第五章电力线路

1、第五章电力线路 第五章第五章 电力线路电力线路 电力线路按其结构来说分为架空线路和电缆线路。电力线路按其结构来说分为架空线路和电缆线路。 一架空线路的结构一架空线路的结构 架空线路主要由导架空线路主要由导 线、避雷线、杆塔、横线、避雷线、杆塔、横 担、绝缘子和金具等部担、绝缘子和金具等部 件组成，如图所示。件组成，如图所示。 图图5-1 架空线路的结构架空线路的结构 第一节第一节 架空线路架空线路 第五章电力线路 架空线路架空线路 第五章电力线路 钢芯铝绞线截面示钢芯铝绞线截面示 意图意图 导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐 蚀

2、、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 导线的结构型式：架空线一般采用裸导线。导线的结构型式：架空线一般采用裸导线。 导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。 裸导体没有绝缘层的导体，其中包括 铜、铝、钢等各种金属和复合金属圆单线、各 种结构的架空输电线用的绞线、软接线、型线 材等。 第五章电力线路 架空导线的型号有：架空导线的型号有： TJ铜绞线铜绞线 LJ铝绞线，用于

3、铝绞线，用于10kV及以下线路及以下线路 LGJ钢芯铝绞线，用于钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路及以上线路 GJ钢绞线，用作避雷线钢绞线，用作避雷线 第五章电力线路 F按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。 F按用途分按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔 （承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。 杆塔的分类杆塔的分类 横担：其作用是用来固定绝缘子，并使各相导线之间保持横担：其作用是用来固定绝缘子，并使各相导线之间保持 一定的

4、距离，防止风吹摆动而造成相间短路。常用的有木横一定的距离，防止风吹摆动而造成相间短路。常用的有木横 担、铁横担和担、铁横担和瓷横担瓷横担三种。三种。 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安 装方式和使用地点等。装方式和使用地点等。 杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与 大地之间保持一定的安全距离。大地之间保持一定的安全距离。 第五章电力线路 “ 第五章电力线路 l 直线杆塔直线杆塔 l 转角杆塔转角杆塔 l 耐张杆塔耐张杆塔 l 终端杆塔终端杆塔 l 换位杆塔换位杆塔

5、l 跨越杆塔跨越杆塔 用来悬挂导线，仅承受导线自用来悬挂导线，仅承受导线自 重、覆冰重及风压，是线路上重、覆冰重及风压，是线路上 使用最多的一种杆塔。使用最多的一种杆塔。 装设于线路的转角处，必须承装设于线路的转角处，必须承 受不平衡的拉力。受不平衡的拉力。 又称分段杆塔或承力杆塔，用又称分段杆塔或承力杆塔，用 来承担线路正常及故障（如断来承担线路正常及故障（如断 线）情况下导线的拉力，对强线）情况下导线的拉力，对强 度要求较高。度要求较高。 设置在进入发电厂或变电所线设置在进入发电厂或变电所线 路末端的杆塔，由它来承受最路末端的杆塔，由它来承受最 后一个耐张段内导线的拉力，后一个耐张段内导线

6、的拉力， 以减轻对发电厂或变电所建筑以减轻对发电厂或变电所建筑 物的拉力。物的拉力。 用在用在110kV110kV及以上的电力线路中，及以上的电力线路中， 是为了在一定长度内实现三相是为了在一定长度内实现三相 导线的轮流换位，以便三相导导线的轮流换位，以便三相导 线的电气参数均衡而设计的一线的电气参数均衡而设计的一 种特殊杆塔。种特殊杆塔。 位于线路跨越河流、山谷等地位于线路跨越河流、山谷等地 方，因中间无法设置杆塔，档方，因中间无法设置杆塔，档 距很大，故其高度较一般杆塔距很大，故其高度较一般杆塔 为高。为高。 第五章电力线路 v瓷横担的特点：有良好瓷横担的特点：有良好 的电气绝缘性能，兼有

7、的电气绝缘性能，兼有 绝缘子和横担的双重功绝缘子和横担的双重功 能，能节约大量的木材能，能节约大量的木材 和钢材，有效地降低杆和钢材，有效地降低杆 塔的高度，可节省线路塔的高度，可节省线路 投资投资30%40%。 第五章电力线路 常用的绝缘子主要有常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式针式、悬式和棒式三种。三种。 针式绝缘子：用于针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。转角杆塔上。 悬式绝缘子：用于悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（缘子串使用（35kV为为3片串接；片串接；60

