帶電作業(yè)的基本原理及方法

PAGE一、帶電作業(yè)的基本原理及方法（一）帶電作業(yè)基本原理（二）送電線路與過(guò)電壓（三）安全距離與組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長(zhǎng)度、工作規(guī)程、操作導(dǎo)則（500kV單回、雙回、四回、緊湊型，750kV單回、雙回、緊湊型，±500kV）（四）人員安全防護(hù)技術(shù)（五）加裝保護(hù)間隙作業(yè)方式第一節(jié) 帶電作業(yè)的基本原理 4一、帶電作業(yè)方式的劃分 4二、帶電作業(yè)工作原理 5第二節(jié) 電路原理 8一、電荷、庫(kù)侖定理 8二、電流、電壓、電位 9三、電阻 9四、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度 10五、電容和電容電流 11第三節(jié) 送電線路與過(guò)電壓 13一、送電線路的主要組成部分 13二、帶電作業(yè)中的過(guò)電壓 18第四節(jié)送電線路安全距離和組合間隙 23一、帶電作業(yè)中的絕緣配合 23二、帶電作業(yè)安全距離和組合間隙 25三、帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法 30第五節(jié)工作規(guī)程及操作導(dǎo)則 33500kV同塔雙回交流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則 33500kV同塔雙回線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則 39500kV交流緊湊型輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則 54500kV交流緊湊型輸電線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則 60天廣四回500kV緊湊型線路帶電作業(yè)技術(shù)規(guī)程 83天廣四回羅平至百色段500kV緊湊型線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則 86750kV線路帶電作業(yè)安全工作規(guī)程 91750kV線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則 94750kV同塔雙回輸電線路帶電作業(yè)安全工作規(guī)程 101750kV同塔雙回輸電線路帶電作業(yè)操作導(dǎo)則 105第六節(jié)送變電帶電作業(yè)人員的安全防護(hù) 111一、電場(chǎng)的防護(hù) 111二、電流的防護(hù) 117三、靜電感應(yīng)的防護(hù) 120第七節(jié)加裝保護(hù)間隙的帶電作業(yè) 123一、帶電作業(yè)保護(hù)間隙的研究 123（一）、保護(hù)間隙的設(shè)計(jì) 124（二）、保護(hù)間隙的電極 124（三）、保護(hù)間隙的結(jié)構(gòu) 124（四）、保護(hù)間隙的試驗(yàn) 125（五）、保護(hù)間隙的安裝及放電試驗(yàn) 127二、保護(hù)范圍的計(jì)算及校核 129三、保護(hù)間隙的安裝要求 129四、保護(hù)間隙取值范圍 129帶電作業(yè)的基本原理帶電作業(yè)是指在帶電的情況下，對(duì)送變電設(shè)備進(jìn)行測(cè)試、維護(hù)和更換部件的作業(yè)。電對(duì)人體的危害作用有兩種：一種是人體的不同部位同時(shí)接觸有電位差的帶電體，電流通過(guò)人體時(shí)發(fā)生的；另一種是在帶電設(shè)備附近工作時(shí)，盡管人體并未接觸帶電體，但卻有風(fēng)吹、針刺、蠕動(dòng)等不適之感。這是由空間電場(chǎng)引起的。為什么帶電作業(yè)人員可以在運(yùn)行的電氣設(shè)備上安全工作，甚至直接接觸高達(dá)幾十萬(wàn)伏電壓的帶電體而不遭受觸電傷害呢？這就需要了解并掌握帶電作業(yè)的工作原理。一、帶電作業(yè)方式的劃分1.按人與帶電體的相對(duì)位置來(lái)劃分帶電作業(yè)方式根據(jù)作業(yè)人員與帶電體的位置分為間接作業(yè)與直接作業(yè)兩種方式。間接作業(yè)是作業(yè)人員不直接接觸帶電體，保持一定的安全距離，利用絕緣工具操作高壓帶電部件的作業(yè)。從操作方法來(lái)看，地電位作業(yè)、中間電位作業(yè)、帶電水沖洗和帶電氣吹清掃絕緣子等都屬于間接作業(yè)。間接作業(yè)也稱(chēng)為距離作業(yè)。直接作業(yè)是作業(yè)人員直接接觸帶電體進(jìn)行的作業(yè)，在送電線路帶電作業(yè)中，直接作業(yè)也稱(chēng)為等電位作業(yè)，在國(guó)外也稱(chēng)為徒手作業(yè)或自由作業(yè)。是作業(yè)人員穿戴全套屏蔽防護(hù)用具，借助絕緣工具進(jìn)入帶電體，人體與帶電設(shè)備處于同一電位的作業(yè)。2.按作業(yè)人員的人體電位來(lái)劃分按作業(yè)人員的自身電位來(lái)劃分，可分為地電位作業(yè)、中間電位作業(yè)、等電位作業(yè)三種方式。地電位作業(yè)是作業(yè)人員保持人體與大地（或桿塔）同一電位，通過(guò)絕緣工具接觸帶電體的作業(yè)。這時(shí)人體與帶電體的關(guān)系是：大地（桿塔）人→絕緣工具→帶電體。中間電位作業(yè)是在地電位法和等電位法不便采用的情況下，介于兩者之間的一種作業(yè)方法。此時(shí)人體的電位是介于地電位和帶電體電位之間的某一懸浮電位，它要求作業(yè)人員既要保持對(duì)帶電體有一定的距離，又要保持對(duì)地有一定的距離。這時(shí)，人體與帶電體的關(guān)系是：大地（桿塔）→絕緣體→人體→絕緣工具→帶電體。等電位作業(yè)是作業(yè)人員保持與帶電體（導(dǎo)線）同一電位的作業(yè)，此時(shí)，人體與帶電體的關(guān)系是：帶電體（人體）→絕緣體→大地（桿塔）。三種作業(yè)方式的區(qū)別及特點(diǎn)見(jiàn)圖1-1。 絕緣體絕緣體人體人體人體絕緣體絕緣體地電位作業(yè)中間電位作業(yè)等電位作業(yè)圖1-1三種作業(yè)方式的區(qū)別及特點(diǎn)二、帶電作業(yè)工作原理1.地電位作業(yè)工作原理地電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路如圖1-2所示。圖1-2地電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路作業(yè)人員位于地面或桿塔上，人體電位與大地（桿塔）保持同一電位。此時(shí)通過(guò)人體的電流有兩條通道：一是帶電體→絕緣操作桿（或其它工具）→人體→大地，構(gòu)成電阻通道；二是帶電體→空氣間隙→人體→大地，構(gòu)成電容電流回路，這兩個(gè)回路電流都經(jīng)過(guò)人體流入大地（桿塔）。嚴(yán)格地說(shuō)，不僅在工作相導(dǎo)線與人體之間存在電容電流，另兩相導(dǎo)線與人體之間也存在電容電流。但電容電流與空氣間隙的大小有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，電容電流越小，所以在分析中可以忽略另兩相導(dǎo)線的作用，或者把電容電流作為一個(gè)等效的參數(shù)來(lái)考慮。由于人體電阻遠(yuǎn)小于絕緣工具的電阻，即Rr<<R絕，人體電阻Rr也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人體與導(dǎo)線之間的容抗，即Rr<<Xc,因此在分析流入人體的電流時(shí)，人體電阻可忽略不計(jì)。圖1-2電路可簡(jiǎn)化為圖1-3電路。設(shè)I1為流過(guò)絕緣桿的泄漏電流，I11為電容電流，那么流過(guò)人體總電流是上述兩個(gè)電流分量的矢量和，即I=I1+I11其中：I1=U0/R帶電作業(yè)所用的環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)絕緣材料的電阻率很高，如3640絕緣管材的體積電阻率在常態(tài)下均大于1012Ω·cm，制作成的工具，其絕緣電阻均在1010Ω～1012Ω以上。其中：I11=UP/Xc間接作業(yè)時(shí)，當(dāng)人體與帶電體保持安全距離時(shí)，人與帶電體之間的電容約為2.2×10-12～4.4×10-12法拉。Xc=1/ωC=1/2πfC≈0.72×109～1.44×109間接作業(yè)時(shí)，人體電容電流也是微安級(jí)，I1+I11的矢量和也是微安級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人體電流的感知值1mA。以上分析計(jì)算說(shuō)明，在應(yīng)用地電位作業(yè)方式時(shí)，只要人體與帶電體保持足夠的安全距離，且采用絕緣性能良好的工具進(jìn)行作業(yè)，通過(guò)人體的泄漏電流和電容電流都非常?。ㄎ布?jí)），這樣小的電流對(duì)人體毫無(wú)影響，因此，足以保證作業(yè)人員的安全。但是必須指出的是，絕緣工具的性能直接關(guān)系到作業(yè)人員的安全，如果絕緣工具表面臟污，或者內(nèi)外表面受潮，泄漏電流將急劇增加。當(dāng)增加到人體的感知電流以上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)麻電甚至觸電事故。因此在使用時(shí)應(yīng)保持工具表面干燥清潔，并注意妥當(dāng)保管防止受潮。2.中間電位工作原理中間電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路圖1-3所示。(a)示意圖(b)等效電路圖圖1-3中間電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路當(dāng)作業(yè)人員站在絕緣梯上或絕緣平臺(tái)上，用絕緣桿進(jìn)行的作業(yè)即屬中間電位作業(yè)，此時(shí)人體電位是低于導(dǎo)電體電位、高于地電位的某一懸浮的中間電位。采用中間電位法作業(yè)時(shí)，人體與導(dǎo)線之間構(gòu)成一個(gè)電容C1，人體與地（桿塔）之間構(gòu)成另一個(gè)電容C2，絕緣桿的電阻為R1，絕緣平臺(tái)的絕緣電阻為R2。作業(yè)人員通過(guò)兩部分絕緣體分別與接地體和帶電體隔開(kāi)，這兩部分絕緣體共同起著限制流經(jīng)人體電流的作用，同時(shí)人體還要通過(guò)組合間隙來(lái)防止帶電體通過(guò)對(duì)人體對(duì)接地體發(fā)生放電。組合間隙由兩段空氣間隙組成。一般來(lái)說(shuō)，只要絕緣操作工具和絕緣平臺(tái)的絕緣水平滿足規(guī)定，由R1和R2組成的絕緣體即可將泄漏電流限制到微安級(jí)水平。只要兩段空氣間隙達(dá)到規(guī)定的作業(yè)間隙，由R1和R2組成的電容回路也可將通過(guò)人體的電容電流限制到微安級(jí)水平。需要指出的是，在采用中間電位法作業(yè)時(shí)，帶電體對(duì)地電壓由組合間隙共同承受，人體電位是一懸浮電位，與帶電體和接地體是有電位差的，在作業(yè)過(guò)程中：（a）地面作業(yè)人員是不允許直接用手向中間電位作業(yè)人員傳遞物品的。一是若直接接觸或傳遞金屬工具，由于二著之間的電位差，將可能出現(xiàn)靜電電擊現(xiàn)象；二是若地面作業(yè)人員直接接觸中間電位人員，相當(dāng)于短接了絕緣平臺(tái)，使絕緣平臺(tái)的電阻R2和人與地之間的電容C2趨于零，不僅可能使泄漏電流急劇增大，而且因組合間隙變?yōu)閱伍g隙，有可能發(fā)生空氣間隙擊穿，導(dǎo)致作業(yè)人員電擊傷亡。（b）當(dāng)系統(tǒng)電壓較高時(shí)，空間場(chǎng)強(qiáng)較高，中間電位作業(yè)人員應(yīng)穿屏蔽服，避免因場(chǎng)強(qiáng)過(guò)大引起人的不適感。