避雷线都是跟铁塔相连的,为的是把雷击时的电流能顺着铁塔引到地里面去。不过在接的时候,避雷线和杆塔中间是有段绝缘体或绝缘子的,仔细看,能看到跳线。这样的目的是可以在雷击时方便击穿泄流,同时在平时减少输电损耗。如果避雷线直接连着铁塔,则线中对导线的感应电流会直接流入大地,导致输电损耗。
避雷线一般都高电压等级的空旷地区的输电铁塔用,咱们看到的电线杆上一般很少有避雷线:一是电线杆一般是在城市内,有其他更高的建筑可以被雷劈;二是本来低电压等级的电线杆就送不了多少电,还要架根避雷线的成本就高了。
避雷线下面就是输电线路了,根数都是3的倍数,3根线的叫一回线,6根线的叫两回线,12根的就叫四回线了,每一回里都有ABC三相的三根线。开头的那张图我们就叫“同塔四回”线路。之所以一个塔上有多回线路,主要是考虑输送容量和占地面积,所以也衍生出了“线路长度”和“回路长度”的概念,对同塔双回而言,回路长度是线路长度的2倍,以此类推。下图也是两个同塔四回的线路,如果是不同电压等级的,则上面导线的电压要高于下面导线的电压,电压越高对地的安全距离要求越高。
两种不同布置的同塔四回线路
避雷线和输电导线其实也很好区分,一个是直接顶在杆塔上的,一个是需要用绝缘子串悬挂在杆塔上的。杆塔上是地电位,没有绝缘子串的绝缘,导线就直接对杆塔短路了。看输电线路,能分清电压等级是首位的,这决定了是哪条线,大概输送多少功率,输送多远距离。
怎么一眼看出输电线路的电压呢?秘诀是“三看”:看导线分裂数、看绝缘子串长度、看杆塔高度。
1看导线是几分裂的
先说分裂数,正如下面这张图片显示的,对于ABC三相中的每一相导线,都是分成好几股的,比如下面这个1000千伏特高压输电线路就分了8股,叫“八分裂”导线。之所以一相导线要分裂成好几股,是要把导线的“等效直径”扩大,相当于用几股较细的导线(相对较细,其实也有女生的手腕子粗),围成一个近似圆形,相当于把整相的导线直径“等效”扩大了。
扩大“导线直径”有这么几个原因:
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。