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为什么下雨天户外的高压电线的电不会通过雨水入地短路?下雨天在高压电线下有危险吗?

作者:电气设备网
文章来源:本站

  我国的电压等级主要是10千伏(1万伏)、35千伏、110千伏、220千伏、330千伏、500千伏、1000千伏。1000千伏也是世界上最高的电压等级。前苏联有1200千伏电压等级的线路,但属于实验线路,现在估计已经退出运行了。

  这么高的电压下如果使用绝缘材料覆盖线路是不现实的(10kV除外):一是绝缘材料会妨碍导线散热,降低其载流量;而是会大幅度的提高其成本;三是会大幅提高线路重量(绝缘材料的重量可能比导体还重),使得施工难度加大,甚至使得施工无法进行。

  举例:10kV架空线路的造价大约为每千米20余万,电缆造价200余万。电缆(绝缘全部覆盖)的造价是架空线路的10倍。电缆的维护成本也高于架空线路。

  所以输电线路使用绝缘子与杆塔连接的。导体是暴露在空气之中的。

  在高电压等级下,空气也不是完全绝缘的,500kV的安全距离是8.5米。也就是说,保持这个距离就能保证安全,这也是考虑到各种气象条件下的距离。大雨天气,在500千伏的线路下打金属骨架的雨伞,手会有点麻酥酥的感觉,这就是感应电了。我没有试过,但有同事试过。

  至于雨水为什么不会导电这个问题,我必须要告诉你,你看到的雨丝,实际上是雨水下落速度太快,在你眼里留下的残影。雨实际上是一滴一滴的,它们中间有不小的空气间隙,所以雨是不导电的。

  绝缘子是做了防雨设计的,它的耐压余度非常充足,它的盘状结构大大增加了电弧的爬距。实际上,绝缘子是不怕雨水打湿的,反而雨水能清洗上面导电的灰尘。它最怕的是大雾天气,被雾气浸湿的灰尘会造成绝缘击穿,造成线路跳闸。还有就是雷电会破坏绝缘子的绝缘。

  顺便说一下,无论电压等级有多高,它都是工频(50赫兹)电流,它产生的电磁辐射是对人体无害的。我数十万干运行工作的同事已经做了这个人体实验数十年了。在90年代及以前,边远地区变电站的运行人员是住在变电站里面的,他们的孩子也在变电站里长大(我隔壁的同事就是在变电站里长大的),这些事实已经证明了工频电磁辐射对人体无害。实际上,你家里密布的电线一样会有工频电磁辐射,和高压的电磁辐射并没有什么区别。

  高压线离地很高。

  每一个电压等级,对应一个安全距离。比如10kv电线的安全距离是6.5米,大于等于这个距离,是安全的。

  雨水不是连续成线的,它是一滴一滴的,所以不会入地短路。我们需要考虑以下几种情况:

  1.放电。

  下雨天空气潮湿,特高压电线达到了100万伏,会不会产生短路?这涉及到一个电气名词:放电。

  所谓放电,就是带电体电压相当高,使周围的空气电解游离,空气导电,发出光晕。比如电焊时产生的电弧。

  放电在工程上是做过试验的,一般来说尖端放电厉害,放电电压低。如果把电线做的圆润光滑,可以提高放电电压,有效避免放电现象。

  2.闪洛。

  上面说到,电线通过空气不会放电。那电线总要有支撑,支撑电线的我们叫绝缘子。绝缘子一般是瓷做的,所以也叫做瓷瓶。瓷瓶直接连着电线,瓷瓶会不会对空气放电?这涉及到另一个电气名词:闪洛。

  闪洛:高压线路的绝缘子击穿周围空气或者水的放电现象。

  有同学问了,设计时已保证电线之间的空气不发生击穿(放电),那还会发生支撑绝缘子之间的空气击穿(闪洛)吗?

  答案是,会的。试验证明闪洛电压,总是低于放电电压。也就是说比较容易发生闪洛。尤其是绝缘子污浊,空气潮湿时,这时候又有一个电气名词:污闪。

  污闪是在会发生的。所以需要维护人员,定期检查清理绝缘子。

  3.爬电。

  解决了电线对空气的放电,解决了绝缘子对空气的闪洛,就高枕无忧了吗?

