电力线路及导线截面选择

1、电力线路及导线截面选择 5.1 电力线路的接线方式 放射式放射式 树干式树干式 环式环式 5.1.1高压线路的接线方式高压线路的接线方式 第第5 5章章 电力线路电力线路 电力线路及导线截面选择 1 1、 放射式放射式 电力线路及导线截面选择 2 2、 树干式树干式 电力线路及导线截面选择 3 3、 高压环形接线高压环形接线 思考 高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优 缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪 种接线方式？种接线方式？ 电力线路及导线截面选择 低压配电线路的接线方式：放射式、树干式和低压

2、配电线路的接线方式：放射式、树干式和 环形接线。环形接线。 变电所变电所 配电室配电室 放射式配电线路放射式配电线路 5.1.2 低压线路的接线方式低压线路的接线方式 放射式放射式 电力线路及导线截面选择 v树干式接线及链式接线树干式接线及链式接线 电力线路及导线截面选择 v低压环形接线低压环形接线 电力线路及导线截面选择 某校实验楼树形供电线路示意图某校实验楼树形供电线路示意图 去教学楼去教学楼 去宿舍去宿舍 食堂食堂 干线干线 干线干线 干线干线 2 # 生活区生活区 配电柜配电柜 1 # 教学区教学区 配电柜配电柜 3 # 实验区实验区 配电柜配电柜 实验楼总实验楼总 配电箱配电箱 X房

3、间房间 配电箱配电箱 X房间房间 配电箱配电箱 分支线分支线 分支线分支线 分支线分支线 2层配电箱层配电箱 11层配电箱层配电箱 1层配电箱层配电箱 1 # 主配主配 电柜电柜 10kV 去报告厅去报告厅 实验楼实验楼 配电变压器配电变压器 配电柜配电柜 电力线路及导线截面选择 1 1、架空线路的结构、架空线路的结构 架空线路由导线（一般为钢芯铝绞线）架空线路由导线（一般为钢芯铝绞线） 、 电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组 成。成。 为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。 5.2 电力线路的结构和敷设 5.2.1架

4、空线路架空线路 电力线路及导线截面选择 架空线路结构示意图 电力线路及导线截面选择 2 2、常用架空线路导线型号及选择、常用架空线路导线型号及选择 户外架空线路户外架空线路10kV10kV及以上电压等级一般采用裸导及以上电压等级一般采用裸导 线，线，380V380V电压等级一般采用绝缘导线。电压等级一般采用绝缘导线。 裸导线常用的型号及适用范围为：裸导线常用的型号及适用范围为： （1 1）铝绞线（）铝绞线（LJLJ） 导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗 力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于 6 610

5、kV10kV的线路，其受力不大，杆距不超过的线路，其受力不大，杆距不超过100100 125m125m。 电力线路及导线截面选择 （2 2）钢芯铝绞线（）钢芯铝绞线（LGJLGJ） 在机械强度要求较高的场合和在机械强度要求较高的场合和35kV35kV及以上的及以上的 架空线路上多被采用。架空线路上多被采用。 （3 3）铜绞线（）铜绞线（TJTJ） 导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐 蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。 （4 4）防腐钢芯铝绞线（）防腐钢芯铝绞线（LGJFLGJF） 具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一

6、具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一 般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围 有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。 电力线路及导线截面选择 1 1、电缆的结构、电缆的结构 电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层 组成。 5.2.25.2.2电缆线路电缆线路 电力线路及导线截面选择 环氧树脂中间头示意图环氧树脂中间头示意图 2 2、电缆头、电缆头 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。 电缆头是电缆的最薄弱环节。电缆头是电缆的最薄弱环节。 对电缆头的基本要求：对电缆头的基本要

7、求： 保证密封是对电缆头最重要的要求之一。保证密封是对电缆头最重要的要求之一。 电缆头的绝缘强度。电缆头的绝缘强度。 电力线路及导线截面选择 3 3、常用电力电缆型号及选择原则、常用电力电缆型号及选择原则 （1 1） 电力电缆型号的表示和含义电力电缆型号的表示和含义 表表5-15-1 塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆 常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已 达达10kV10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护 套电缆（已达套电缆（已达110kV110kV电压等级）。电压等级）。 油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆油浸纸滴

8、干绝缘铅包电力电缆 敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承 受机械压力，但不能承受大的拉力。受机械压力，但不能承受大的拉力。 橡胶绝缘电缆一般用作低压电缆。橡胶绝缘电缆一般用作低压电缆。 电力线路及导线截面选择 （1 1）、电缆直接埋地敷设）、电缆直接埋地敷设 4 4、电缆的敷设、电缆的敷设 电力线路及导线截面选择 （2 2）电缆沟敷设）电缆沟敷设 电力线路及导线截面选择 （3 3）沿墙敷设）沿墙敷设 电力线路及导线截面选择 克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏 电缆等多种弊病在国外已被广泛应用，近年