（c）絕緣平臺(tái)和絕緣桿應(yīng)定期檢驗(yàn)，保持良好的絕緣性能，其有效絕緣長(zhǎng)度應(yīng)滿足相應(yīng)電壓等級(jí)規(guī)定的要求，其組合間隙一般應(yīng)比相應(yīng)電壓等級(jí)的單間隙大20%左右。3.等電位作業(yè)的原理由電造成人體有麻電感甚至死亡的原因，不在于人體所處電位的高低，而取決于流經(jīng)人體的電流的大小。根據(jù)歐姆定律，當(dāng)人體不同時(shí)接觸有電位差的物體時(shí)，人體中就沒(méi)有電流通過(guò)。從理論上講，與帶電體等電位的作業(yè)人員全身是同一電位，流經(jīng)人體的電流為零，所以等電位作業(yè)是安全的。當(dāng)人體與帶電體等電位后，假如兩手（或兩足）同時(shí)接觸帶電導(dǎo)線，且兩手間的距離為1.0m，那么作用在人體上的電位差即該段導(dǎo)線上的電壓降。假如導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ—150型號(hào)，該段電阻為0.00021Ω，當(dāng)負(fù)荷電流為200A時(shí)，那么該電位差為0.042V，設(shè)人體電阻為1000Ω，那么通過(guò)人體的電流為42μA，遠(yuǎn)小于人的感知電流1000μA，人體無(wú)任何不適感。如果作業(yè)人員是穿屏蔽服作業(yè)，屏蔽服有旁路電流的作用，那么，流過(guò)人體的電流將更小。在等電位作業(yè)中，最重要的是進(jìn)入或脫離等電位過(guò)程中的安全防護(hù)。我們知道，在帶電導(dǎo)線周?chē)目臻g中存在著電場(chǎng)，一般來(lái)說(shuō)，距帶電導(dǎo)線的距離越近，空間場(chǎng)強(qiáng)越高。當(dāng)把一個(gè)導(dǎo)電體置于電場(chǎng)之中時(shí)，在靠近高壓帶電體的一面將感應(yīng)出與帶電體極性相反的電荷，當(dāng)作業(yè)人員沿絕緣體進(jìn)入等電位時(shí)，由于絕緣體本身的絕緣電阻足夠大，通過(guò)人體的泄漏電流將很小，但隨著人與帶電體的逐步靠近，感應(yīng)作用越來(lái)越強(qiáng)烈，人體與導(dǎo)線之間的局部電場(chǎng)越來(lái)越高。當(dāng)人體與帶電體之間距離減小到場(chǎng)強(qiáng)足以使空氣發(fā)生游離時(shí)，帶電體與人體之間將發(fā)生放電。當(dāng)人手接近帶電導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)看見(jiàn)電弧發(fā)生并產(chǎn)生啪啪的放電聲，這是正負(fù)電荷中和過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化成聲、光、熱能的緣故。當(dāng)人體完全接觸帶電體后，中和過(guò)程完成，人體與帶電體達(dá)到同一電位，在實(shí)現(xiàn)等電位的過(guò)程中，將發(fā)生較大的暫態(tài)電容放電電流，其等值電路見(jiàn)圖1-4。圖1-4等值電路UC為人體與帶電體之間的電位差，這一電位差作用在人體與帶電體所形成的電容C上，在等電位的過(guò)渡過(guò)程中，形成一個(gè)放電回路，放電瞬間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)K接通瞬間，此時(shí)限制電流的只有人體電阻Rr，沖擊電流初始值可由歐姆定律求得：對(duì)于110kV或更高等級(jí)的輸電線路，沖擊電流初始值一般約為十幾至數(shù)十安培。由此可見(jiàn)，沖擊電流的初始值較大，因此作業(yè)人員必須身穿全套屏蔽服，通過(guò)導(dǎo)電手套或等電位轉(zhuǎn)移線（棒）去接觸導(dǎo)線。如果直接徒手接觸導(dǎo)線，則會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，有可能導(dǎo)致電氣燒傷或引發(fā)二次事故。當(dāng)然，由于沖擊電流是一種脈沖放電電流，持續(xù)時(shí)間短，衰減快，通過(guò)屏蔽服可起到良好的旁路效果，使直接流入人體的沖擊電流非常小，而且屏蔽服的持續(xù)通流容量較大，暫態(tài)沖擊電流也不會(huì)對(duì)屏蔽服造成任何損壞。一般來(lái)說(shuō)，采用導(dǎo)電手套接觸帶電導(dǎo)線，由于身穿屏蔽服的人體相對(duì)距帶電導(dǎo)線較近，相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板較近，感應(yīng)電荷增多，因此其沖擊電流也較大。如果作業(yè)人員用電位轉(zhuǎn)移線（棒）搭接，人體可以對(duì)導(dǎo)線保持較大的距離，使感應(yīng)電荷減小，中間電流也減小，從而避免等電位瞬間沖擊電流對(duì)人體的影響。在作業(yè)人員脫離高電位時(shí)，即人與帶電體分開(kāi)并有一空氣間隙時(shí)，相當(dāng)于出現(xiàn)了電容器的兩個(gè)極板，靜電感應(yīng)現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)，電容器復(fù)被充電。當(dāng)這一間隙小到使場(chǎng)強(qiáng)高到足以使空氣發(fā)生游離時(shí)，帶電體與人體之間又將發(fā)生放電，就會(huì)出現(xiàn)電弧并發(fā)出啪啪的放電聲。所以每次移動(dòng)作業(yè)位置時(shí)，若人體沒(méi)有與帶電體保持同電位的話，都要出現(xiàn)充電和放電的過(guò)程。當(dāng)?shù)入娢蛔鳂I(yè)人員靠近導(dǎo)線時(shí)，如果動(dòng)作遲緩并與導(dǎo)線保持在空氣間隙易被擊穿的臨界距離，那么空氣絕緣時(shí)而擊穿，時(shí)而恢復(fù)，就會(huì)發(fā)生電容C與系統(tǒng)之間的能量反復(fù)交換，這些能量部分轉(zhuǎn)化為熱能，有可能使導(dǎo)電手套的部分金屬絲燒斷，因此，進(jìn)入等電位和脫離等電位都應(yīng)動(dòng)作迅速。等電位過(guò)渡的時(shí)間是非常短的，當(dāng)人手與導(dǎo)線握緊之后，大約經(jīng)過(guò)零點(diǎn)幾微秒，沖擊電流就衰減到最大值的1%以下，等電位進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段。當(dāng)人體與帶電體等電位后，就好象鳥(niǎo)兒停落在單根導(dǎo)線上一樣。即使人體有兩點(diǎn)與該帶電導(dǎo)線接觸，由于兩點(diǎn)之間的電壓降很小，流過(guò)人體的電流是微安級(jí)的水平，人體無(wú)任何不適感。從以上作業(yè)原理的分析來(lái)看，等電位作業(yè)是安全的，但在等電位的過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）作業(yè)人員借助某一絕緣工具（硬梯、軟梯、吊籃、吊桿等）進(jìn)入高電位時(shí)，該絕緣工具應(yīng)性能良好且保持與相應(yīng)電壓等級(jí)相適應(yīng)的有效絕緣長(zhǎng)度，使通過(guò)人體的泄露電流控制在微安級(jí)的水平。（2）其組合間隙的長(zhǎng)度必須滿足相關(guān)規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使放電概率控制在10-5以下。（3）在進(jìn)入或脫離等電位時(shí)，要防止暫態(tài)沖擊電流對(duì)人體的影響。因此，在等電位作業(yè)中，作業(yè)人員必須穿戴全套屏蔽用具，實(shí)施安全防護(hù)。電路原理一、電荷、庫(kù)侖定理1.電荷自然界的一切物質(zhì)都是由分子組成的，各種分子又是由更小的微?！咏M成的。原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子構(gòu)成的，這些電子分層圍繞原子核作高速的旋轉(zhuǎn)。由于原子核所帶的正電荷和核外電子所帶的負(fù)電荷的總和相等，因此物質(zhì)不顯電性。由于摩擦或者其它原因，可以使某一物體上的電子轉(zhuǎn)移到另一物體上。例如當(dāng)用絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，棒中的電子擺脫了它的原子核的束縛而脫離玻璃棒進(jìn)入絲綢中，失去電子的玻璃棒帶上了正電，得到電子的絲綢帶上了負(fù)電。物體失去電子后帶有正電荷，獲得電子后帶有負(fù)電荷。電量是表示帶電體所帶電荷多少的一個(gè)物理量。2.庫(kù)侖定律試驗(yàn)證明，帶電體相互靠近時(shí)會(huì)顯示出力的作用，同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引。1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲇脤?shí)驗(yàn)研究了靜止的點(diǎn)電荷的相互作用力，總結(jié)出了庫(kù)侖定律。庫(kù)侖定律的內(nèi)容是：在真空中兩點(diǎn)電荷之間的作用力和這兩點(diǎn)電荷所帶電量的乘積成正比，和它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫(kù)侖定律可用公式表示為：式中：—兩個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量，庫(kù)侖；r—兩點(diǎn)電荷之間的距離，米；K—比例常數(shù)；F—兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，牛頓。二、電流、電壓、電位電流金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下，電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。習(xí)慣上把正電荷流動(dòng)的方向定為電流的方向。實(shí)際上，電流是電子的定向流動(dòng)，即是負(fù)電子的定向流動(dòng)。電流的大小通常用電流強(qiáng)度表示。單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量叫電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)電流，其單位為安培，用符號(hào)A表示，簡(jiǎn)稱(chēng)安。用下式表示：式中：I—電流強(qiáng)度，安培；Q—電荷量，庫(kù)侖；T—時(shí)間，秒。每秒鐘流過(guò)導(dǎo)體橫截面1庫(kù)侖的電量時(shí)的電流強(qiáng)度為1安培。2.電位、電壓我們知道一定重量的物體在地球表面上不同高度有不同的位能(勢(shì)能)，同樣，單位正電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)也具有不同的電位能，叫電位。把電路中的一點(diǎn)當(dāng)作零電位，則高于零電位的為正電位，低于零電位的為負(fù)電位。單位正電荷由電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，說(shuō)明A點(diǎn)的電位比B點(diǎn)的電位高，AB間的電位之差叫電位差。電壓是有方向的量(矢量)，電壓的方向由高電位指向低電位。電位、電壓?jiǎn)挝欢际欠?，用符?hào)V表示，簡(jiǎn)稱(chēng)伏。三、電阻1．電阻定律當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，作定向運(yùn)動(dòng)的自由電子會(huì)與金屬正離子發(fā)生碰撞，影響自由電子的定向運(yùn)動(dòng)速率。這種對(duì)電荷定向運(yùn)動(dòng)的阻礙作用叫電阻，單位為歐姆，用符號(hào)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)歐。任何導(dǎo)體都有電阻，電阻的大小與其本身的物理?xiàng)l件有關(guān)。