  非也。绝缘子是挂在铁塔上的,而铁塔直接连着大地。正常情况下,绝缘子嘛,当然是绝缘的。但是特高压也不是吃素的,绝缘子表面会有灰尘,下雨时会有水。有水有灰的绝缘子,就不是完全绝缘了。

  这时候引出一个电气名词:爬电。

  高压电沿着绝缘子表面,往另一端(铁塔等接地设备)放电。并且留下脉络痕迹,像虫子爬行的痕迹。也不知道哪位电气前辈给取了一个形象的名词,叫爬电。

  把绝缘子做的足够长,再把绝缘子(瓷瓶)做成一节一节的波纹状,能延长爬坡距离,下雨天能阻断水流,电就爬不出来了!

  对高压电来说,爬不通不代表不爬,还有更复杂的情况,这就需要看专业书了。

  高压电,是人们输送电力的一种形式,输送的距离越远,需要的电压等级就越高。目前我国在建的最高的输电电压等级是从南阳--荆门--长沙的1000千伏输电线路。以下还有800千伏、500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、66千伏等超、特高压电压等级。

  很多人都很奇怪,这么高的电压,下大雨的时候,为什么电压不会通过雨水对地发生短路?下面就和大家说说这个问题。

  一,高压线对地安全距离足够。

  我们在城市中,最常见的高压线就是10千伏的线路,你知道10千伏的对地最小放电距离是多少吗?可能你都想不到,在理想条件下,10千伏最小对地放电距离是9毫米。当然,这是在理想条件下,实际上最小放电距离与与大气条件密切相关,比如空气污染状况、空气湿度等状况,都在影响着这个放电距离。

  但是我们看到,城市里的10千伏高压线,每一条都是在不低于10米的高度运行,这么远的距离,即使下大雨,也不会对地放电。

  二,雨水是否导电?

  我们知道,水本身是不导电的,人们之所以认为水会导电,那是因为在绝大部分情况下,电,是通过水附着的物体传导过来,比如被水浸泡了的木材,河床下的淤泥等,而纯净水本身并不导电。

  现在说到雨水,雨水的成分非常复杂,因此,雨水是导电的。但是,我们看到的雨水,并不是一根完整的“水线”,而是一滴一滴,中间有一定的间隙这样排列下来。 这些间隙虽然不大,但是,这些间隙合起来,足以大于几公分的距离,这个距离,完全可以阻止10千伏线路的对地放电。因此,下再大的雨,高压线也不会因为下雨而对地放电。

  三,瓷瓶都湿了,为什么也不会放电?

  首先,瓷瓶的本身就具有很高的绝缘强度,完全阻止了高电压对其击穿。而瓷瓶在设计制造时,在瓷瓶的下端,又增加了很多沟槽,这些个沟槽有三个作用 : 一个作用是防止大气中的灰尘对瓷瓶全方位的沾污,另一个作用就是防止雨水对瓷瓶的全覆盖,也就是说,不管下多大雨,那些弯弯曲曲的沟槽里也不会淋湿。还有一个作用,就是增加瓷瓶两端之间的线距离,专业名词叫做“爬距”。爬距增大了,可以防止电压在瓷瓶两端的泄露。也叫做“闪络”。

  在上述这些保证条件下,即使下大雨,也不会发生高电压通过瓷瓶对地放电。

  在上面的介绍中,我们反复提高的“距离”两个字,就是要告诉我们,保持足够的安全距离,是我们人身安全的保证。因此,遇到下大雨,最好远离高压线的下方,不管客观上有多少安全措施,我们离得越远,安全才越有保障。

  为什么下雨天户外的高压电线的电不会通过雨水入地短路?

