)線熱脹冷縮，會(huì)下垂的更厲害。所以規(guī)定中明確寫(xiě)了各電壓等級(jí)的輸電線路的導(dǎo)線對(duì)各種物體的最小距離。
例如，在居民區(qū)導(dǎo)線對(duì)地面最小距離分別為：
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，
750千伏為19.5米。
例如，在居民區(qū)導(dǎo)線對(duì)地面最小距離分別為：
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，
750千伏為19.5米。
750千伏線路鐵塔
如果考慮導(dǎo)線弧垂和絕緣子長(zhǎng)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。
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。
1000千伏特高壓線路鐵塔
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(diǎn)印象了吧。不過(guò)這都很粗略，根據(jù)氣候和地形不同，高度是要調(diào)整很大的。
總體來(lái)說(shuō)，區(qū)分電壓等級(jí)最容易看的是導(dǎo)線分裂數(shù)，最準(zhǔn)確能判斷的是絕緣子片數(shù)，最有震撼力的是桿塔的高度。
我們能看到的輸電線路，都是地形地貌比較好的地區(qū)，要知道崇山峻嶺中、大川大河上也都有輸電線路，尤其是給偏遠(yuǎn)地區(qū)送電，鐵塔和電線材料都是人拉肩扛上去的，相當(dāng)辛苦！可以說(shuō)連公路都沒(méi)有的地方，可能會(huì)有輸電線路，真的要向送變電工作人員們致敬！
最后說(shuō)說(shuō)輸電桿塔上的小玩意兒。Look！猜猜這個(gè)刺兒和橘黃色的小風(fēng)車(chē)是干嘛的？
總體來(lái)說(shuō)，區(qū)分電壓等級(jí)最容易看的是導(dǎo)線分裂數(shù)，最準(zhǔn)確能判斷的是絕緣子片數(shù)，最有震撼力的是桿塔的高度。
我們能看到的輸電線路，都是地形地貌比較好的地區(qū)，要知道崇山峻嶺中、大川大河上也都有輸電線路，尤其是給偏遠(yuǎn)地區(qū)送電，鐵塔和電線材料都是人拉肩扛上去的，相當(dāng)辛苦！可以說(shuō)連公路都沒(méi)有的地方，可能會(huì)有輸電線路，真的要向送變電工作人員們致敬！
最后說(shuō)說(shuō)輸電桿塔上的小玩意兒。Look！猜猜這個(gè)刺兒和橘黃色的小風(fēng)車(chē)是干嘛的？
防鳥(niǎo)刺
答案揭曉：都是防鳥(niǎo)的！倒刺是防止鳥(niǎo)筑巢，用在鐵塔上；小風(fēng)車(chē)是驅(qū)趕鳥(niǎo)的，一般用在電線桿上。下次可以留意下哈！
（某年某日，合伙人出門(mén)抬頭一看，發(fā)現(xiàn)電桿上有一只玩具熊，據(jù)說(shuō)也是驅(qū)鳥(niǎo)的，頓時(shí)吐血三升……）
為啥輸電桿塔跟鳥(niǎo)過(guò)不去呢？因?yàn)轼B(niǎo)糞是導(dǎo)致輸電線路短路故障的重要原因。鳥(niǎo)糞是導(dǎo)電的，排放到絕緣子串上時(shí)，很會(huì)構(gòu)成導(dǎo)線的對(duì)地短路通道，所以輸電線路都很怕“憤怒的小鳥(niǎo)”……
除了鳥(niǎo)，蛇、鼠、黃鼠狼、或者翼展太長(zhǎng)的大鳥(niǎo)都可能導(dǎo)致輸電線路的對(duì)地或相間短路。大樹(shù)也會(huì)，所以也要定期修剪樹(shù)木。哎，運(yùn)維的小伙伴不容易啊，還得和各種動(dòng)植物打交道……
除了鳥(niǎo)，蛇、鼠、黃鼠狼、或者翼展太長(zhǎng)的大鳥(niǎo)都可能導(dǎo)致輸電線路的對(duì)地或相間短路。大樹(shù)也會(huì)，所以也要定期修剪樹(shù)木。哎，運(yùn)維的小伙伴不容易啊，還得和各種動(dòng)植物打交道……