在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比，這就是電阻定律。該定律表示為：式中：—導(dǎo)體的長(zhǎng)度，米；S—導(dǎo)體的橫截面積，米2；—導(dǎo)體的電阻率，歐姆·米；R—導(dǎo)體的電阻，歐姆。其中導(dǎo)體的電阻率是由導(dǎo)體的材料決定的。2．歐姆定律在電路中，電流、電壓、電阻之間的關(guān)系由歐姆定律確定。定律的內(nèi)容是：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，可用下式表示：式中：U—導(dǎo)體兩端的電壓，伏特；R—導(dǎo)體的電阻，歐姆；I—通過(guò)導(dǎo)體的電流，安培。歐姆定律適用于線性電阻。以電壓U為橫坐標(biāo)，電流強(qiáng)度I為縱坐標(biāo)畫(huà)出的曲線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如下圖所示，其中(a)是一條直線，它是線性電阻的伏安特性，(b)圖是非線性電阻的伏安特性。圖1-5（a）線性電阻的伏安特性曲線（b）非線性電阻的伏安特性曲線四、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1．電場(chǎng)在帶電體的周?chē)嬖谥妶?chǎng)。電場(chǎng)是客觀存在的，它和物質(zhì)一樣占有空間，如電荷在電場(chǎng)內(nèi)受到力的作用，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互變化形成電磁場(chǎng)，電場(chǎng)還具有能量。2．電場(chǎng)力和電力線單位正電荷q在電場(chǎng)內(nèi)受到力的作用叫電場(chǎng)力。電場(chǎng)力作用的方向和大小用電力線的箭頭和疏密表示，電力線的方向由正電荷指向負(fù)電荷。3．電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)同一試驗(yàn)電荷q，在非均勻電場(chǎng)中不同點(diǎn)所受電場(chǎng)力是不同的，越近帶電體，受電場(chǎng)力也越大。電場(chǎng)強(qiáng)度是從力學(xué)角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E在數(shù)值上等于單位正電荷(q=+1)在該點(diǎn)所受力f的大小，方向即受力的方向。式中：U—該點(diǎn)的電位，伏特；q—單位正電荷的電量，庫(kù)侖；E—電場(chǎng)強(qiáng)度，牛頓／庫(kù)侖(伏／米)。電場(chǎng)內(nèi)各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相同的叫均勻電場(chǎng)，如一對(duì)平行板電極（極板邊緣不均勻部分不考慮）；其它都叫不均勻電場(chǎng)。式中：U—電極之間的電壓，伏特； L—電極板之間距離，米。4．尖端放電導(dǎo)體放在電場(chǎng)中，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體表面感應(yīng)異性電荷。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，電荷總是分布在導(dǎo)體表面上，其電荷分布均勻與否和導(dǎo)體表面形狀有關(guān)，平滑處電荷稀少；尖端、棱角、突出、彎曲度大的部位電荷密集，電場(chǎng)強(qiáng)度很強(qiáng)。即不同曲率半徑分布不一，尖端處最強(qiáng)，處在這一區(qū)域的空氣或其它微粒就極易被強(qiáng)電場(chǎng)電離，形成“電風(fēng)”，即尖端放電過(guò)程。高壓電器上尖端部位安裝金屬球罩，以改善電場(chǎng)不均勻狀況，防止尖端放電。5．靜電屏蔽當(dāng)一個(gè)金屬導(dǎo)體接近一個(gè)帶電體，處在靜電場(chǎng)中，起初瞬間導(dǎo)體內(nèi)自由電子有短暫的定向電流，而導(dǎo)體兩端異性電荷形成附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)方向相反，所以合成電場(chǎng)很快削減至零，即處在靜電平衡狀態(tài)電荷總是分布在導(dǎo)體表面，形成等勢(shì)體，內(nèi)部沒(méi)有電荷，即金屬內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零。利用導(dǎo)體靜電平衡時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零這一現(xiàn)象，可在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽。如果把一空腔導(dǎo)體放在靜電場(chǎng)中，即空腔內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零。如下圖所示，這時(shí)放在空腔內(nèi)的物體，不受外電場(chǎng)影響。圖1-6空腔金屬體內(nèi)外電場(chǎng)分布如果在空腔中放一帶正電的導(dǎo)體，如下圖（a）所示，由于靜電感應(yīng)，空腔內(nèi)部感應(yīng)出負(fù)電荷，空腔外部感應(yīng)出正電荷。此時(shí)將金屬外殼接地，外表面的正電荷消失了，向外的電力線也消失了，如下圖（b）所示，使空腔內(nèi)電場(chǎng)不會(huì)對(duì)外面空間有影響。圖1-7空腔金屬體內(nèi)放置點(diǎn)電荷后的電場(chǎng)分布（a）空腔金屬體不接地（b）空腔金屬體接地由此可見(jiàn)，接地的空腔導(dǎo)體可以隔離內(nèi)外靜電場(chǎng)的影響，這就是靜電屏蔽原理。在高壓帶電自由作業(yè)時(shí)，操作者所穿的屏蔽服是用銅絲與棉線交織而成的，使人免受超高壓電場(chǎng)影響。晶體管常用金屬外殼罩起來(lái)，也是為了不受外來(lái)電場(chǎng)的影響。五、電容和電容電流1．電容電容器是任何兩個(gè)導(dǎo)體中間有絕緣介質(zhì)的組合體。常用空氣、紙、云母、油、塑料作為絕緣介質(zhì)。電容器的兩個(gè)極板，總是一個(gè)帶正電荷，另一個(gè)帶負(fù)電荷，兩個(gè)極板所帶電量相等。電容器能充電、放電，反映它具有儲(chǔ)存電荷的能力叫電容量，單位為法拉，用符號(hào)F表示，簡(jiǎn)稱(chēng)法。電容指在單位電壓下，電容器容納的電荷量，可用下式表示：式中：Q—電容器上的電量，庫(kù)侖；U—電容器兩端所加的電壓，伏特；C—電容器的電容，法拉?？傠娙萘浚弘娙荽?lián)電容并聯(lián)除了電容器外，在電網(wǎng)中許多電氣設(shè)備和人員在帶電設(shè)備上或在其鄰近工作時(shí)不可避免地要遇到電容，如帶電導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線對(duì)地間都有空氣絕緣，電纜纜芯對(duì)地或纜芯間隔有絕緣材料，都形成電容。高壓線路帶電斷接引線，就要考慮電容電流值和消弧措施。又如人體也有一定的電容量，所以等電位作業(yè)時(shí)人體接近和脫離帶電導(dǎo)線瞬間，有充、放電現(xiàn)象發(fā)生。2．電容電流的計(jì)算(1)架空線路的電容電流架空線路切除空載導(dǎo)線或在單相接地時(shí)的電容電流，可用下式計(jì)算：式中：—角頻率(對(duì)工頻)C0—架空線路平均每相對(duì)地電容，法／公里；—架空線路的長(zhǎng)度，公里；Uxg—電網(wǎng)運(yùn)行的最高相電壓，伏特；Ic—架空線路電容電流，安培。對(duì)一般線路，對(duì)地電容電流可用簡(jiǎn)便估算法計(jì)算：(a)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地電容電流估算：式中：Ue—額定線電壓，千伏；—架空線路的長(zhǎng)度，公里；Ic--架空線路電容電流，安培。(b)空載線路充電電容電流；式中：QC—線路正序電容電流產(chǎn)生的充電功率，千乏；Ue—額定電壓，伏特；Ic--架空線路電容電流，安培。(2)電纜的電容電流電纜線路在同樣電壓等級(jí)下的每公里的電容電流為架空線路的25～50倍。三芯電纜：IC=25IC線單芯電纜：IC=50IC線可用下式計(jì)算；IC=0.1Ue式中：Ue—額定電壓，伏特；—電纜長(zhǎng)度，公里；IC—電纜電容電流，安培。送電線路與過(guò)電壓一、送電線路的主要組成部分架空送電線路的組成部分有基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、金具、防雷保護(hù)設(shè)備（包括架空避雷線、避雷器等）及接地裝置。1.基礎(chǔ)架空送電線路的基礎(chǔ)主要分為電桿（混凝土電桿及鋼桿等）基礎(chǔ)、鐵塔基礎(chǔ)兩種。（1）電桿（混凝土電桿及鋼腳）基礎(chǔ)電桿基礎(chǔ)分為承受電桿本體下壓的基礎(chǔ)（底盤(pán)）和起重穩(wěn)定電桿作用的拉線基礎(chǔ)（拉盤(pán)或重力式拉線基礎(chǔ)）及卡盤(pán)等。①電桿本體基礎(chǔ)一般110kV～220kV線路的底盤(pán)規(guī)格分為0.8m×0.8m～2.2m×2.2m（每0.2m為一級(jí)）8個(gè)規(guī)格，可以根據(jù)上部承載荷重和土質(zhì)的地耐力選用，如遇土質(zhì)較差（還可選用2.5m×2.5m或3.0m×3.0m及以上的大底盤(pán)。它是以底層鋼筋網(wǎng)用C20級(jí)混凝土澆注成的預(yù)制構(gòu)件（大底盤(pán)則是在桿位旁澆注）。如遇桿位位于巖石地帶，也就在巖石上鑿出基面，再鑿一個(gè)圓洞而代替（稱(chēng)巖石基礎(chǔ)）。②拉線基礎(chǔ)拉線基礎(chǔ)起著穩(wěn)定電桿和平衡導(dǎo)線張力的作用。它分為拉盤(pán)基礎(chǔ)，重力式拉線基礎(chǔ)和錨桿（巖石）拉線基礎(chǔ)三種。a.一般110kV～220kV線路的拉盤(pán)規(guī)格分為1.0m×0.5m～2.2m×1.2m（每0.2m為一級(jí)）7個(gè)規(guī)格。它是以上層鋼筋網(wǎng)用C20級(jí)混凝土澆注成的預(yù)制構(gòu)件。b.重力式拉線基礎(chǔ)。當(dāng)遇較差的土質(zhì)，而且最大一級(jí)的拉盤(pán)也滿足不了所要求的抗上拔力時(shí)，就必須選用重力式拉線基礎(chǔ)。它主要是一條Φ30mm拉環(huán)用C15級(jí)混凝土澆注而成的無(wú)筋基礎(chǔ)。c.錨桿（巖石）拉線基礎(chǔ)。一般用于微風(fēng)化或中風(fēng)化的巖石處，它是將拉線棒同水泥砂漿或細(xì)石混凝土直接錨在拉線棒巖空內(nèi)而成。③卡盤(pán)卡盤(pán)起著穩(wěn)定電桿的作用，一般用于35kV～110kV不帶拉線的混凝土電桿基礎(chǔ)上。（2）鐵塔基礎(chǔ)鐵塔基礎(chǔ)根據(jù)鐵塔類(lèi)型、地形地質(zhì)、承受的外負(fù)荷及施工條件的不同，一般采用的有以下幾種類(lèi)型。①現(xiàn)澆混凝土鐵塔基礎(chǔ)現(xiàn)澆混凝土鐵塔基礎(chǔ)又可分為鋼筋混凝土基礎(chǔ)和無(wú)筋混凝土基礎(chǔ)兩種，這兩種基礎(chǔ)中又可分為塔腿下段主材直接插入式和通過(guò)預(yù)先澆制在混凝土內(nèi)的地腳螺栓與塔座連接式兩種。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)鐵塔的外負(fù)荷情況和地質(zhì)、地形情況進(jìn)行選用。一般多用C15級(jí)或C20級(jí)混凝土澆制而成。無(wú)筋混凝土基礎(chǔ)多用于鐵塔的上拔腿，它借助混凝土的重力來(lái)抵消塔腿的上拔力。無(wú)筋基礎(chǔ)因其體積大，采用一定措施可摻入大塊巖石而節(jié)約混凝土。②裝配式鐵塔基礎(chǔ)裝配式鐵塔基礎(chǔ)多用于山區(qū)土質(zhì)較好，無(wú)地下水的直線塔基上。它是用角鐵設(shè)計(jì)成格構(gòu)式的基礎(chǔ)，鐵塔主材的下段也是基礎(chǔ)的一部分?