五、高、低压架空线路
1. 电压级、设备的额定电压:
750kV,500kV,330kV; 220kV,110kV,35kV,10kV,6kV,3kV; 380/220V
2. 超高压、高压、低压、安全电压的划分
(1)超高压：330kV及以上
(2)高压： 设备的相对地电压高于250V
(3)低压： 设备的相对地电压低于250V
(4)安全电压：36V及以下的电压
3. 架空配电线路
(1)配电线路规划
配电线路的供电容量应根据负荷统计结果而确定，但对线路设计时需考虑互供互带的可能，从而优化网架结构并提高供电可靠性。
配电线路供电半径需根据当地情况合理确定。但若供电半径过大，将导致电压损失增大和线损增加，所以一般规定10kV配电线路供电半径不得大于15km，低压主干线供电半径不得大于500m。
配电线路路径选择得是否合适，不仅直接影响到线路的建设费用，而且会影响到线路的运行和维护。由于农村配电线路是直接向农村用电负荷供电，所以配电线路的路径必然与各用电负荷及其分布情况紧密相关，而负荷情况又取决于农村发展计划，所以时必须结合农村电力发展计划来综合考虑。
在确定线路路径时，可首先将配变位置及各负荷点标在地理图上，根据图上道路、建筑、河流及设施分布等情况 ，结合负荷分布位置在图上画出线路的路径，包括分支线路径和接户线位置。在配电线路路径选择时要注意以下几点：
① 应能满足计划年限内各负荷点的供电要求；
② 配电线路路径应尽量接近直线，走近路、走直路，避免曲折迂回，并力求转角少；
③ 应尽量减少交叉跨越，避免与铁路、公路、通讯线路等交叉，应避开易燃易爆地带；若必须交叉跨越时要与有关部门联系，取得协议，并注意安全距离；
④ 尽量靠近道路，施工和运行维护方便，但不要影响生产、交通；
⑤ 地势越平坦越好，要避开洼地、冲刷地带，避开果树林、防护林等地方；
⑥ 尽量少占农田、良田；
⑦ 若有重要负荷可采用专供线供电方式，以提高供电可靠性。
(2)电杆
电杆是架空配电线路中的基本设备之一，按所用材质可分为木杆、水泥杆和金属杆三种。水泥杆具有使用寿命长、维护工作量小等优点，使用较为广泛。水泥杆中使用最多的是拔梢杆，锥度一般均为1/75，分为普通钢筋混凝土杆和预应力型钢筋混凝土杆。
电杆按其在线路中的用途可分为直线杆、耐张杆、转角杆、分支杆、终端杆和跨越杆等。
① 直线杆：又称中间杆或过线杆。用在线路的直线部分，主要承受导线重量和侧面风力，故杆顶结构较简单，一般不装拉线。
② 耐张杆：为限制倒杆或断线的事故范围，需把线路的直线部分划分为若干耐张段，在耐张段的两侧安装耐张杆。耐张杆除承受导线重量和侧面风力外，还要承受邻档导线拉力差所引起的沿线路方面的拉力。为平衡此拉力，通常在其前后方各装一根拉线。
③ 转角杆：用在线路改变方向的地方。转角杆的结构随线路转角不同而不同：转角在15度以内时，可仍用原横担承担转角合力；转角在15度~30度时，可用两根横担，在转角合力的反方向装一根拉线；转角在30度~45度时，除用双横担外，两侧导线应用跳线连接，在导线拉力反方向各装一根拉线；转角在45度~90度时，用两对横担构成双层，两侧导线用跳线连接，同时在导线拉力反方向各装一根拉线。
④ 分支杆：设在分支线路连接处，在分支杆上应装拉线，用来平衡分支线拉力。分支杆结构可分为丁字分支和十字分支两种:丁字分支是在横担下方增设一层双横担，以耐张方式引出分支线；十字分支是在原横担下方设两根互成90度的横担，然后引出分支线。
⑤终端杆：设在线路的起点和终点处，承受导线的单方向拉力，为平衡此拉力，需在导线的反方向装拉线。
架空配电线路杆位的确定