8、kV为为5片串接；片串接；110kV为为7片片 串接）。串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以及以 下线路应用比较广泛。下线路应用比较广泛。 金具金具：是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称：是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。 绝缘子：用来将导线固定在杆塔上，并使带电导线之间、导绝缘子：用来将导线固定在杆塔上，并使带电导线之间、导 线与横担之间、导线与杆塔之间保持绝缘线与横担之间、导线与杆塔之间保持绝缘。 第五章电力线路 架空线路器件 第五章电力线路 高压针式绝缘子高压针式绝缘子 低压针式绝缘子低压针式绝缘子 高压线路

9、拉棒绝缘子高压线路拉棒绝缘子 高压线路瓷横担绝缘子高压线路瓷横担绝缘子 线路盘形悬式绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合针式绝缘子 复合棒式绝缘子复合棒式绝缘子 第五章电力线路 线路金具、线路金具、U型抱箍、挂板型抱箍、挂板 杆顶帽、拉线抱箍杆顶帽、拉线抱箍 第五章电力线路 二架空线路的敷设二架空线路的敷设 正确选择线路路径；正确选择线路路径； 确定档距、弧垂和杆高确定档距、弧垂和杆高 ； 档距档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空 线路的档距（或跨距）。线路的档距（或跨距）。 弧垂弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最

10、低：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。点的垂直距离称为弧垂。 说明：线路的档距、弧垂与杆高互相影响。档距越大，杆塔数量说明：线路的档距、弧垂与杆高互相影响。档距越大，杆塔数量 越少，则弧垂增大，杆高增加；反之，档距越小，杆塔数量越多，越少，则弧垂增大，杆高增加；反之，档距越小，杆塔数量越多， 则弧垂减小，杆高降低。则弧垂减小，杆高降低。 第五章电力线路 第五章电力线路 F三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； F三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列； F多回

11、路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可 全部垂直排列；全部垂直排列； F电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在 上面，电压较低的线路应架设在下面；上面，电压较低的线路应架设在下面； F架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面， 通讯线路应在下面。通讯线路应在下面。 确定导线在杆塔上的确定导线在杆塔上的排列方式排列方式 第五章电力线路 三、导体截面选择 al %UU min SS 发热条件（允许温升条件长时允许电流）查教材附表7 I

12、I caal 2. 电压损失条件 3. 短路热稳定条件 4. 经济电流条件 所谓经济电流是按电缆的初始投资与使用寿命期间的运行费用综合经济 的原则确定的工作电流（范围）查教材表5-3。 5. 机械强度条件（查教材表5-2） 架空裸导线因其散热性好可不做热稳定校验。 ca ec ec I S J 第五章电力线路 四、煤矿供电能力的核定 al I I 3cos al N P I U 包括电源和线路的供电能力两方面。 （一）、线路供电能力必须同时具备以下条件 1、导线上的实际最大工作电流不得超过 即： 2、线路电压损失5% 即： 2 %100% 5% N PRQX U U 第五章电力线路 供电线路的

13、供电能力为： 式中：P取以上两者最小值； W吨煤电耗去上年度实际数。 4 330 16 10 l P A W 第五章电力线路 （二）、电源供电能力 4 cos 330 16 10 N T S A W 矿井的供电能力取Al、At较小值。 第五章电力线路 几根（单根）绞绕的导线 6kV级及以上电缆采用 使导体与导体间及导体与保护层之间相互绝缘 导体: 屏蔽层: 绝缘层: 结 构 包覆层 增加电缆绝缘的耐压作用，并且防水、防潮 铠装层: 外被层: 内护层: 外护层 防止受到外界的机械力作用 保护铠装层、防腐 一. 电力电缆的结构 第二节第二节 电缆线路电缆线路 第五章电力线路 二、电缆的分类 （一）

14、铠装电缆 橡皮绝缘电缆弯曲性能较好，能够在严寒气候下敷设，特 别适用于水平高差大和垂直敷设的场合。 （二）橡套电缆 机械强度大不易弯曲用于固定敷设。分钢带、钢丝铠装。 分为普通、阻燃、屏蔽电缆。 电缆的阻燃性在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去火 源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，且残焰和残灼能在限定时 间内能自行熄灭的特性。 阻燃电线电缆的阻燃等级从高到低分为A、B、C、D四级 。可根据要求选择，其中D级标准仅适用于绝缘电线。 第五章电力线路 （三）塑料电缆 聚氯乙烯电缆主要用于1kV及以下低压线路。 交联聚乙烯绝缘电线、电缆，介质损耗低，性能优良，结 构简单、制造方便，外径小、重量轻、载流量