；拥讓訚仓艭10級(jí)混凝土墊層，鍍鋅用鐵格構(gòu)式基礎(chǔ)裝配于其上，再回填土夯實(shí)即成。③樁式鐵塔基礎(chǔ)樁式鐵塔基礎(chǔ)主要是鋼筋混凝土灌注樁式基礎(chǔ)，樁的直徑有0.6m、0.8m、1.0m和1.2m等多種，這種基礎(chǔ)多用于河灘及地基為弱土層和淤泥地帶的塔基及跨河高塔的基礎(chǔ)。它分為樁體和承臺(tái)兩部分。如果按支承形態(tài)對(duì)樁體進(jìn)行分類(lèi)，大致可分為摩擦樁、支承樁及摩擦支承樁。在一般情況下系指樁尖已經(jīng)到達(dá)良好的持力層（巖層），以樁的端承力承擔(dān)大部分垂直荷載的樁，稱(chēng)為支承樁（或端承樁）。樁尖未到達(dá)力層的樁，只依靠樁的側(cè)摩擦阻力支承垂直荷載的樁，稱(chēng)為摩擦樁。介于這上兩者之間的樁，稱(chēng)為摩擦支承樁。樁長(zhǎng)一般可達(dá)15m～30m。承臺(tái)是用C20級(jí)鋼筋混凝土澆制而成。④錨桿（巖石）基礎(chǔ)錨桿（巖石）基礎(chǔ)適用于山區(qū)巖石地帶，它是利用巖石的整體性和堅(jiān)固性做成的基礎(chǔ)，有直錨式、承臺(tái)式、嵌固式及掏挖式四種。a.直錨式巖石基礎(chǔ)，一般用于裸露或覆蓋層薄的Ⅰ類(lèi)，即未風(fēng)化或微風(fēng)化的硬質(zhì)巖石中，它是將鐵塔地腳螺栓用水泥砂漿（或細(xì)石混凝土）直接錨入用鉆機(jī)鉆成的巖石孔中，頂部澆以不小于塔腳底板尺寸的混凝土承臺(tái)。b.承臺(tái)式巖石基礎(chǔ)，一般用于覆蓋層稍厚的輕風(fēng)化或中風(fēng)化的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)巖石中，它是將群錨型錨筋錨固在下部基巖中，作為基礎(chǔ)底盤(pán)，承臺(tái)即為基礎(chǔ)的立柱，地腳螺栓安裝在澆制在承臺(tái)中，錨樁用砂漿或細(xì)石混凝土錨固，承臺(tái)用鋼筋混凝土澆成。c.嵌固式和掏挖式巖石基礎(chǔ)，一般用于中風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化的Ⅲ、Ⅳ類(lèi)巖石地區(qū)，采用人工開(kāi)挖或放小炮開(kāi)挖成型，安裝地腳螺栓和鋼筋后進(jìn)行澆制。2.桿塔桿塔的作用主要是支持導(dǎo)線、避雷線使導(dǎo)線保持對(duì)地面以及其它設(shè)施（如建筑物、公路、鐵路、船桅、管道、電力線、通信線等）應(yīng)有的安全距離；它承受著導(dǎo)線、避雷線、其它部件和本身的重力以及冰雪、側(cè)面風(fēng)的壓力等，轉(zhuǎn)角、終端承力桿塔還要承受導(dǎo)、地線角度張力和不平衡張力，因此對(duì)桿塔的要求必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（1）桿塔分類(lèi)架空送電線路的桿塔外形主要取決于電壓等級(jí)、線路回?cái)?shù)、地形、地質(zhì)情況及使用條件等，在滿足上述要求下根據(jù)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選用。目前各級(jí)電壓的送電線路常用的有鋼筋混凝土電桿和鐵塔兩種。（2）鋼筋混凝土常用桿型35kV～110kV單回路直線桿此類(lèi)電桿由于其承受的荷載較小，一般設(shè)計(jì)成單桿，導(dǎo)線呈三角形排列，主桿一般用Φ150mm～Φ190mm的拔梢桿（圓錐度為1/75的環(huán)形鋼筋混凝土桿）或Φ300mm等徑環(huán)形鋼筋混凝土電桿，全長(zhǎng)15～18m或21m。當(dāng)桿塔荷載較大（如大截面導(dǎo)線、大擋距等）或較高時(shí)，35kV～110kV單回路直線桿采用帶拉線單桿或雙桿。②220kV～330kV單回路直線桿由于這一電壓等級(jí)的桿塔荷載較大，目前大多采用帶橫梁或叉梁并帶拉線的雙桿和帶拉線的八字型桿，目前這種桿多采用Φ400mm等徑環(huán)形鋼筋混凝土桿段焊接而成，全長(zhǎng)24m及以上。③35kV～110kV雙回路直線桿這種桿多用于A字形雙桿，主桿采用拔梢桿段，荷載較大時(shí)還可設(shè)置外拉線或采用帶拉線門(mén)型雙桿，主桿采用Φ300mm等徑桿段焊接而成。④35kV～110kV單回路直線桿35kV～110kV單回路直線桿是指直線耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿，它所承受的荷載較大，當(dāng)采用鋼筋混凝土電桿時(shí)，一般均需設(shè)置拉線，以平衡導(dǎo)、地線的張力，其外形有A字形和門(mén)型兩種，A字形采用拔梢桿組合而成，門(mén)型桿多采用Φ300mm等徑桿段組成。當(dāng)轉(zhuǎn)角度數(shù)大、荷載大時(shí)，則多采用鐵塔。⑤220kV單回路承力桿這種桿一般采用雙桿，主桿常用Φ400mm等徑桿，橫擔(dān)用鋼結(jié)構(gòu)，拉線視轉(zhuǎn)角大小及荷載而定。轉(zhuǎn)角承力桿一般分為0°～5°直線耐張桿和5°～30°、30°～60°、60°～90°轉(zhuǎn)角承力桿兩類(lèi)。60°以下轉(zhuǎn)角承力桿多用Φ400mm等徑桿組成門(mén)型桿，60°以上轉(zhuǎn)角承力桿多用Φ400mm等徑桿三聯(lián)桿。隨著線路的輸送容量較大，220kV線路導(dǎo)線也采用雙分裂大截面導(dǎo)線，桿塔所承受的外負(fù)荷增大，因此目前大承力桿一般均為鐵塔所代替。（3）鐵塔及常用塔型鐵塔是高壓輸電線路上最常用的支持物，國(guó)內(nèi)外大多采用熱軋等肢角鋼制造，螺栓組裝的空間桁架結(jié)構(gòu)，也有少數(shù)國(guó)家采用冷彎型鋼、鋼管或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼材均采用熱浸鍍鋅防腐。根據(jù)結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)，鐵塔可分為拉線塔和自立塔兩大類(lèi)。①拉線塔拉線塔是由塔頭立柱和拉線組成。塔頭和主柱一般是由角鐵組成的空間桁架構(gòu)成，有較好的整體穩(wěn)定性，能承受較大的軸向壓力，其拉線一般采用高強(qiáng)度鋼絞線，能承受很大拉力，因而使拉線塔能充分利用材料的強(qiáng)度特性減少材料的耗用量。但拉線所占用地面積大，不利于農(nóng)田機(jī)耕，所以也較少地使用。就外形而言，拉線塔可分為導(dǎo)線呈三角形排列的上字型、貓頭型以及導(dǎo)線呈水平排列的門(mén)型、拉V型等，還有縱向能自立的內(nèi)拉線門(mén)型塔等。②自立式直線塔自立式直線塔也可分為導(dǎo)線呈三角形排列的上字型、鳥(niǎo)骨型、貓頭型及導(dǎo)線呈水平排列的酒杯型、門(mén)型兩大類(lèi)。③自立式雙回路鐵塔自立式雙回路鐵塔有鼓型（中橫擔(dān)長(zhǎng)，上下橫擔(dān)稍短）、倒傘型（上橫擔(dān)長(zhǎng)，中下橫擔(dān)稍短）、正傘型（上橫擔(dān)短，中下橫擔(dān)稍長(zhǎng)）和蝴蝶型等。目前國(guó)內(nèi)外大多采用鼓型，蝴蝶型一般多用于大垮越鐵塔。④自立式承力塔（含轉(zhuǎn)角塔和終端塔）自立式承力塔主要有酒杯型、千字型及雙回路的鼓型或正傘型等，由于千字型塔中相導(dǎo)線直接掛在塔身上，下橫擔(dān)的長(zhǎng)度也比酒杯型塔短，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，因而相對(duì)地比較經(jīng)濟(jì)。⑤大跨越塔大跨越塔的高度高、荷載大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗鋼量和投資都較高。目前，國(guó)內(nèi)較多采用組合構(gòu)建鐵塔、鋼管塔或獨(dú)立式鋼筋混凝土塔等。組合構(gòu)建鐵塔是指采用幾個(gè)等肢角鋼拼合成組合截面（如十字型、T型、方型）的構(gòu)件作為主要承力構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)的材料來(lái)源比較方便，加工和施工工藝都與一般鐵塔相同，無(wú)需特殊加工設(shè)備，因而使用較為廣泛。鋼管結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力特性較好，斷面力學(xué)特性也優(yōu)于角鋼，但要求加工部門(mén)要有大型卷管、焊接和鍍鋅設(shè)備，加工工藝也比較復(fù)雜，因而構(gòu)件的造價(jià)往往較前者成倍增加。鋼筋混凝土塔在我國(guó)長(zhǎng)江大跨越中得到較成功的應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)外形美觀、耗鋼量少。在運(yùn)行維護(hù)上有一定的優(yōu)越性。在超高壓線路的特大跨越中已常被采用。帶拉線的大跨越塔具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義，由于其柱身斷面較小，鐵塔自身的風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于自立式鐵塔；塔身部分自上至下多為同一尺寸，加工、施工都較方便，主材既可采用角鋼，也可采用鋼管制作，材料來(lái)源較為方便。在一定的條件下，這種大跨越塔也是一種優(yōu)秀的塔型。⑥鋼管單桿隨著社會(huì)不斷發(fā)展，人民生活不斷提高，人均用電量不斷增加，使110kV～220kV變電所進(jìn)入市區(qū)，并受市區(qū)街道走道走廊限制，因此常規(guī)塔型因占地面積大，難于進(jìn)入市區(qū)街道，因鋼管單桿占地面積小，美觀大方，雖加工工藝復(fù)雜，投資較大，但它是市區(qū)內(nèi)架設(shè)架空送電線路發(fā)展的方向。3.導(dǎo)線導(dǎo)線是送電線路用來(lái)傳輸電流的，因此要求導(dǎo)線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。而且，因?qū)Ь€是架設(shè)在桿塔上，長(zhǎng)期耐受風(fēng)、冰等外負(fù)荷的影響、氣溫的劇烈變化以及各種環(huán)境因素的侵襲，因此對(duì)導(dǎo)線材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等的選取考慮下列原則。（1）導(dǎo)線的選用原則①線材料應(yīng)具有較高的導(dǎo)電率。②導(dǎo)線應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐振性能。③導(dǎo)線應(yīng)具有一定的耐化學(xué)腐蝕能力。④導(dǎo)線材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的選取應(yīng)保證線路造價(jià)經(jīng)濟(jì)。（2）種類(lèi)及用途①硬銅線硬銅線可分為硬圓銅單線（TY型）和硬銅絞線（TJ型）兩種，它們的導(dǎo)電性能雖好，但考慮國(guó)家資源問(wèn)題，架空輸電線路一般不采用。②硬鋁絞線硬鋁絞線（LJ型），導(dǎo)電性能稍差于銅線，但資源較多，造價(jià)也低于銅線，35kV線路選取截面不得小于35mm2。③鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線內(nèi)層（或叫芯線）為單股或多股鍍鋅鋼絞線，主要承受張力；外層為單層或多層硬鋁絞線，為導(dǎo)電部分。這是目前架空送電線路普遍選用的一種導(dǎo)線，它可分以下幾種。a.鋼芯鋁絞線，可分為普通型LGJ、輕型LGJQ和加強(qiáng)型LGJJ三種，其型號(hào)后的數(shù)字為標(biāo)稱(chēng)截面（如LGJ-240表示鋁線部分的標(biāo)稱(chēng)截面為240mm2）。LGJ普通型和LGJQ輕型鋼芯鋁絞線用于一般地區(qū)，LGJJ加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線用于重冰區(qū)或大跨越地段。b.