当配电线路路径确定后，就可以测量确定杆位了。首先确定首端杆和终端杆的位置，并且打好标桩作为挖坑和立杆的依据；若线路因地形限制或用电需要而有转角时，将转角杆的位置确定下来；这样首端杆、转角杆和终端杆就把线路划分为若干直线段；在直线段内均匀分配档距，就可一一确定直线杆的位置了；若线路较长，在必要时可再划分几个耐线段，耐张段长度一般不大于2km。
架空线路的档位需根据配电线路电压等级、导线的对地距离及地形等情况确定。档距越大，电杆数越少，但为保证导线对地的安全距离，电杆就得加高。因此高压配电线路档距一般为：在集镇和村庄为40~50m，在田间为60~100m；低压配电线路使用铝铰线时，在集镇和村庄档距一般为40~50m，在田间为50~70m；低压配电线路使用绝缘导线时的档距一般为30~40m，最大不超过50m。对于高低压同杆架设的配电线路，其档距应满足低压线路的技术要求。
杆位确定还需注意以下几个问题：
① 档距尽量一致，只有在地形条件限制时才可适当前后挪移杆位；
② 在任何情况下导线的任一点对地应保证有足够的安全距离；
③ 遇到跨越时，若线路从被跨越物上方通过，电杆应尽量靠近被跨越物（但应在倒杆范围以外），若线路从被跨越物下方通过，交叉点应尽量放在档距之间；跨越铁路、公路、通航河流等时，跨越杆应是耐张杆或打拉线的加强直线杆。
杆长的确定
弧垂:在档距内，导线的悬挂点与导线最低点之间的垂直距离，叫导线的弧垂，也称驰度，如图所示。
1、2--导线悬挂点； f--弧垂；
D--档距； E--埋深。
架空导线弧垂示意图
导线孤垂和档距、导线重量、架线松紧、热胀冷缩、风速、冰雪等条件均有关系。在导线截面一定的条件下，档距越大，弧垂越大，导线所受到的拉力越大，所以对导线孤垂必须有一定的限制，以防拉断导线或造成倒杆事故。另外，弧垂还需考虑到安全距离。对各种导线在不同档距、不同温度下的导线孤垂已制成表格、曲线，在配电线路设计时可参照有关规程、规定或手册中的有关表格、曲线。同一档距内的导线孤垂必须相同，否则，导线被风吹动时易发生碰线而造成相间短路。
电杆埋深
电杆的埋设深度，应根据电杆的材料、高度、土壤情况而定，但不应小于杆长的1/6，使电杆在正常情况应能承受风、冰等荷载而稳定不致倒杆。为使电杆在运行中有足够的抗倾覆裕度，对电杆的稳定安全系数有如下规定：直线杆不应小于1.5 ；耐张杆不应小于 1.8，转角、终端杆不应小于2.0。电杆埋深一般值见表。
电杆埋深
杆长
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
15.0
埋深
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.3
电杆长度的确定
在地势平坦地带，杆长可按下式计算而得:
L=导线对地或其它设施的安全距离+导线最大弧垂+横担到杆顶距离+电杆埋深
对横担到杆顶距离，高压配电线路一般取为0.5m，低压配电线路一般取为0.15m；若有两个及以上横担时，还应加上横担间的垂直距离10kV线路一般用12m水泥杆，低压线路一般用8～10m水泥杆。
(3)架空导线
架空线路导线是传送电能的导体元件，运行中还将承受各种热效应和机械应力，所以对导线有如下要求:导电能力强、机械强度大、抗腐蚀、重量轻、价格便宜。农村配电线路一般采用裸铝绞线，居民密集的城镇低压配电线路宜采用绝缘导线。架空导线应采用符合国家技术标准的产品，禁止使用单股铝线、拆股线和铁线。
①架空导线截面的选择
架空线路所用导线的正确选择直接关系到线路的安全经济运行和供电质量，同时直接影响到线路投资。对导线截面的选择一般有以下几种方法：
Ⅰ、按允许载流量选:
当导线通过工作电流时，因电流的热效应会使导线温度升高，尤其是在导线接头处会因此而加快氧化，氧化又使接触电阻增大，使接头处温度进一步升高，形成恶性循环，将有可能造成接头处松脱或熔融。温度升高还将导致导线的机械强度下降、导电能力下降、绝缘导线的绝缘受到损坏，甚至造成导线烧断，所以对导线有一个最高允许温度。按允许载流量选择导线时，就是使负荷电流长期流过导线所引起的温升不致于超过最高允许温度。
Ⅱ、按经济电流密度选
对线路导线而言，有一个年运行费用最小的截面，称经济截面S。因此对应于不同材料和最大负荷利用小时数的线路导线就有经济电流密度J，经济电流密度J可从相关规程手册中查得
Ⅲ、 按允许电压损失选择
由于农村电力负荷的特点，使得农村配电线路往往延伸较长，导线上的电压降相对较大。为确保用户的电压质量，必须将线路电压损失限制在一定范围内，即按允许电压损失选择导线截面。Ⅳ、按机械强度校验导线截面
架空导线本身具有一定的重量，同时还要承受风雪、覆冰等外力，温度变化时还会因热胀冷缩引起受力变化，所以为了防止断线事故，导线应具有一定的机械强度，为此规定了导线的最小允许截面，见表4-3。
表4-3 导线的最小截面（平方毫米）
导线种类
10kV配电线路
低压配电线路
接户线
居民区
非居民区
铝铰线
35
25
16
绝缘线6.0
钢芯铝铰线
25
16
16
铜钱
16
16
直径3.2mm
绝缘铜线4.0
配电线路不应采用单股的铝线或铝合金线，高压配电线路不应采用单股铜线。三相四线制的零线截面，不宜小于相线截面的一半；单相制的零线截面应与相线截面相同。
②架空导线的排列
3.2.1 导线在电杆上的排列方式
高压架空配电线路一般采用三角形排列或水平排列，大多采用三角形排列；低压架空线路一般采用水平排列；多回路导线可采用三角形排列、水平排列或垂直排列。
3.2.2 三相导线排列的次序
三相导线排列的次序为：面向负荷侧从左至右，高压配电线路为A、B、C相，低压配电线路为A、O、B、C相。在一个地区内，零线的位置应统一并有明显的标志，零线应靠近电杆或房屋内侧，在垂直布置时零线应处于最下方。
（4） 拉线
拉线是用来平衡导线拉力和风力而设置的，以加强电杆稳定性防止倒杆。
Ⅰ、拉线的种类
图4-15 拉线的种类
①普通拉线：应用于终端杆、转角杆、分支杆等处，主要用来平衡固定性的不平衡荷载力，如图4-15（a）所示。拉线一般固定在横担下不大于300mm处，与电杆成45度角，若受地形限制，角度可适当增大或减小，但不应大于60度或小于30度。
②人字拉线：多用于中间直线杆，用来增强电杆防风倾倒能力，如图4-15（b）所示。
③水平拉线：电杆附近有道路等设施不宜装设普通拉线时，可安装水平拉线，。
④弓形拉线：又称自身拉线，如图4-15（d）所示，用在受地形或环境限制不能装设普通拉线处。
普通拉线通常由上、中、下三把组成。上把固定在抱箍上，中把是通过拉线绝缘子连接，下把通过花篮螺丝或UT型线夹与拉线棒连接。拉线的地下部分称底把，一般采用直径不小于Φ16的拉线棒，也可采用镀锌铁线。拉线在地下应固定在拉线盘上，拉线盘多采用钢筋混凝土块或石条。电杆拉线要装设拉线绝缘子，安装位置距地面应不小于3米。拉线一般宜用镀锌纲绞线，其截面应不小于1.2~1.5M，其拉拔稳定安全系数不应小于：直线杆为1.5，耐张杆为1.8，转角杆和终端杆为2.0。
（5） 横担与绝缘子
① 横担
横担的作用是支持绝缘子、导线等设备，并使线路导线间保持有一定距离，所以横担必须要有一定的长度和机械强度。
配电线路常用的横担有角铁横担、瓷横担和木横担三种。瓷横担是一种实心陶瓷构件，起绝缘子和横担的双重作用。10kV配电线路一般用瓷横担，而低压配电线路宜采用镀锌铁横担。
