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高压电线为什么没有绝缘外皮?这个冷常识你知道吗

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高压电线为什么没有绝缘外皮?这个冷常识你知道吗

发布日期:2021-02-23 编辑: 点击:


高压输电线路的输电电压大多在1万伏特以上,有些线路的电压高达10万伏、50万伏,如果要给这样的线路包绝缘层的话,普通电线的绝缘层厚度是远远不够的。大家平时家里的电线,电压只有220V,只要用一层薄薄的绝缘层包起来防止人和火线接触就能防止触电。但是高压设备就不一样了,人站在高压设备旁边一定的距离,即便不接触也还是会造成触电的。


高压造成的触电可以分为跨步电压触电和高压电弧触电两种类型。跨步电压触电是指高压输电线如果跌落在地面上,有电流流入大地后,接地点附近电位会向远处逐渐降低,那么人两脚所站的位置就存在电压差,电流流过人体造成触电,这就是跨步电压触电。


高压线路和带电设备在正常运行时,所带电压常常是几万伏甚至是几十万伏。在人体、物体离它们较近时,这些高电压有可能击穿它们与人体、物体之间的空气,通过人体产生放电。这就是所谓的高压电弧触电。

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新的规程上将1kV以上的电压等级定义为高压,现在在城市中的架空线路(街边电杆上的那种)基本上都是10kV线路,不出意外的都已经换成了绝缘线,也就是“包上了绝缘层”,这个绝缘层的厚度不高,所以对造价的影响不大,由于10kV的线路与公众接触的机会比较多,所以绝缘线能提高运行的安全性,这是非常值得的。


如果将110kV及以上的线路做成绝缘线,它的绝缘层的厚度就非常大了,带来的结果是,成本大幅度的提升,而且带来了一些技术上的难题。首先是散热不好,为了降低散热,就只有降低其载流量,实际上也提高了成本。二是,如此沉重的线路,其强度将大大下降,线路的跨度将降低,需要多建铁塔。三是,安装施工难度将大大提高,在一些道路不通的地方,可能无法进行施工。


所以,如果将110kV及以上的线路改成绝缘线,成本将至少提高3~5倍,每年的电力投资都是有限的,如果采用绝缘线将少建设3~5倍的线路,这对国家的经济建设是非常不利的。所谓绝缘层,说白点就是起到绝缘安全作用,这种绝缘体对于高压线来说,就是一个摆设,因为在高压面前,空气都是可以击穿导电,绝缘更是毫无作用。


正常情况下,10千伏的高压就可以击穿1厘米以上的空气导电,按照国家的技术规范,高压输电线的架设都必须使电线远离地面或建筑物,其距离至少在数米乃至数十米远,因此,在输电线与地面或建筑物,亦即人可能出现的地方,中间间隔着充满空气的空间距离。


空气本身就是良好的绝缘体,其击穿电压一般在3千伏/毫米以上,与普通树脂类绝缘塑料的效果相当,也就是说,比如对一条110千伏的高压输电线,理论上只要距离人40毫米以上,人就是安全的。但实际的间隔距离一般都在5米,亦即5000毫米以上,少也在2米以上。一般情况下,不用包裹任何其他绝缘体,只要保持一定的空间距离,空气就能起到良好的绝缘作用,人身安全是有充分保障的。如果给高压线包裹上比如树脂类的塑料绝缘体,一则大大增加了电线制造的经济成本,二则增加了电线的重量和架设难度。因为绝缘塑料与空气的绝缘效果差不多,然后高压线的安全性却没得到任何提高,所以是得不偿失的。


裸露高压线的唯一危险,是断裂后落在地面或建筑物上,就会造成很大触电风险。电力部门对电线的强度、架设技术和日常检查方面都有很高的要求,足以防范断裂漏电的危险,仅在某些不可抗的自然灾害,比如地震、火灾和洪灾发生时,需要及时断电,以防可能的漏电危险。万一发现高压电线断裂落地,安全的做法是与之保持至少20米以上的距离,以防止触电事故发生。而室外架空线路,只要架设到一定的高度,架空线下面和附近没有建筑物,不管是高压还是低压,都是采用裸导线,这样可以降低建设成本。


高压和低压一般都是裸导线,在城市老城区的低压架空线附近,建筑物较密集,一般带用绝缘层的电线。由于高压线对绝缘层的绝缘要求很高,施工工艺复杂,成本高,一般还是用裸导线,采用增加架空线的高度来防止触电事故。为了美观和安全,现在城市新城区已经看不到架空线,高压和低压线路都埋在了地下。实际上,也有高压线路包上绝缘层的,就是高压电缆,除非万不得已,是不会采用的,它的造价10倍于普通的架空线路。同样截面的导线,电缆的载流量还小于架空线路,这还是在电缆采用了铜的情况下(架空线路用的铝)。


由于电力系统制度、规程和技术的不断完善,触电事故已大大降低,一般民众接触10kV以上电压等级的可能性不大,也很少会发生10kV以上电压等级的触电事故。所以,这种高电压等级的线路完全没有必要采用绝缘线。


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