防腐型鋼芯鋁絞線LGJF，其結(jié)構(gòu)形式及機(jī)械性能、電氣性能與普通鋼芯鋁絞線相同，它可分為輕防腐型（僅在鋼芯上涂防腐劑）、中防腐型（僅在鋼芯及內(nèi)層鋁線上涂防腐劑）和重防腐型（在鋼芯和內(nèi)外曾鋁線均涂防腐劑）三種。這種導(dǎo)線用于沿海及有腐蝕性氣體的地區(qū)。c.鋼芯稀土鋁絞線（LGJX型），其特點(diǎn)是在工業(yè)純鋁中加入少量稀土金屬，在一定工藝條件下制成鋁導(dǎo)線，目前，稀土鋁電線、電纜已用于國(guó)內(nèi)各大電網(wǎng)的送電線路。該產(chǎn)品除電阻率低，在運(yùn)行中減少電能損耗外，還具有強(qiáng)度高（比普通導(dǎo)線高10％以上）、韌性好（比普通導(dǎo)線延伸率高20％）、耐磨、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)和外觀漂亮等優(yōu)點(diǎn)。④鋼芯鋁合金絞線鋼芯鋁合金絞線（HL4GJ型），是先以鋁、鎂、硅合金拉制成圓單線，再將這種多股的單線繞著內(nèi)層鋼芯絞制而成。抗拉強(qiáng)度比普通鋼芯鋁絞線高40％左右，它的鋁合金線的導(dǎo)電率及質(zhì)量接近鋁線，適用于線路的大跨越地方。⑤鋁包鋼絞線鋁包鋼絞線（GLJ型），是以單股鋼線為芯，外面包以鋁層，做成單股或多股絞線。鋁層厚度及鋼芯直徑可根據(jù)工程實(shí)際需要與廠家協(xié)商制造，這種導(dǎo)線價(jià)格較高，導(dǎo)電率較差，約26％～30％（IACS），適合于線路的大跨越及架空地段高頻通信使用。⑥鍍鋅鋼絞線鍍鋅鋼絞線（GJ型），也是電線的一種，其機(jī)械強(qiáng)度高達(dá)1078N/mm2～1666N/mm2，導(dǎo)電率低至8％～17％（IACS），不宜作為送電線路的導(dǎo)線，只用作架空避雷針及桿塔的拉線，它有7股、19股和37股三種組合結(jié)構(gòu)。4.架空避雷線架空避雷線（也稱(chēng)架空地線）是保護(hù)送電線路遭受雷擊的設(shè)施之一，它是架設(shè)在送電線路桿塔頂部，利用鐵塔的塔身及混凝土電桿內(nèi)的鋼筋或電桿專(zhuān)用爬梯、接地引下線等引下與接地裝置（地網(wǎng)）連接。（1）一般架空避雷線一般架空避雷線主要材料是鍍鋅鋼絞線，為使避雷線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，其截面的選擇是根據(jù)導(dǎo)線截面來(lái)決定的。（2）絕緣架空避雷線絕緣架空避雷線與一般架空避雷線一樣，所不同的就是它利用一只懸式絕緣子將避雷線與桿塔絕緣隔開(kāi)，并通過(guò)防雷間隙再接地。這樣，它起到了一般避雷線同樣的防雷保護(hù)作用，同時(shí)可利用它作高頻通信和便于測(cè)量桿塔的接地電阻及降低線路的附加電能損失等。（3）屏蔽架空避雷線屏蔽架空避雷線是防止送電線路所發(fā)生的電磁感應(yīng)對(duì)附近通信線路的影響。它的主要材料是屏蔽系數(shù)≤0.65的優(yōu)良的導(dǎo)電線材。因屏蔽架空避雷線耗費(fèi)有色金屬和投資造價(jià)比鋼絞線高，所以只在送電線路對(duì)重要通信線影響超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才考慮架設(shè)屏蔽避雷線。它可與一般避雷線分段配合進(jìn)行架設(shè)。（4）復(fù)合光纖架空避雷線復(fù)合光纖架空避雷線既起到架空避雷線的防雷保護(hù)和屏蔽作用（外層鋁合金絞線），又起到通信作用（芯線的光導(dǎo)纖維）。因此在電網(wǎng)中使用復(fù)合光纖架空避雷線，可大大改善電網(wǎng)中的通信系統(tǒng)。復(fù)合光纖架空避雷線的架設(shè)形式可分為以下兩種：①是在已架設(shè)好的架空送電線路的某根避雷線上按一定的節(jié)徑比纏繞WWOP型光纖電纜。原架空避雷線仍起防雷保護(hù)作用，又起支承光纖電纜作用（因WWOP型光纖電纜很輕，所以原架空避雷線是完全可以支承的）。因光纖是一種電氣絕緣性能很好的理想信息傳遞媒體。有耐腐蝕、耐高壓等特性，所以它纏繞在架空避雷線上有一定的耐雷水平，能和原架空避雷線共存。②是在新架設(shè)的架空送電線路上，架設(shè)一根OPGW型復(fù)合光纖架空地線作為避雷線，另一根仍架設(shè)一般的避雷線。5.線路金具線路金具用于連接絕緣子、導(dǎo)線、避雷線在桿塔上，用于導(dǎo)線、避雷線的接續(xù)和防振、保護(hù)，用于拉線桿塔的拉線緊固、調(diào)整等。線路金具可分為懸垂線夾、耐張線夾、連接金具、接續(xù)金具、保護(hù)金具和拉線金具六大類(lèi)。（1）懸垂線夾懸垂線夾用于將導(dǎo)線懸掛在直線桿塔的絕緣子串上，或?qū)⒈芾拙€懸掛在直線桿塔上，也可用于換位桿塔上支持換位導(dǎo)線以及非直線桿塔跳線的固定。（2）耐張線夾耐張線夾用于將導(dǎo)線固定在承力桿塔的耐張絕緣子串上，以及將避雷線固定在承力桿塔上。（3）連接金具連接金具用于將懸式絕緣子組裝成串，并將一串或數(shù)串絕緣子串連接后，再懸掛在桿塔橫擔(dān)上。懸垂線夾和耐張線夾與絕緣子串的連接，拉線金具與桿塔的連接，也都使用連接金具。根據(jù)使用條件不同，連接金具可分為以下兩大類(lèi)：①球一碗專(zhuān)用連接金具，直接用來(lái)連接絕緣子的，即球頭掛環(huán)和碗頭掛板連接。其連接部位的結(jié)構(gòu)尺寸與絕緣子相同，并以破壞荷重來(lái)劃分等級(jí)。②通用連接金具，適用于各種情況的連接，也以破壞荷重來(lái)劃分等級(jí)，荷重相同的金具具有互換性。（4）接續(xù)金具接續(xù)金具是用于架空送電線路的裸導(dǎo)線、避雷線兩端頭的接續(xù)及導(dǎo)線的補(bǔ)修等。根據(jù)使用和安裝方法的不同，接續(xù)金具可分為鉗壓（橢圓形）、液壓（圓形）、爆壓（圓形和橢圓形）和螺栓（跳線線夾和并溝線夾）連接，以及補(bǔ)修管、預(yù)絞絲補(bǔ)修條等幾類(lèi)。（5）保護(hù)金具保護(hù)金具主要包括供導(dǎo)線及避雷線用的防振金具（如防震錘、阻尼線），用于分裂導(dǎo)線保持子導(dǎo)線間距和防振的間隔棒，絕緣子串用的均壓屏蔽環(huán)及預(yù)絞絲護(hù)線條、懸重錘、鋁包帶等。（6）拉線金具拉線金具主要是用于固定拉線桿塔，它包括從桿塔頂端引至地面拉線基礎(chǔ)的出土拉環(huán)與拉線之間所有的零件。拉線桿塔的安全運(yùn)行，主要是依靠拉線及其金具來(lái)保證的。6.絕緣子絕緣子（俗稱(chēng)瓷瓶）是用瓷和鋼化玻璃作為絕緣介質(zhì)制成的，合成絕緣子是由硅橡膠和環(huán)氧玻璃纖維作為介質(zhì)的。絕緣子的作用是懸掛或支持導(dǎo)線使之與桿塔本體（大地）絕緣，它不但要承受工作電壓和大氣過(guò)電壓的作用，同時(shí)好要承受導(dǎo)線的垂直荷重、水平荷重和導(dǎo)線張力，送電線路的絕緣子在運(yùn)行中是承受機(jī)電聯(lián)合作用的。送電線路的絕緣子一般可分為瓷質(zhì)懸式絕緣子、鋼化玻璃懸式絕緣子和棒形懸式合成絕緣子三種?，F(xiàn)予以分述如下。（1）瓷質(zhì)懸式絕緣子瓷質(zhì)懸式絕緣子又可分為普通型和防污型兩種。（2）玻璃懸式絕緣子玻璃懸式絕緣子，是以鋼化玻璃為介質(zhì)的懸式絕緣子。它可分為普通型和防污型兩種，其特點(diǎn)是不用測(cè)量零值，在劣化時(shí)能自爆。（3）棒形懸式合成絕緣子棒形懸式合成絕緣子（以下簡(jiǎn)稱(chēng)合成絕緣子），在我國(guó)已投入生產(chǎn)、運(yùn)行多年，它適用于污穢地區(qū)，能有效地防止污閃事故的發(fā)生。二、帶電作業(yè)中的過(guò)電壓1、過(guò)電壓的類(lèi)型在帶電作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)人員除了受到正常工作電壓的作用外，還可能遇到內(nèi)部過(guò)電壓和雷擊過(guò)電壓。在《電業(yè)安全工作規(guī)程》中規(guī)定：“雷電天氣時(shí)不允許進(jìn)行帶電作業(yè)?！币虼耍瑤щ娮鳂I(yè)中只考慮內(nèi)部過(guò)電壓和工作電壓的作用。內(nèi)部過(guò)電壓又分為操作過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓，操作過(guò)電壓是由系統(tǒng)內(nèi)的正常操作、切除故障操作或因故障（弧光接地等）所造成的過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓又稱(chēng)短時(shí)過(guò)電壓，它包括工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。一般將內(nèi)部過(guò)電壓幅值與系統(tǒng)最高運(yùn)行相電壓幅值之比，稱(chēng)為內(nèi)部過(guò)電壓倍數(shù)K0，K0與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中各元件的參數(shù)、中性點(diǎn)運(yùn)行方式、故障性質(zhì)及操作過(guò)程等因素有關(guān)，并具有明顯的統(tǒng)計(jì)性。（1）操作過(guò)電壓操作過(guò)電壓的特點(diǎn)是幅值較高，持續(xù)時(shí)間短，衰減快。電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的操作過(guò)電壓有中性點(diǎn)絕緣電網(wǎng)中的間歇電弧接地過(guò)電壓；開(kāi)斷電感性負(fù)載（空載變壓器、電抗器、電動(dòng)機(jī)等）過(guò)電壓；開(kāi)斷電容性負(fù)載（空載線路、電容器組等）過(guò)電壓；空載線路合閘（包括重合閘）過(guò)電壓以及系統(tǒng)解列過(guò)電壓等。操作過(guò)電壓的大小是確定帶電作業(yè)安全距離的主要依據(jù)。①間歇電弧接地過(guò)電壓?jiǎn)蜗嚯娀〗拥剡^(guò)電壓只發(fā)生在中性點(diǎn)不直接接地的電網(wǎng)（一般10kV系統(tǒng)都是中性點(diǎn)不直接接地），如發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過(guò)中性點(diǎn)的電容電流，就是單相短路接地電流。當(dāng)電網(wǎng)線路的總長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)、電容電流很大時(shí)，單相接地弧光不容易自行熄滅，又不太穩(wěn)定，出現(xiàn)熄息弧和重燃交替進(jìn)行的現(xiàn)象即間歇性電弧，這時(shí)過(guò)電壓會(huì)較嚴(yán)重，所以一相接地多次發(fā)生電弧，不但會(huì)使另兩相也短路接地，還會(huì)引起另兩相對(duì)地電容的振蕩。理論上如果間歇電弧一直發(fā)生，過(guò)電壓會(huì)達(dá)到很高，而實(shí)際上，每次發(fā)弧不一定都在幅值，還有其它損耗衰減，所以一般不超過(guò)3Uxg，個(gè)別達(dá)3.5Uxg以上。②開(kāi)斷電感性負(fù)載過(guò)電壓進(jìn)行切斷空載變壓器、電抗器、電動(dòng)機(jī)、消弧線圈等電感性負(fù)載的操作時(shí)，儲(chǔ)存在電感元件上的磁能要轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量，而系統(tǒng)又無(wú)足夠的電容來(lái)吸收磁能，而且開(kāi)關(guān)的滅弧性太強(qiáng)，，在0時(shí)，激磁電流變化率（無(wú)窮大），將在激磁電感L上感應(yīng)過(guò)電壓。在中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)中，一般不大于4Uxg；中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，一般不大于3Uxg。其過(guò)電壓倍數(shù)和斷路器結(jié)構(gòu)、回路參數(shù)、變壓器結(jié)構(gòu)接線、中性點(diǎn)接地方式等因素有關(guān)。