的截面应根据导线截面和根数选择，但10kV配电线路的角铁横担的截面不应小于63mm×63mm×6mm，低压配电线路的角铁横担的截面不应小于50mm×50mm×5mm。角铁横担的长度是根据导线根数、相邻电杆间档距的大小和线间距离决定的。档距越大，线间距离也应越大，以防风吹动导线时造成线间短路。
高压线与高压线同杆架设时，对于直线杆，横担间的垂直距离不小于800mm；高压线与低压线同杆架设时，直线杆横担间的垂直距离不小于1200mm，分支杆或转角杆横担间的垂直距离不小于1000mm；低压线与低压线同杆架设时，直线杆横担间垂直距离不小于600mm，分支杆或转角杆横担间垂直距离不小于300mm，。
横担一般应牢固安装在距杆顶300mm处，并处于水平位置。直线横担应装在受电侧，转角杆、终端杆、分支杆的单横担应装在拉线侧。高压配电线路的横担两侧应装撑铁，低压配电线路横担撑铁应装在面向受电侧的左侧。
②绝缘子
绝缘子又称瓷瓶，用来支承和固定导线，并保证导线与横担、电杆、大地间的绝缘。绝缘子的型式分为针式、柱式、蝶式、线轴式、悬式等。直线杆一般采用针式绝缘子或瓷横担；耐张杆、转角转宜采用蝶式或线轴式绝缘子；悬式绝缘子用于高压配电线路。
（6） 架空配电线路的施工步骤
配电线路施工前，应做好施工队伍的组织工作和有关安全措施，准备好施工用具和器材，复测线路初测时所打的标桩是否与设计资料相符及检查标桩有无移动或拔除等。
① 挖杆坑
按设计要求的桩位和电杆埋深挖杆坑，根据立杆机具和是否需要加装卡盘和底盘等情况确定挖成圆形或阶梯形杆坑。
② 组装电杆
对电杆、横担等材料认真检查后，在地面按杆型图组装。
③ 立杆
电杆组装完毕后，可用人力或吊车等机具立杆。立杆后回填土时，要边填边整，最后堆成0.3~0.5m高的土堆。
④ 安装拉线。
⑤ 架线
架线分为放线和挂线、紧线、绝缘子绑扎几个步骤。
⑥ 检查和试送电。
（7）架空配电线路的运行和维护
架空配电线路分布较广，在运行中受大气条件影响较大。为使线路安全经济运行，必须贯彻预防为主的方针，根据地区和季节特点，做好运行和维护工作，及时发现和消除设备缺陷和事故隐患，确保供电连续可靠性，降低线损和线路运行费用。
线路巡视分为定期巡视、特殊性巡视、夜间巡视、故障性巡视和监察性巡视，对农村配电线路的定期巡视应每季至少一次。
对杆塔巡视时要注意杆塔是否倾斜；电杆有无开裂、酥松；螺栓有无松动、脱落；基础有无损坏、下沉或上拔；杆塔的保护设施和防洪设施是否完好，标志是否清晰；横担有无锈蚀、变形；绝缘子有无脏污和损伤；铁脚、铁帽有无锈蚀和松动等。
夜间巡视是为了检查导线连接处和绝缘子缺陷，应由两人进行。
配电线路日常维护和检修工作的主要内容有更换和修补断股导线；处理接触不良的接头；调整导线弧垂；清扫绝缘子；调整拉线；对电杆进行培土、夯实；修剪线路附近的树木等。
（8）接户线与进户线
从架空线路的电杆到用户室外第一个支持点之间的引线称为接户线。
从用户室外的第一个支持点到室内的第一个支持点之间的引线称进户线。
①高压接户线和进户线
高压线路通过跌落式熔断器或柱上式开关引到建筑物，当导线截面较小时，可采用悬式绝缘子和蝶式绝缘子串联的方式固定在房屋的支持点上；导线截面较大时应采用悬式绝缘子和耐张线夹的方式固定在房屋的支持点上。高压进户线引入室内时，应使用穿墙套管。
②低压接户线
接户线不能在档距中间悬空连接，必须从低压配电线路电杆绝缘子上引接，接户线两端应绑扎在绝缘子上。接户线的档距不宜超过25米，超过25米时应加装接户杆。低压接户线应使用绝缘导线，其截面根据允许载流量选择，但最小截面不得小于表4-4所列值。
表4-4 低压接户线的最小截面（mm2）
架设方式
档距
绝缘铜线
绝缘铝线
自电杆引下
10m及以下
2.5
6.0
10~25m
4.0
10.0
沿墙敷设
6m及以下
2.5
4.0