9、来国内也电缆等多种弊病在国外已被广泛应用，近年来国内也 正在推广采用。正在推广采用。 （4 4）电缆桥架敷设）电缆桥架敷设 电力线路及导线截面选择 车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。 室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则 采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。 室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配 电线路，都采用绝缘导线。电线路，都采用绝缘导线。 5.2.35.2.3车间线路的结构和敷设车间线路的结构和敷设

10、电力线路及导线截面选择 1 1、绝缘导线的结构和敷设、绝缘导线的结构和敷设 绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。 绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。 2 2、常用绝缘导线型号及选择、常用绝缘导线型号及选择 塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶 和棉纱，在室内敷设时常用。和棉纱，在室内敷设时常用。 常用塑料绝缘线型号有：常用塑料绝缘线型号有： BLVBLV，BVBV； BXBX，BLXBLX。 电力线路及导线截面选择 3 3、 裸导线的结构和敷设裸导线的结构和敷设

11、 车间内及柜内的配电裸导线大多采取硬母车间内及柜内的配电裸导线大多采取硬母 线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩 形等，其材质有铜、铝和钢。形等，其材质有铜、铝和钢。 常用矩形裸导线线型号有：常用矩形裸导线线型号有： LMY(LMY(硬铝母线硬铝母线) TMY() TMY(硬铜母线硬铜母线) ) 以采用以采用LMYLMY型硬铝母线最为普遍。型硬铝母线最为普遍。 现代化的生产车间，大多采用封闭式母线现代化的生产车间，大多采用封闭式母线 （亦称母线槽）布线。（亦称母线槽）布线。 电力线路及导线截面选择 电力线路及导线截面选择 为了识别裸导线相序，以利于运行维护和

12、检修，为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修， GB2681-81GB2681-81电工成套装置中的导线颜色电工成套装置中的导线颜色规定交流规定交流 三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不 仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条 件。件。 电力线路及导线截面选择 思考 试比较架空线路和电缆线路的优缺点。试比较架空线路和电缆线路的优缺点。 电力电缆常用哪几种敷设方式电力电缆常用哪几种敷设方式? ? 电力线路及导线截面选择 为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运为了保证供电系统、安全可

13、靠、优质、经济地运 行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满 足下列条件：足下列条件： 发热条件发热条件 电压损耗电压损耗 经济电流密度经济电流密度 机械强度机械强度 6.5.1导线和电缆截面选择原则导线和电缆截面选择原则 6.5 6.5 导线和电缆截面的选择导线和电缆截面的选择 电力线路及导线截面选择 根据设计经验根据设计经验: : 低压动力线，因其负荷电流较大，所以低压动力线，因其负荷电流较大，所以 一般先按发热条件来选择截面，再校验电压一般先按发热条件来选择截面，再校验电压 损耗和机械强度。损耗和机械强度。 低压照明线，因其对电压水平要求较高，

14、低压照明线，因其对电压水平要求较高， 所以一般先按允许电压损耗条件来选择截面，所以一般先按允许电压损耗条件来选择截面， 然后校验其发热条件和机械强度。然后校验其发热条件和机械强度。 高压架空线路，则往往先按其经济电流高压架空线路，则往往先按其经济电流 密度条件来选择截面，再校验其他条件。这密度条件来选择截面，再校验其他条件。这 样选择，通常容易满足要求，较少返工。样选择，通常容易满足要求，较少返工。 电力线路及导线截面选择 1 1、三相系统相线截面的选择：、三相系统相线截面的选择： 导线和电缆有最高允许温度。计算电流导线和电缆有最高允许温度。计算电流 I I30 30 允许载流量 允许载流量I

15、 Ial al，即 ，即 I Ial al I I30 30 按允许载流量选择截面时须注意：按允许载流量选择截面时须注意： 若实际环境温度与规定的环境温度不一致若实际环境温度与规定的环境温度不一致 温度修正系数温度修正系数KK I Ial al=K =K I Ialal 6.5.2按发热条件选择导线和电缆截面按发热条件选择导线和电缆截面 电力线路及导线截面选择 2 2、中性线截面的选择、中性线截面的选择 一般三相四线制线路中一般三相四线制线路中 A A0 00.5A0.5A 由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路 A A0 0=A=A 如果三相四线