③空載線路切合（包括重合閘）過(guò)電壓切合電容性負(fù)載,如空載長(zhǎng)線路(包括電纜)和改善系統(tǒng)功率的電容器組,由于電容的反向充放電,使斷路器觸頭斷口間發(fā)生了電弧的重燃。這是因?yàn)榧冸娙蓦娏髟谙辔簧显角半妷?00，過(guò)1/4周期電弧電流經(jīng)0點(diǎn)時(shí)熄滅，但此時(shí)電壓正好達(dá)到最大值，若開(kāi)關(guān)斷口弧隙的絕緣尚未恢復(fù)正常，電容電荷充積斷口，U=Uxg，再經(jīng)過(guò)半周期電壓反向達(dá)到最大值，U=2Uxg，并伴隨高頻振蕩過(guò)程。按每重燃一次增加2Uxg，理論上過(guò)電壓將按3、5、7、9倍相電壓增加，而實(shí)際上過(guò)電壓只有3～4Uxg。因?yàn)閿嗦菲魅绻麥缁⌒阅芎?，斷口絕緣恢復(fù)快的，不一定都重燃，而每次重燃時(shí)也不一定是電壓最大值時(shí)。母線有多條比只有一條時(shí)過(guò)電壓也較小，另外線路上也有電暈和電阻損耗起阻尼作用。一般中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)過(guò)電壓不大于3Uxg，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)過(guò)電壓的最大值達(dá)3～3.5Uxg。（2）暫時(shí)過(guò)電壓暫時(shí)過(guò)電壓包括工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。工頻電壓升高的幅值不大，但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、能量較大，所以在考慮帶電作業(yè)絕緣工具的泄漏距離時(shí)常以此為依據(jù)。造成工頻電壓升高的原因主要為不對(duì)稱(chēng)接地故障、發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷、空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)等。不對(duì)稱(chēng)接地故障是線路常見(jiàn)的故障形式，其中以單相接地故障為最多，引起的工頻電壓一般也最嚴(yán)重。對(duì)于中性點(diǎn)絕緣的系統(tǒng)，單相接地時(shí)非故障相的對(duì)地工頻電壓可升高到1.9倍相電壓，對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)可升高到1.4倍。電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)一系列的電氣設(shè)備（線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等）組成復(fù)雜的電感、電容振蕩回路。在正常的情況下，由于負(fù)載的存在或線路兩端與系統(tǒng)電源連在一起，自由振蕩不可能發(fā)生。在操作或故障時(shí)，不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)下（如斷線、非全相拉合閘、PT飽和等），適當(dāng)?shù)膮?shù)組成了共振回路（），激發(fā)很高的過(guò)電壓，其必要條件是電路固有自振頻率與外加電源頻率相等f(wàn)0=f(即)，或成簡(jiǎn)單分次諧波，電路中就出現(xiàn)了電壓諧振。常見(jiàn)諧振過(guò)電壓有參數(shù)諧振、非全相拉合閘諧振、斷線諧振等。諧振過(guò)電壓事故是最頻繁的，在35kV～330kV電網(wǎng)中都會(huì)發(fā)生，一般不會(huì)大于3Uxg。但持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。各電壓等級(jí)下的過(guò)電壓倍數(shù)見(jiàn)表1-2。表1-2各電壓等級(jí)下操作過(guò)電壓的倍數(shù)K0額定電壓Un（kV）K0相-地相間非直接接地系統(tǒng)104.0/354.0/1103.5/直接接地系統(tǒng)1103.0/2203.0/3302.75（2.38？）/500（常規(guī)）2.03.6500（同塔雙回）2.18/500（同塔四回）2.07（天廣）1.80（華東）2.77（天廣）2.80（華東）500（緊湊型）2.18（最大）750（單回）1.8750（同塔雙回）1.68（實(shí)際1.56）750（同塔雙回緊湊型）1.73（實(shí)際1.74）2.52直流5001.8由于操作過(guò)電壓可以達(dá)到較高的數(shù)值，所以在帶電作業(yè)中受到重視?？諝忾g隙和絕緣工具的絕緣水平通常都由操作過(guò)電壓決定。操作過(guò)電壓的波形具有各種形狀。為了便于統(tǒng)一比較，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了一種標(biāo)準(zhǔn)波形作為衡量電氣設(shè)備絕緣水平的依據(jù)。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦的標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓波形已為我國(guó)所采用。圖1-8是操作沖擊電壓波形圖。圖中，為波前時(shí)間（通常稱(chēng)為波頭時(shí)間），即電壓從零開(kāi)始到達(dá)最大峰值所需的時(shí)間；為半峰值時(shí)間（通常稱(chēng)為波尾時(shí)間），即電壓從零開(kāi)始經(jīng)過(guò)最大峰值后有下降到峰值的一半（）所需的時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓的波形參數(shù)規(guī)定如下：在規(guī)定值與實(shí)測(cè)值之間允許偏差為：波前時(shí)間半峰值時(shí)間通常以250/2500μs（微秒）表示標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓的波形。圖1-8操作沖擊電壓波形2．空氣間隙的放電空氣間隙以空氣作為絕緣介質(zhì)?？諝夥烹姷奶攸c(diǎn)之一是擊穿電壓具有較大的分散性。因此必須按統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究空氣間隙的放電特性，50%放電電壓是表征某一空氣間隙耐受操作沖擊電壓的平均絕緣性能，這意味著：當(dāng)施加電壓低于時(shí)，間隙也可能被擊穿，只是擊穿的概率小于50%，且施加電壓越低，擊穿概率也越?。欢?dāng)施加電壓高于時(shí)，間隙也可能不被擊穿，只是間隙耐受的概率小于50%，且施加電壓越高，耐受概率越小。選定某一固定幅值的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓，施加到一個(gè)空氣間隙上，如果施加電壓的次數(shù)足夠多，且該間隙被擊穿的概率為50%時(shí)，則所選定的電壓即為該間隙的50%放電電壓，并以表示。大量的試驗(yàn)表明：放電電壓與操作沖擊電壓的波形有關(guān)，且主要與波頭時(shí)間有密切關(guān)系。對(duì)同一間隙，隨波頭而變化，并可能在某一波頭下出現(xiàn)最低值，該波頭稱(chēng)為臨界波頭。對(duì)于[棒-板]間隙，一般可使用經(jīng)驗(yàn)公式3-1估算棒極為正極性時(shí)的臨界放電電壓：（3-1）式中:—臨界放電電壓（kV）—間隙長(zhǎng)度（m）該經(jīng)驗(yàn)公式適用于間隙長(zhǎng)度為2m～5m的范圍。對(duì)于其它電極形狀的間隙，首先可按式3-1估算出相同長(zhǎng)度的[棒-板]間隙，然后在乘以所求電極形狀的間隙系數(shù)，即可得所求間隙的估算值。計(jì)算公式為：（3-2）式中：—所求間隙的臨界放電電壓（kV） —該間隙的長(zhǎng)度（m）—該間隙的間隙系數(shù)不同電極結(jié)構(gòu)的間隙系數(shù)，可參見(jiàn)表1-3。帶電作業(yè)間隙的放電特性可以用來(lái)反映，但由于放電具有分散性，所以還需要用標(biāo)準(zhǔn)偏差σ來(lái)反映擊穿電壓的分散性。表1-3常見(jiàn)間隙的間隙系數(shù)參考值序號(hào)間隙電極圖示間隙系數(shù)高壓電極接地電極空氣間隙有絕緣子串時(shí)1棒板1.001.002棒棒（3m,在下面）1.30——3棒棒（3m,在下面）1.401.304棒構(gòu)架（在下面，側(cè)面）1.05——5導(dǎo)線板1.15——6導(dǎo)線塔窗口1.201.157導(dǎo)線構(gòu)架（在下面）1.30——8導(dǎo)線構(gòu)架（在上面，側(cè)面）1.351.309導(dǎo)線棒（3m,在下面）1.65——10導(dǎo)線棒（3m,在下面）1.90——11導(dǎo)線棒（在上面）1.901.7512導(dǎo)線橫擔(dān)末端——1.50第四節(jié)送電線路安全距離和組合間隙一、帶電作業(yè)中的絕緣配合1.絕緣配合的基本要求考慮絕緣配合有兩種方法：一是慣用法，二是統(tǒng)計(jì)法。在實(shí)際工程中往往采用簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法。2.絕緣配合的慣用法慣用法是目前采用得最廣泛的絕緣配合方法，其基本出發(fā)點(diǎn)是使帶電作業(yè)間隙或工具的最小擊穿電壓值高于系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大過(guò)電壓值，并留有一定的安全裕度。在絕緣配合慣用法中，系統(tǒng)最大過(guò)電壓、絕緣耐受電壓與安全裕度三者之間的關(guān)系為：（3-3）式中：A—安全裕度；UW—絕緣的耐受電壓，kV；U0.max—系統(tǒng)最大過(guò)電壓，kV；UN—系統(tǒng)額定電壓（有效值），kV；Kr—電壓升高系數(shù)；K0—系統(tǒng)過(guò)電壓倍數(shù)。3.絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法統(tǒng)計(jì)法的根據(jù)是假定過(guò)電壓和絕緣強(qiáng)度的概率分布函數(shù)是已知的，以及通過(guò)試驗(yàn)得到的，可利用在大量統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上的過(guò)電壓概率密度分布曲線，得到絕緣放電電壓的概率密度分布曲線，然后用計(jì)算的方法求出由過(guò)電壓引起絕緣損壞的故障概率。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上，正確地確定絕緣水平。由于實(shí)際工程中采用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合是相當(dāng)繁瑣和困難的。因此，通常采用“簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法”。由IEC推薦的簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法，是對(duì)過(guò)電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作出一些合理的假設(shè)，如正態(tài)分布，并已知其標(biāo)準(zhǔn)偏差等等，這就使得過(guò)電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的概率分布曲線可用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來(lái)表示，稱(chēng)為“統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。在此基礎(chǔ)上可以計(jì)算絕緣的故障率。還必須指出，絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法至今只能用于自恢復(fù)絕緣。