接户线自电杆引下端和用户端，应根据导线拉力大小选用针式或蝶式绝缘子，接户线横担的长度应满足线间距离的要求。线间距离自电杆引下时不应小于150mm，沿墙敷设时不应小于100mm。
接户线不得跨越铁路或公路，并应尽量避免跨越房屋。对于农村配电网的低压接户线和周围物体的最小距离见表4-5。
表4-5 接户线对部分设施的最小距离
类 别
最小距离（米）
到通车道路的垂直距离
6.0
通车困难的街道、人行道
5.0
胡同、小道
3.0
到房顶
2.5
在窗户上方
0.3
在窗户下方
0.8
③ 低压进户线
同一个用电单位只应有一个进户点。进户点的位置应尽可能靠近供电线路且明显可见，便于施工维护，进户线所在房屋应坚固并不漏水。进户线应采用绝缘导线，其截面按允许载流量选择。
进户线长度不宜超过1米，若超过则需用绝缘子在中间固定。进户线穿墙时应使用绝缘套管保护，绝缘套管露出墙壁部分不小于10mm，为防止水进入管内，绝缘套管放置时应户内稍高户外稍低，同时进户线应做滴水弯并使弯头朝下。
六、其它配电装置
1、电流互感器
电流互感器的工作原理与变压器相似，其原理接线如图所示。
(1)电流互感器的特点
①电流互感器的一次绕组匝数很少(一匝或几匝)，并且串联在被测电路中。因此，一次绕组的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流无关。
②电流互感器二次绕组中所串接的测量仪表、继电器的电流线圈阻抗(即二次负荷阻抗)都很小，所以正常运行中，电流互感器在接近于短路状态下工作，这是它与变压器的主要区别
电流和电压互感器的原理接线
(2)电流互感器工作中的主要事项
电流互感器在工作中，二次侧不准开路，开路后在二次绕组中产生很高的尖顶波电动势，其峰值可达几千伏甚至上万伏，这对工作人员和二次回路中的设备都有很大的危险。同时，由于铁芯磁感应强度剧增，将使铁芯过热，损坏绕组的绝缘。为了防止二次侧开路，规定电流互感器二次侧不准装熔断器。在运行中，若需拆除仪表或继电器时，则必须先用导线或短路连接将二次回路短接，以防开路。
(3)电流互感器的接线
1)单相接线，见图(a)，常用于三相对称负荷的电路，只测量一相电流。
2)星形接线，见图(b)，可测量三相负荷电流，监视各相负荷的不对称情况。
3)不完全星形接线，见图(c)，广泛用于三相负荷平衡或不平衡的电路中，例如，三相两元件功率表或电能表，便可用不完全星形接线，流过公共导线上的电流为A、C两相电流的相量和为这Ia+Ic=-Ib
2、电压互感器
(1)概述
电压互感器有一次绕组、二次绕组、铁芯接线端子和绝缘支持物等组成，其工作原如图所示。电压互感器一次绕组具有较多的匝数N1，并联接于被测电路的两端，其绝缘等级与实际系统的电压相应。二次绕组具有较少的匝数N2，可接通测量仪表或电能表的电压线圈，二次额定电压通常为100V。
电压互感器正常工作时可以看作是一台空载运行的降压变压器。当一次绕组接于电源电压时，在一次绕组中流过空载电流，在铁芯中产生磁通，使二次绕组中产生感应电压
式中U1--电压互感器一次电压，V；
U2--电压互感器二次电压，V；
N1--电压互感器一次匝数，匝；
N2--电压互感器二次匝数，匝；
K--电压互感器变比。
在电能计量装置中，采用电压互感器后，电能表上的读数，乘以电压互感器的变比，就是实际使用电量。电压互感器的型号由字母符号和数字组成，其含义如下：
双绕组电压互感器工作原理图
(2)电压互感器的接线方式
(a)一台单相互感器接线：(b)、V-V接线；(c)Y-Y。接线；(d)三相五柱式电压互感器接线；(e)三台单相三绕组电压互感器接线
图(a)所示为一台单相电压互感器的接线，可测量35kV及以下系统的线电压，或110kV以上中性点直接接地系统的相对地电压。