15、大（耐热性能优 于聚氯乙烯）、敷设方便，因而应用广泛。 三 、型号编制 根据MT818-2009 第五章电力线路 四、电缆的敷设 （一）一般要求 （二）注意事项 1、允许弯曲半径 2、倾角 3、环境温度 4、特殊地点需要加防护 第五章电力线路 （三）敷设方式 1、直接埋地 2、电缆沟 3、架空与沿墙敷设 4、煤矿井下电缆的敷设 第四百六十八条 敷设电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）应遵守下列规 定： （一）电缆必须悬挂： 1在水平巷道或倾角在30以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂； 2在立井井筒或倾角在30及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装 置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重

16、量，并不得损伤电缆。 （二）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠 落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送 机上。 （三）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得 超过6m。 （四）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。 第五章电力线路 （四）电缆的连接（依据煤矿安全规程） v第四百七十二条 电缆的连接应符合下列要求： v（一）电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符 的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子 与电气设备进行连接。 v（二）不同型电缆之间严禁直接连接，

17、必须经过符合要求的 接线盒、连接器或母线盒进行连接。 v（三）同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定： v1.橡套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆 的修补）必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效 能的冷补。在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐 压试验，合格后方可下井使用。在井下冷补的电缆必须定期 升井试验； v2.塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等 性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。 第五章电力线路 （一）导体截面选择条件 五、电线电缆导体截面选择 al %UU 1. 发热条件（允许温升条件） Lal II cal 或 2. 电压损失条件 3. 短路

18、热稳定条件 对绝缘电线、电缆和母线， 4. 经济电流条件 所谓经济电流是按电缆的初始投资与使用寿命期间的运行费用综合经济 的原则确定的工作电流（范围）。 5. 机械强度条件 电缆不必校验其机械强度。 min j t SSI C 第五章电力线路 2400 kW, 1100kvar PQ k3 13.5kAI 例5-1 某用户10/0.38kV变电所计算负荷为 ，距离上级地区变电所3km，拟采用YJV22-8.7/10型3芯电缆直埋敷设供 电。已知用户变电所10kV母线处三相短路电流为 ，高压进线过电流保护动作时间为0.8s，断路器全开断时间0.1s。线路全长 允许电压损失为5。试选择该用户高压进

19、线电缆截面。 解：（1）先按短路热稳定条件选择电缆导体截面 22 k3k332 min 2 (0.05)(13.5kA)(0.90.05)s 101096mm 137As /mm It S K 初选高压电缆截面为120mm2。 （2）按发热条件进行校验 2222 c n (2400kW)(1100kvar) =152.4A 33 10kV PQ I U al 245 A 0.9=220.5AI 满足发热条件 第五章电力线路 （3）按电压损失条件进行校验 2 n 2 1 % 10 1 2400 kW 0.181 /km 3km 1100kvar 0.095 /km 3km 10 (10kV) 1

20、.625 UPrlQxl U 满足电压损失要求 第五章电力线路 例5-2 某220/380V的TN-C线路全长150m，距线路首端100m处接有一个 集中负荷，最大负荷为50kWj40kvar。线路末端接有一个集中负荷，最大 负荷为60kWj 50kvar。线路采用YJV22-0.6/1型四芯等截面铜芯交联聚乙烯 绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆穿管埋地敷设，环境温度为20，允许 电压损失为5。已知线路分支处三相短路电流为10kA，线路首端安装的低 压断路器短延时过流脱扣器动作时间为0.2s。试选择电缆截面。 解：（1）先按发热条件选择电缆截面 22 1212 c n ()() 3 PPQQ

21、I U 22 (50kW+60kW)(40kvar+50kvar) 215.9A 3 0.38kV al 271 A0.85=230.4AI 查附录表9，得 150 mm2截面的电缆载流量 选择YJV22-0.6/14150型电缆。 第五章电力线路 （2）按电压损失条件进行校验 112 2112 2 2 n 2 ()() % 10 0.145 /km 50 kW 0.1km 60 kW 0.15km +0.077 /km 40kvar 0.1km 50kvar 0.15km 10 (0.38kV) 2.02 5 r PlPlxQlQl U U 满足电压损失要求 （3）按短路热稳定条件进行校验 3 22 k3 min 2 10kA 100.2s 31.3mm150mm 143As /mm It S K