16、制线路的三次谐波电流相当突出，如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出， 该谐波电流会流过中性线，此时该谐波电流会流过中性线，此时 A A0 0AA 电力线路及导线截面选择 3 3、保护线（、保护线（PEPE线）截面的选择线）截面的选择 根据短路热稳定度的要求，按根据短路热稳定度的要求，按GB50054GB500549595低压配低压配 电设计规范规定：电设计规范规定： （1 1）当）当A A 16mm 16mm2 2时时 A APE PEA A （2 2）当）当16mm16mm2 2A A 35mm 35mm2 2时时 A APE PE16mm 16mm2 2 (3 ) (3 ) 当当A35

17、mmA35mm2 2时时 A APE PE0.5A 0.5A 因为因为PENPEN线具有线具有PEPE线和线和N N线的双重功能，所以选择截面线的双重功能，所以选择截面 时按其中的最大值选。时按其中的最大值选。 4 4、保护中性线（、保护中性线（PENPEN线）截面的选择线）截面的选择 电力线路及导线截面选择 1.1.计算线路中的计算电流计算线路中的计算电流 P P30 30=Pe/ =Pe/=40/0.85=47KW=40/0.85=47KW I I30 30=P =P30 30/ =89A / =89A 2.2.相线截面的选择相线截面的选择 因为是三相四线制线路，所以查因为是三相四线制线路

18、，所以查4 4根单芯线穿钢管的参数，根单芯线穿钢管的参数， 查附录表得，查附录表得，4 4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为 35mm35mm2 2的的BLVBLV型导线，在环境温度为型导线，在环境温度为2525时的允许载流量为时的允许载流量为 80A80A，其正常最高允许温度为，其正常最高允许温度为6565，即，即I Ial al=80A =80A 例例1 1 有一条有一条220/380V220/380V的三相四线制线路，采用的三相四线制线路，采用BLVBLV型铝芯型铝芯 塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高

19、气温为1515。 该线路供电给一台该线路供电给一台40kW40kW的电动机，其功率因数为的电动机，其功率因数为0.80.8，效，效 率为率为0.850.85，试按发热条件选择导线截面。，试按发热条件选择导线截面。 电力线路及导线截面选择 al al=65 =65 0 0=25 =25 温度校正系数为温度校正系数为 导线的实际允许载流量为导线的实际允许载流量为 3.3.保护线保护线A APE PE的选择 的选择 按按A APE PE0.5A 0.5A 要求，选 要求，选A APE PE=25mm =25mm2 2 电力线路及导线截面选择 电力线路及导线截面选择 按经济电流密度按经济电流密度 计算

20、导线经济截面计算导线经济截面 的公式为的公式为 ec j ec A ec ec j I A 30 6.5.3按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面 电力线路及导线截面选择 例例2 2 有一条用有一条用LJLJ型铝绞线架设的长型铝绞线架设的长5km5km的的35kV35kV架空线路，架空线路， 计算负荷计算负荷4830kW4830kW， 。试选择其截面。试选择其截面。 hT4800, 7 . 0cos max A U P I N 114 7 . 0353 4830 cos3 30 30 查表查表5-35-3得，得， ，因此，因此 2 /15. 1mmAjec 2 30

21、99 15. 1 114 mm j I A ec ec 选最接近的截面选最接近的截面95mm295mm2，即选，即选LJ-95LJ-95型铝绞线。型铝绞线。 2 2）校验发热条件）校验发热条件 查附录表得查附录表得LJ-95LJ-95的允许载流量为的允许载流量为 解：解：1）根据经验分析应按经济电流密度选择导线）根据经验分析应按经济电流密度选择导线 截面，并校验其发热条件和机械强度。截面，并校验其发热条件和机械强度。 电力线路及导线截面选择 AIAI al 114325 30 因此满足发热条件。因此满足发热条件。 3 3）校验机械强度）校验机械强度 查附录表得查附录表得35kV35kV架空线路

22、铝绞线的最小允许截架空线路铝绞线的最小允许截 面为面为 因此也满足机械强度要求。因此也满足机械强度要求。 2 min 35mmA 电力线路及导线截面选择 1 1、集中负荷的三相线路电压损失的计算、集中负荷的三相线路电压损失的计算 *用负荷功率用负荷功率p p、q q计算时，计算时， 电压损耗一般公式为电压损耗一般公式为 N U qXpR U )( 6.5.46.5.4按电压损耗选择导线和电缆截面按电压损耗选择导线和电缆截面 电力线路及导线截面选择 * *线路电压损耗的百分值为线路电压损耗的百分值为 100% N U U U 线路的电压损失不宜超过规定值：一般不超过线路线路的电压损失不宜超过规定