图(b)为两台单相电压互感器接成V-V形接线，它能测量线电压，但不能测量相电压。这种接线方式广泛用于中性点非直接接地系统。
图(c)所示是一台三相三柱式电压互感器的Y-Y。形接线：它只能测量线电压，不能用来测量相对地电压，因-次侧绕组的星形接线中性点不能接地，这是因为，在中性点非直接接地系统中发生单相接地时，接地相对地电压为零，未接地相对地电压升高倍。
图(d)是一台三相五柱式电压互感器的Y。-Y。/△接线，其一次侧绕组和基本二次绕组接成星形，且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。因此，三相互感式电压互感器可测量电压和相对地电压，还可作为中性点非直接接地系统中对地的绝缘监察以及实现单相接地的继电保护，这种接线广泛应用于6～10kV屋内配电装置中。
3、剩余电流保护器
剩余电流保护器也叫剩余电流保护器, 是在三相四线制系统中,让三相导线与零线一起穿过一个零序C.T，接地短路或人身触电时,利用KCL原理,iA+ iB+ iC+ iN= id≠0而构成剩余电流保护。
①三相式
三相式剩余电流保护的具体做法是在被测的三相导线路上与中性N上各装一个C.T，或让三相导线与N线一起穿过一个零序C.T， IA＋IB＋IC＋IN=Id正常时为零，单相接地或触电时不为零。
②单相式
(2)低压电网中剩余电流保护器的配置
农村低压电网线长、点多、面广，受复杂地理位置限制，低压电网布局极为困难，针对农村低压电网事故多发生在低压分支线、下户线及室内配线这一特点，
农村低压电网宜采用三级保护，即：
① 一级低压总保。该保护安装于配电变压器出线侧，主要保护低压主干线，并作为二、三级保护的后备保护。
②二级低压分保。该保护介于一、三级保护中间，主要保护低压各分支线、下户线，并作为三级保护的后备保护。
③ 三级低压家保。该保护安装于电表出线侧，主要用于室内配线及家用电器的保护。
(3)三级剩余电流保护器的配合
漏电保护开关的选择主要由所保护的范围及人体安全电流来决定:
①三级保护:一般选择动作电流在10～30mA，动作时间为0.1s左右。
②二级保护:一般选择动作电流在50～100mA，动作时间0.3～0.5s。
③一级保护:一般漏电动作电流宜选择在100mA以上，动作时间0.5s以上
（4）常用的剩余电流保护器
①、DZISL型漏电
目前农村常用的DZl5L-40、60、100型漏电，适用于交流电压380V、电流10～100A、配电变压器中性点直接接地的系统中。当人身触电或设备漏电时，漏电能迅速分断 故障电路，保护人身和设备的安全，同时还具有过载及短路保护的作用。
DZl5L型漏电自动开关系电流动作型、纯电磁式快速动作剩余电流保护器，零序电流互感 器主要由高导磁坡莫合金制造的、并带有过载及短路保护的自动开关组成。
剩余电流保护器按额定漏电动作电流分为30、50、75、100mA四种；按主开关用途分为保护配电线路用和保护电动机用两种；按极数分为三极和四极两种，按过电流脱扣器额定电流分，DZl5L-40分为10、15、20、30、40A五级，DZl5L-60分为10、15、20，、30、40、 60A六级，DZL-100分为60、80、100A四级。
②LK-ZC45型剩余电流保护器
LK-ZC45型剩余电流保护器，由C45N小型自动开关与漏电部分拼装组合成剩余电流保护器，具有过载、短路、和漏电保护的作用，主要用于家庭、宾馆等漏电保护。
型号含义：
LK-ZC45型剩余电流保护器主要性能如表所示。
参考资料：http://www.shp.com.cn/news/info/2007/8/6/1410021064.html