  答;主要是因为串联在高压电线上的绝缘子起了关健性的作用。

  这些绝缘子不但要绝缘耐受工频电压(每片晴天要耐受70kv的工频50HZ,下雨受湿耐受40KV)。绝缘子不仅需要绝缘这个参数,还必须具有最小机械破坏负(KN),简单来说就是把杆距(或塔距)之间的高压电线牢牢的挂在上面,而不掉下来。不同型号的绝缘子,它的拉力是不一样的。

  例如FC70/127,它每片必须有70KN,FC100必须在100kN,FC160/155必须在160kN。下面有一个表格来说明各型号的绝缘子的各种技术参数。

  对于不同电压等级的高压输送电路,电力工程的设计师们均安国标GB来施工。为了对线路的技术安全,均采用多个绝缘子串联运行,这是充分考虑了极端恶劣天气,不至于使高压电线的电流,由于导线对地的绝缘不好,而对地放电或短路。下面是一个35KV终端杆高压引下线。

  平时下雨风力有大有小,雨水不可能垂直往下,为了保证高压10KV不因绝缘问题,对地放电,它上面有扇型大雨伞,且内面是凹进去的,这样雨水不可轻易举淋进凹2伞,而凹2扇与凹3进一步缩小扇型面积和弧弦角度,这样风吹雨打时,绝缘子内面还处于干燥或比较干燥状态,高压电线的电流很难与绝缘子配合,而对地放电或短路。

  知足常乐2022.4.26于上海。

  答案是一般不会,首先雨水虽然导电,但雨水并不是连起来的,它们的本质还是滴状的,既然高压线和地面之间,没有形成一个完整的回路,所以高压电就不会通过雨水,将电导入地下,并且形成短路的现象。

  其次高压电线上的绝缘子,也为高压电的绝缘,起到了关键性的作用,我们都知道高压电线和铁塔之间,有一个陶瓷质地的绝缘子,这个绝缘子的作用,无非就是隔绝高压电线和铁塔之间的电流流通,如果没有绝缘子的存在,高压电流就会顺着铁塔,导入地面。

  那么在平常的时候,由于天气晴朗,绝缘子的表面也是干燥的,高压电流自然就被绝缘子所阻断,但一旦遇到下雨天,绝缘子的表面布满了雨水,电流就有可能顺着雨水进行流动,和架设高压电线的铁塔连接在一起,然后电流也就可以导入地面了,那么这种现象,我们称之为爬电。

  当然了,对于爬电解决方案,其实还是在于绝缘子本身,如果我们把绝缘子制造的足够长,并且设计成盘状或者波浪状,就可以增加爬电的距离,避免高压电流可以利用潮湿的绝缘子,导入地面的可能性,而且现在的绝缘子,一般都是防水的,它们一般不怕雨水的冲击。

  不过绝缘子虽然不怕雨水,但它却害怕一些大雾天气,这些天气会让绝缘子的表面附上一些杂质,然后降低绝缘子的绝缘性,造成绝缘击穿的现象,而绝缘击穿一旦发生,极有可能发生线路故障,从而导致的大规模的停电事故,所以绝缘子需要定时的清理,环境好的地区,一般是一年一次,而污染较为严重地区,则一年要清洗两次。

  那么这个问题的答案,其实已经非常清楚了,在一些暴雨的天气,高压电之所以不会短路,和绝缘子的关系是密不可分的,绝缘子隔绝了高压电流的异常传输,让整个电力系统保持稳定,而且从某种角度来说,一些暴雨的天气,反而清洗了绝缘子表面的杂质,杜绝了绝缘击穿的发生。

  下雨天户外的高压电线的电今不会通过雨水入地短路?回答问题之前先看看有哪些可能漏电入地的途径?又是采取什么措施的?

  第一,电线与铁塔之间可能漏电。用望远镜观察或请教电工,就会发现电线与铁塔吊之间有陶瓷做成的绝缘子,它的外型决定了雨天时他的表面浸水面是不连续的,保证绝缘不漏电。

  第二,暴雨时雨线可能漏电。其实无论雨多大,除非暴布,电线到电面的雨线是不连续的(视觉错觉连续),所以不会有电经雨水短路。

  第三,高压电电压高,电线附近有强电场,可能电离空气短路。由于电线架得高,超过安全高度,该电场强度不足以在电线与地之间形成连续的电弧,所以不会短路。如果高压线正下方有高树,缩短了电线与地的绝缘矩离,可能会通过电离放电而漏电。对人有危险。

