超高压输电线路的结构特性简析

线路中的电磁变换过程在很多情况下取决于电感和电容等参数，对于长线路，考虑参数沿线路的分布性，每一分段线路的电感和电容都将对电磁过程产生影响。当三相对称的电压和电流时，电磁过程由每相线路单位长度的感抗和容纳所决定。

分段的电容和电抗取决于线路的几何结构，包括导线悬挂距离地面的高度、相分布、相间距离和相结构（采用分裂导线时）。

额定电压和线路（相）电容决定了每一导线表面的电场强度，以及产生一般电晕放电的可能性。

在此并不详细地阐述超高压输电线路的结构，只是关注对线路电气参数产生影响的主要结构特性。

超高压线路一般都是架设在金属的或者是钢筋混凝土的塔架上，塔架也可能带有拉线。对于500kV和750kV线路，只是使用导线水平分布的单回路塔。在俄罗斯只有一条长度为40km的500kV线路使用双回路塔（巴拉科夫核电站—萨拉托夫）。330kV线路可以架设在单回路塔、也可以是双回路塔上。钢筋混凝土的塔架只能作为单回路塔，钢质塔架既可以作为单回路塔，也可以作为双回路塔。

在330kV线路上，导线水平排列方式的使用与否取决于塔架的材料。在330kV单回路钢塔架上线路是三角形排列的，而双回路塔是鼓型排列的，在钢筋混凝土塔架上只有水平排列的形式。在500kV、750kV和1150kV线路上，与塔架的材料无关，也只是使用导线水平排列的形式。超高压输电线路塔架的结构形式如图2.1所示。

对电气和经济特性产生影响的超高压输电线路的一些结构特性可以总结如下：

1）塔架的外形尺寸较大。主要是因为必须保证相间的绝缘距离、以及相与大地之间、相与塔架之间的绝缘距离。

2）相电流较大。因此可以预见导线的横截面积较大，远远超出在工业中使用的单芯导线的横截面积。

3）导线表面和导线下方大地表面的电场强度增大。

4）分裂导线的应用有助于降低线路的电晕损耗、限制电晕放电情况下的无线电干扰和噪声。

5）提高了对线路所有元器件结构可靠性的要求。(www.xing528.com)

导线的悬挂高度取决于线路通过地区的地形，可能涉及到人口稠密地区、人烟稀少地区和难以施工的地区（山区、沼泽地等）。在不同地区，导线的悬挂高度以及相应的塔架高度都是不同的。除此之外，导线的悬挂高度还取决于导线和大地之间空气间隙的介电强度，并考虑高度在5m以下的交通工具经过的情况。

采用镜像法确定线路单位长度参数，在此需要计及线路的悬挂高度和相间间距。但是在计算大地返回电流渗透的深度时，导线—大地回路的自感要比由相间间距确定的互感小得多，对于电容也是同样的。因此，导线的悬挂高度对线路感抗和容纳的影响是很小的。而相间间距是很重要的参数，这在单位长度线路参数的计算公式中体现出来。

导线跨越时的相间间距以及塔架支柱和导线之间距离的确定，是根据计及风偏时这些空气间隙在工作电压、雷电过电压或者操作过电压下的介电强度。除此之外，对相间间距产生影响的还有，检修施工时把线路安全提升到塔架上的条件。

图2.1 超高压线路塔架的结构形式

a）330kV架空线单回路钢质中间塔架 b）330kV架空线双回路钢质中间塔架 c）500kV架空线带拉线的单回路钢质中间塔架 d）750kV架空线带拉线的单回路钢质中间塔架 e）1150kV架空线带拉线的单回路钢质中间塔架

不同电压等级下传统结构塔架的相间间距如下所示：

注：500kV和750kV线路的最小值相应于钢筋混凝土塔架，最大值相应于金属结构的塔架；钢筋混凝土塔架上的330kV单回线相间间距为8.2～8.4m。

相间间距决定了线路的电容和额定电压确定时的导线表面电场强度。在一定的条件下，导线表面的电场强度可能超过产生电晕的电场强度初值，从而导致不容许电晕的产生。