而要得出非自恢復(fù)絕緣擊穿電壓的概率分布是非常困難的。因此，通常對(duì)220kV及以下的自恢復(fù)絕緣均采用慣用法，而對(duì)330kV及以上的超高壓自恢復(fù)絕緣才部分地采用簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合。4.絕緣損壞危險(xiǎn)率的基本概念在帶電作業(yè)中，通常將絕緣破壞的概率稱(chēng)為危險(xiǎn)率。設(shè)系統(tǒng)操作過(guò)電壓的概率分布和空氣間隙擊穿的概率都服從正態(tài)分布，帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率可由下式計(jì)算所得：(3-4)式中：為操作過(guò)電壓幅值的概率密度分布函數(shù)（3-5）為空氣間隙在幅值為u的操作過(guò)電壓下放電的概率分布函數(shù)（3-6）式中：Uav—操作過(guò)電壓平均值，kV；σ0—操作過(guò)電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差，kV；U50—空氣間隙的50%放電電壓，kV；σd—空氣間隙放電電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差，kV；運(yùn)用上述數(shù)學(xué)模型可編制計(jì)算程序，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算相應(yīng)的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率。在計(jì)算中，系統(tǒng)相對(duì)地最大操作過(guò)電壓為U0.13%，操作過(guò)電壓平均值Uav可由下式計(jì)算：(3-7)式中：[δ]—過(guò)電壓相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。5.帶電作業(yè)的安全性（1）安全指標(biāo)在不同塔型上，用不同的作業(yè)方式進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，其安全程度是不一樣的，因此必須逐一經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。目前的檢驗(yàn)方法是；首先進(jìn)行真型塔試驗(yàn)，然后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出危險(xiǎn)率?？梢越邮艿奈ｋU(xiǎn)率判據(jù)為小于10-5，即每出現(xiàn)一次最大過(guò)電壓，帶電作業(yè)間隙的放電概率應(yīng)小于十萬(wàn)分之一。（2）保護(hù)間隙在加掛保護(hù)間隙后，帶電作業(yè)危險(xiǎn)率的計(jì)算須將保護(hù)間隙的放電特性考慮進(jìn)去。以表示保護(hù)間隙在操作沖擊電壓下的放電概率分布函數(shù)，則保護(hù)間隙在操作沖擊電壓下的放電概率為，不放電的概率為1-。因此，帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率為：（3-8）6.帶電作業(yè)的事故率帶電作業(yè)的事故率與帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率是兩個(gè)不同的概念，但兩者又有緊密的聯(lián)系，危險(xiǎn)率大，事故率也必然高。危險(xiǎn)率是指帶電作業(yè)間隙在每發(fā)生一次操作過(guò)電壓時(shí)該間隙發(fā)生放電的概率。例如，危險(xiǎn)率=10-5，意味著帶電作業(yè)間隙每遇到一次系統(tǒng)操作過(guò)電壓，就有十萬(wàn)分之一的放電可能性；亦即系統(tǒng)操作過(guò)電壓在相同條件下連續(xù)出現(xiàn)十萬(wàn)次中，帶電作業(yè)間隙有一次放電機(jī)會(huì)。帶電作業(yè)的事故率是指開(kāi)展帶電作業(yè)工作時(shí)，作業(yè)間隙因操作過(guò)電壓而放電所造成事故的概率。危險(xiǎn)率是無(wú)量綱的數(shù)值。事故率習(xí)慣采用每百公里線路在一年中發(fā)生的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，故以“1/百公里·年”為單位。事故率的大小取決于許多因素，例如一年中進(jìn)行帶電作業(yè)的天數(shù)、作業(yè)人員處于“危險(xiǎn)狀態(tài)”的實(shí)際時(shí)間、一年中線路的操作與跳閘次數(shù)、系統(tǒng)操作過(guò)電壓極性以及作業(yè)間隙的放電危險(xiǎn)率等。二、帶電作業(yè)安全距離和組合間隙1、帶電作業(yè)安全距離（1）安全距離的含義安全距離是指：為了保證人身安全，作業(yè)人員與帶電體之間所應(yīng)保持各種最小空氣間隙距離的總稱(chēng)。具體地說(shuō)，安全距離包括下列五種間隙距離：最小安全距離、最小對(duì)地安全距離、最小相間安全距離、最小安全作業(yè)距離和最小組合間隙。在規(guī)定的安全間距下，帶電作業(yè)中即使產(chǎn)生了最高過(guò)電壓，該間隙可能發(fā)生擊穿的概率總是低于預(yù)先規(guī)定的可接受值。在確定帶電作業(yè)安全距離時(shí)，過(guò)去基本上不考慮系統(tǒng)、設(shè)備和線路長(zhǎng)短，一律按系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大過(guò)電壓來(lái)確定。這對(duì)部分小塔窗線路、緊湊型線路、升壓改造線路的帶電作業(yè)帶來(lái)了限制和困難。實(shí)際上，當(dāng)線路長(zhǎng)度不一樣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不一樣，設(shè)備不一樣，作業(yè)工況不一樣時(shí)，不同線路的操作過(guò)電壓會(huì)有較大差別。如果裝有合閘電阻或在帶電作業(yè)時(shí)已停用自動(dòng)重合閘，帶電作業(yè)時(shí)的實(shí)際過(guò)電壓倍數(shù)將較系統(tǒng)中的最大過(guò)電壓低。因此，在計(jì)算帶電作業(yè)的安全距離和危險(xiǎn)率時(shí)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)時(shí)的實(shí)際過(guò)電壓倍數(shù)來(lái)計(jì)算分析。不同系統(tǒng)的過(guò)電壓值可通過(guò)暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀（TNA）或數(shù)字計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)用程序計(jì)算求得。在實(shí)際作業(yè)中，如果無(wú)該線路的操作過(guò)電壓計(jì)算數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，則應(yīng)按該系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大過(guò)電壓倍數(shù)來(lái)確定安全距離。如果通過(guò)計(jì)算和測(cè)量已知該線路的實(shí)際過(guò)電壓倍數(shù)，則可采用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方法進(jìn)行計(jì)算并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)加以校核確定。帶電作業(yè)最小安全距離包括帶電作業(yè)最小電氣間隙及人體允許活動(dòng)范圍。在IEC標(biāo)準(zhǔn)中，最小電氣距離是指在帶電作業(yè)工作點(diǎn)可防止發(fā)生電氣擊穿的最小間隙距離。最小電氣間隙的確定受到多種因素的影響，主要包括間隙外形、放電偏差、海拔高度、電壓極性等。一般來(lái)說(shuō)，作業(yè)間隙的形狀對(duì)放電電壓有明顯的影響。在正極性標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓下，棒—板結(jié)構(gòu)的放電電壓最低，其間隙系數(shù)為1.0。對(duì)于其他不同的間隙結(jié)構(gòu)，可通過(guò)真型試驗(yàn)求出不同電極結(jié)構(gòu)下的間隙系數(shù)。間隙結(jié)構(gòu)的不同直接影響到進(jìn)入高電位的作業(yè)方式，試驗(yàn)結(jié)果表明：在同樣的間隙距離下，處于等電位的模擬人對(duì)側(cè)邊構(gòu)架的放電電壓要高于對(duì)頂部構(gòu)架的放電電壓。這是因?yàn)楫?dāng)模擬人成站姿或坐姿位于模擬導(dǎo)線上時(shí)，對(duì)塔窗頂部構(gòu)架形成明顯的棒—板電極。所以，當(dāng)模擬人距側(cè)邊構(gòu)架和頂部構(gòu)架距離相同時(shí)，放電路徑大部分為沿模擬人頭部至塔窗頂部構(gòu)架。因此，為提高帶電作業(yè)的安全性，在選擇進(jìn)入等電位的路徑時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)從塔窗側(cè)面水平進(jìn)入，而不應(yīng)從塔窗頂部垂直進(jìn)入。（2）最小安全距離最小安全距離是指：地電位作業(yè)人員與帶電體之間應(yīng)保持的最小距離。最小對(duì)地安全距離是指：帶電體上等電位作業(yè)人員與周?chē)拥伢w之間應(yīng)保持的最小距離。對(duì)最小安全距離規(guī)定如下表所示。常規(guī)線路人與帶電體的安全距離電壓等級(jí)（kV）3563（66）110220330500距離（m）0.60.71.01.82.63.4500kV同塔雙回線路帶電作業(yè)最小安全距離海拔高度最小安全距離（m）500m及以下3.2500m~1000m3.4500kV緊湊型線路帶電作業(yè)相地最小安全距離相地最大操作過(guò)電壓倍數(shù)（p.u.）1.80及以下1.80以上（2.18）最小電氣安全距離(m)3.03.2750kV（單回）最小安全距離（相－地）作業(yè)位置說(shuō)明海拔高度（m）0～10001000～15001500～20002000～25002500～3000直線塔邊相地電位作業(yè)人員距帶電體、等電位作業(yè)人員距塔身4.0m4.3m4.6m4.9m5.2m直線塔中相地電位作業(yè)人員距帶電體、等電位作業(yè)人員距塔身4.3m4.6m4.8m5.2m5.5m直線塔邊相或中相等電位作業(yè)人員距上橫擔(dān)或頂部構(gòu)架5.2m5.4m5.6m5.8m6.0m注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。750kV同塔雙回線路最小安全距離作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～15001500～20002000～25002500～2800直線塔等電位作業(yè)人員對(duì)塔身最小安全距離4.14.34.54.85.0直線塔中相及上相導(dǎo)線等電位作業(yè)對(duì)其下橫擔(dān)上平面最小安全距離4.24.54.75.05.2直線塔等電位作業(yè)人員對(duì)其上橫擔(dān)最小安全距離5.15.55.96.46.7直線塔地電位作業(yè)人員位于下層橫擔(dān)上，對(duì)中相導(dǎo)線最小安全距離3.94.14.34.64.7直線塔地電位作業(yè)人員位于中層橫擔(dān)上，對(duì)上相導(dǎo)線最小安全距離3.94.14.44.64.8耐張串最小安全距離5.15.35.65.96.1注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。