  第四,浓雾天和下雨天的道理一样。空气湿度大,会产生电孤放电,但不会短路。

  最后说一下,纯净水纯净水纯净水是电的不良导体。但由于空气中的尘埃丶二氧化硫等气体溶入雨水中,雨水是导电的。不纯的水都导电,其导电性能视杂质而定。

  铁路牵引电25万千伏电,下雨在铁路打伞行走金属伞杆确实麻人,不过是安全的,要说电无辐射,那是假的,电力火车司机下班要消磁,而他们的寿命会减少,很多人都不愿当火车司机,所以工资是铁路各工种最高的。

  从理论分析高压线,特高压线下雨天对地是有漏电现象的。为什么呢?正常高压线特高压线的安全距离都在3~8m左右,代表着高压电在空气中有击穿放电的现象。特别是大雨天空气湿度和雨点不断的与地面接触,雨点中有大有小还有细小的,湿度等因素都会给高压特高压电对大地漏电。电压、电流是条件因素决定的,施工中每个输电塔都有单独接地装置及雷电、漏电安全等。我曾经小时候见过,那是我不懂得只看见大人春天为了抗旱打井用Φ70的铁管打井。那时农村人不懂电,铁管7~8m长。在高压线下挖个坑放入水用铁管人伪上下用力打,结果铁管打入底往外取管时钢管的距离与高压线就产生了对地短路连人一块往上吸待人管离地的同时火光四溅一阵翁翁声响跌落下来,当时不知啥原因人没伤着。现在分析可能火光四溅的同时空气短路变为开路,人离地没有很大电流就避免电伤人的事故。这个事说明一个问题空气湿度特高压电高压电容易击穿空气而漏电。

  很少有人回答到点上。这是因为高压线和铁塔之间有绝缘子。绝缘子一般户外用陶瓷的,每片绝缘子耐受电压是一定的,输送多少电压等级的用多少片绝缘子。另外再考虑污秽等级,下雨下雪融雪等安全余量,多加多少片绝缘子。绝缘子表面是憎水基水成珠状不连续,就保证了下雨时也不会接地。另外绝缘子不怕下雨,怕污秽,易闪络,因此有条件的地方定期会用纯净水冲洗绝缘子,注意还是带电作业哟。

  国家有关标准规定,1000V以上的电路为高压电路。

  一般35KV以下的高压线路,可以有2种敷设形式: 高压电缆和架空线路。高压电缆在本题不作讨论。超过35KV的高压线路基本上均采用架空线路敷设。

  根据电压等级不同,设计不同的杆塔高度,间距,保证足够的对地安全距离。杆塔通过绝缘子与电线连接,不同电压等级,绝缘子的形式与数量不同,以保证足够的绝缘电阻和爬电距离。

  运行中的高压线路,会存在2种对地电流(泄漏电流):

  1. 高压线路与大地的平行关系,形成一个电容效应泄漏电流;

  2. 绝缘子不是完全绝缘的,存在一定的绝缘阻值。这就会产生绝缘子泄漏电流。

  以上2种泄漏电流通过设计优化,可以控制在很小范围,一般为毫安级,不会影响正常使用。

  下雨天对高压线路泄漏电流的影响也分为2部分:

  1. 空气变潮湿,等于改变了电容介质的参数,使电容量加大,所以电容泄漏电流也会变大一点。严重时,可在阴雨天气看到高压电线的电晕存在。为防止电晕,高压线路会设计为分裂导线。

  2. 雨水会淋湿绝缘子表面,减小绝缘电阻,使绝缘子泄漏电流增大。绝缘子一般以陶瓷材料制作,表面光滑,不会积水,所以不会大幅降低绝缘电阻。但是,当绝缘子表面受微生物污染时,容易积水。这时会看到绝缘子发生闪烁现象,严重时会发生击穿,引起短路。

  

为什么下雨天户外的高压电线的电不会通过雨水入地短路?下雨天在高压电线下有危险吗?

  

为什么下雨天户外的高压电线的电不会通过雨水入地短路?下雨天在高压电线下有危险吗?

  

为什么下雨天户外的高压电线的电不会通过雨水入地短路?下雨天在高压电线下有危险吗?

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