23、值：一般不超过线路 额定电压的额定电压的5%5%； 对视觉要求较高的照明电路，则为对视觉要求较高的照明电路，则为2%2%3%3%。 电力线路及导线截面选择 例例3 3、试验算例、试验算例2 2所选所选LJ-95LJ-95型铝绞线是否满足允许电压型铝绞线是否满足允许电压 损耗损耗5%5%的要求（导线水平排列，线距为的要求（导线水平排列，线距为1m1m）。）。 解：由例解：由例2 2知知7 . 0cos,4830 30 kWP var4830tan, 1tan 303030 kPPQ 又因为又因为 和和 ，查查 附录表附录表3 3得得 maaav26. 126. 1 2 95mmA kmXkmR/

24、35. 0,/36. 0 00 故线路的电压损耗值为故线路的电压损耗值为 V U qXpR U N 490 35 )35. 05(4830)36. 05(4830 电力线路及导线截面选择 线路损耗的百分值为线路损耗的百分值为 %4 . 1%100 35000 490 %100% N U U U 电压损耗小于电压损耗小于 ，因此，因此LJ-95LJ-95满足允满足允 许电压损耗要求。许电压损耗要求。 %5% al U 电力线路及导线截面选择 下课！下课！ 作业：作业： P164P164、6-2 6-6 6-2 6-6 电力线路及导线截面选择 * *对于无感线路，电压损耗公式为对于无感线路，电压损

25、耗公式为 NN UU pR IriRU (Pr)( )(3)(3 * *对于均一无感线路（全线导线型号一致），电压损对于均一无感线路（全线导线型号一致），电压损 耗公式为耗公式为 NNN AU M AU Pl AU pL U )()( *均一无感的三相线路电压损耗百分值为均一无感的三相线路电压损耗百分值为 CA M AU M U N 2 100 % 电力线路及导线截面选择 由上面公式可得均一无感线路按允许电压损耗由上面公式可得均一无感线路按允许电压损耗 选择导线截面的公式为（常用于照明线路导线截选择导线截面的公式为（常用于照明线路导线截 面的选择）面的选择） % al U % al UC M

26、A 电力线路及导线截面选择 【例3.2】某学生宿舍楼白炽灯照明的计算 负荷为50kW，由100m远处的变电所用橡皮 绝缘铝线（BLX）供电，供电方式为三相五 线制，要求这段线路的电压损耗不超过 2.5%，试选择导线截面积。 【解】 所以，选择截面积为50mm2的橡皮绝缘 铝线。 2 50 100 43.2 46.3 2.5 JS P L Smm C U 电力线路及导线截面选择 电力线路及导线截面选择 令令 ，为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则，为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则 ) 2 (3 2 10 L LIRU ILi 20 2 2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算、均匀分布负荷的三相

27、线路电压损耗的计算 电力线路及导线截面选择 例例4 4 某某220/380V220/380V的的TN-CTN-C线路，线路， 采用采用BLX-500BLX-500型铝芯橡皮线明敷，环型铝芯橡皮线明敷，环 境温度为境温度为3535，允许电压损耗为，允许电压损耗为5%5%， 试选择导线截面。试选择导线截面。 8 . 0cos,20 1 kWp 8 . 0cosvar,1575. 020 )8 . 0(arccos20tan 111 k pq 解：解：1 1）线路等效变换）线路等效变换 将均匀分布的负荷线路等效为集中将均匀分布的负荷线路等效为集中 原集中负荷原集中负荷 电力线路及导线截面选择 原分布

28、负荷变换为集中负荷原分布负荷变换为集中负荷 7 . 0cos,3060)/(5 . 0 22 kWmmmWkp 2 2）按发热条件选择导线截面）按发热条件选择导线截面 线路上总的负荷为线路上总的负荷为 var30)7 . 0tan(arccos30tan 222 kpq A U S I AkVQPS kqqQ kWppP N 102 38. 03 3 .67 3 .3 .674550 var453015 503020 2222 21 21 按按I=102AI=102A查附录表查附录表13-113-1，得，得BLX-500BLX-500型导线型导线A=35mm2A=35mm2 在在35 35 时的时的 ，则可选，则可选 型导线三根作相线，另选型导线三根作相线，另选 型导线一根作保护中性线（型导线一根作保护中性线（PENPEN线）。线）。 AIAIal102119 351500BLX251500BLX 电力线路及导线截面选择 3 3）校验机械强度）校验机械强度 查附录表查附录表15-215-2知，按明敷在绝缘支持件上，且支持点间距按最知，按明敷在绝缘支持件上，且