750kV同塔雙回緊湊型最小安全距離作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～20002000～3100上相等電位人員對(duì)塔身側(cè)面4.34.64.8上相等電位人員對(duì)橫擔(dān)5.25.65.9下相等電位人員對(duì)上相導(dǎo)線5.86.26.5注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。天廣四回羅平至百色段緊湊型線路的帶電作業(yè)的安全距離確定為：海拔1000m以下地電位和等電位作業(yè)相對(duì)地的最小安全距離3.2m，等電位作業(yè)時(shí)相間最小安全距離為4.6m；海拔1000m及以上地電位和等電位作業(yè)相對(duì)地的最小安全距離為3.4m，等電位作業(yè)時(shí)相間最小安全距離5.0m。（4）最小相間安全距離最小相間安全距離是指：帶電體上作業(yè)人員與鄰相帶電體之間應(yīng)保持的最小距離。部頒《電業(yè)安全工作規(guī)程》中，對(duì)最小相間安全距離規(guī)定如表1-5所示。表1-5最小相間安全距離電壓等級(jí)（kV）3563（66）110220330500距離（m）0.80.91.42.53.55.0對(duì)于500kV同塔雙回線路，相間過(guò)電壓按相對(duì)地過(guò)電壓的1.3～1.4倍考慮，其相間最小安全距離取為5.0m。500kV緊湊型線路帶電作業(yè)相間最小安全距離相地最大操作過(guò)電壓倍數(shù)（p.u.）2.80及以下2.80以上最小電氣安全距離(m)4.64.8750kV（單回）等電位作業(yè)人員與相鄰導(dǎo)線的最小安全距離（相間）作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～15001500～20002000～25002500～3000直線塔邊相等電位作業(yè)人員與鄰相導(dǎo)線6.0m6.5m6.9m7.4m7.8m直線塔中相等電位作業(yè)人員與鄰相導(dǎo)線6.5m6.9m7.2m7.8m8.3m注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。（5）最小安全作業(yè)距離最小安全作業(yè)距離是指：為了保證人身安全，考慮到工作中必要的活動(dòng)，地電位作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中與帶電體之間應(yīng)保持的最小距離。確定最小安全作業(yè)距離的基本原則是：在最小安全距離的基礎(chǔ)上增加一個(gè)合理的人體活動(dòng)增量。一般而言，增量可取0.5m。2.最小組合間隙最小組合間隙是指：在組合間隙中的作業(yè)人員處于最低的50%操作沖擊放電電壓位置時(shí)，人體對(duì)接地體與對(duì)帶電體兩者應(yīng)保持的距離之和。部頒《電業(yè)安全工作規(guī)程》中，對(duì)組合間隙最小距離的規(guī)定如表1-6所示。表1-6最小組合間隙電壓等級(jí)（kV）3563（66）110220330500距離（m）0.70.81.22.13.14.0500kV同塔雙回線路帶電作業(yè)最小組合間隙海拔高度最小組合間隙（m）500m及以下4.0500m～1000m500kV緊湊型線路帶電作業(yè)最小組合間隙相地最大操作過(guò)電壓倍數(shù)（p.u.）1.80及以下1.80以上（2.18）最小電氣安全距離(m)3.24.0500kV同塔四回線路（天廣）帶電作業(yè)最小組合間隙海拔高度最小組合間隙（m）1000m3.21000m及以上3.4750kV（單回）最小組合間隙作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～15001500～20002000～25002500～3000直線塔邊相4.3m4.5m4.8m5.1m5.4m直線塔中相4.4m4.7m4.9m5.3m5.6m注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。750kV同塔雙回線路最小組合間隙作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～15001500～20002000～25002500～2800直線塔等電位作業(yè)人員對(duì)塔身最小組合間隙4.54.85.05.35.5直線塔中相及上相導(dǎo)線作業(yè)至其下橫擔(dān)上平面最小組合間隙4.85.05.35.65.8耐張串最小組合間隙6.16.46.77.17.3注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。750kV同塔雙回緊湊型線路最小組合間隙作業(yè)位置海拔高度（m）0～10001000～20002000～3100上相吊籃法最小組合間隙4.64.95.1下相吊籃法最小組合間隙4.54.85.0注：表中數(shù)值不包括人體活動(dòng)范圍。3.絕緣子串中良好絕緣子的最少片數(shù)500kV同塔雙回線路良好絕緣子的最少片數(shù)良好絕緣子總長(zhǎng)度（m）單片絕緣子結(jié)構(gòu)高度（mm）良好絕緣子的最少片數(shù)≥3.615523170211951920518500kV緊湊型線路帶電作業(yè)良好絕緣子的最少片數(shù)良好絕緣子的總長(zhǎng)度最小值（m）單片絕緣子的高度（mm）良好絕緣子的最少片數(shù)3.615523170211951920518750kV（單回）最少良好絕緣子片數(shù)海拔高度（m）最小間隙（m）最少良好絕緣子片數(shù)XWP-210XWP-300XWP-400/4200～10004.426片23片22片1000～20004.929片25片24片2000～30005.633片29片28片注：表中最小組合間隙指桿塔與均壓環(huán)之間扣除人體占位和不良絕緣子后的間隙長(zhǎng)度。4.絕緣工具最小有效絕緣長(zhǎng)度絕緣工具的最小有效絕緣長(zhǎng)度額定電壓kV最小有效絕緣長(zhǎng)度m絕緣操作桿絕緣承力工具、絕緣繩索100.70.4350.90.6661.00.71101.31.02202.11.83303.12.8500（AC）常規(guī)、雙回4.03.7500（DC）3.73.47505.05.0注：表中規(guī)定的最小有效絕緣長(zhǎng)度適用于海拔1000m及以下的絕緣工具，對(duì)應(yīng)用于海拔1000m以上的工具需進(jìn)行海拔校正。500kV緊湊型線路帶電作業(yè)最小有效絕緣長(zhǎng)度相地最大操作過(guò)電壓倍數(shù)（p.u.）1.80及以下1.80以上最小電氣安全距離(m)3.23.4750最小有效絕緣長(zhǎng)度海拔高度（m）最小有效絕緣長(zhǎng)度（m）0～10005.01000～20005.32000～30005.65.保護(hù)間隙整定值各電壓等級(jí)保護(hù)間隙整定值電壓等級(jí)kV間隙尺寸cm22070～80330100～110500160～250500kV緊湊型線路保護(hù)間隙距離設(shè)定值為1.6m。750緊湊型保護(hù)間隙在不同海拔條件下的推薦值海拔高度（m）推薦值（m）02.110002.320002.531002.7三、帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法1.線路操作過(guò)電壓①線路統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓倍數(shù)ke操作過(guò)電壓的幅值取決于斷路器的性能及線路的電氣參數(shù)等，不同系統(tǒng)的過(guò)電壓值可通過(guò)暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀（TNA）或數(shù)字計(jì)算機(jī)計(jì)算求得。如果無(wú)線路過(guò)電壓的計(jì)算研究值，根據(jù)DL/T620，在確定帶電作業(yè)安全距離時(shí)可參照表1-7中列出的統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓U2%倍數(shù)ke。表1-7統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓倍數(shù)ke值系統(tǒng)額定電壓（kV）ke110（非直接接地系統(tǒng)）3.5110～220（直接接地系統(tǒng)）3.03302.25002.07501.8如果裝有合閘電阻或在帶電作業(yè)時(shí)已停用自動(dòng)重合閘，過(guò)電壓倍數(shù)可能較表1-7中所列值低。在計(jì)算帶電作業(yè)安全距離時(shí)，應(yīng)根據(jù)該線路在帶電作業(yè)時(shí)可能出現(xiàn)的實(shí)際過(guò)電壓倍數(shù)來(lái)確定。②相間統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓倍數(shù)kp相間統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓倍數(shù)kp可通過(guò)下式求得：kp=1.33ke+0.4……（1）式中：ke—相對(duì)地統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓倍數(shù)；kp—相間統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓倍數(shù)。2.最小安全距離計(jì)算方法（1）作業(yè)位置的統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓U2%①相—地kV)…（2）②相—相(kV)…（3）式中：Um—最高運(yùn)行電壓。（2）絕緣間隙的統(tǒng)計(jì)耐受電壓U90%(kV)…（4）式中：ks=1.1。（3）最小電氣安全距離(m)……………（5）式中：kt=kdkgka綜合系數(shù)；Kd—標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)；kg—間隙系數(shù)；ka—海拔修正系數(shù)。（4）最小安全作業(yè)距離D=Dmin+DE(kV)………（6）式中：DE—人員活動(dòng)范圍，DE=0.2m～1.0m,一般取0.5m。采用本方法計(jì)算得出的結(jié)果可供設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中參考使用。對(duì)于特定的塔型結(jié)構(gòu)和作業(yè)方式，可通過(guò)計(jì)算得出最小安全距離值后，再通過(guò)在真型塔上模擬各種帶電作業(yè)工況來(lái)試驗(yàn)校核確定。當(dāng)計(jì)算值與試驗(yàn)值有差異時(shí)，以真型塔的試驗(yàn)值為準(zhǔn)。3.系數(shù)的計(jì)算及取值（1）間隙系數(shù)kg電極的形狀和尺寸對(duì)間隙的電氣強(qiáng)度有明顯的影響。在正極性操作沖擊電壓下，棒—板結(jié)構(gòu)的放電電壓最低，其間隙系數(shù)為1.0。對(duì)于其他不同的電極結(jié)構(gòu)，可用不同間隙系數(shù)來(lái)表征其對(duì)電氣強(qiáng)度的影響。一般可采用1.0～1.2的間隙系數(shù)來(lái)計(jì)算常規(guī)架空線路間隙結(jié)構(gòu)的帶電作業(yè)最小安全距離。另外可通過(guò)真型試驗(yàn)求出不同電極結(jié)構(gòu)下的間隙系數(shù)。（2）標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)kdkd=（1-1.28[σd]）……………（7）式中：[σd]=5%；kd=0.936。（3）海拔修正系數(shù)ka海拔修正系數(shù)ka見(jiàn)表1-8。表1-8不同海拔高度和U90%值的海拔修正系數(shù)ka海拔高度（m）U90%的范圍（kV）＜200200～399400～599600～799800～999＞120001.0001.00