第5章电气线路

1、第五章第五章 电气线路电气线路 电气线路可分为电力线路和控制线路。电气线路可分为电力线路和控制线路。 电气线路完成输送电能的任务；电气线路完成输送电能的任务； 控制线路供保护电器、测量电器和控制控制线路供保护电器、测量电器和控制电器的连接之用。电器的连接之用。 电气线路是电力系统的重要组成部分，电气线路是电力系统的重要组成部分，它除满足供电可靠性或控制可靠性的要求它除满足供电可靠性或控制可靠性的要求外，还外，还必须满足各项安全要求必须满足各项安全要求。 第一节第一节 电气线路的种类及特点电气线路的种类及特点 电气线路的种类很多，就其敷设方式来分，可分为架空线路、电缆线电气线路的种类很多，就其敷

2、设方式来分，可分为架空线路、电缆线路、穿管线路等；就其绝缘情况来分，可分为裸线和绝缘线等。路、穿管线路等；就其绝缘情况来分，可分为裸线和绝缘线等。一、架空线路一、架空线路 凡是挡距超过凡是挡距超过25 m，利用杆塔敷设的高、低压电力线路都属于架空线，利用杆塔敷设的高、低压电力线路都属于架空线路。路。 架空线路主要由架空线路主要由导线、杆塔、绝缘子、横担、金具、拉线及基础导线、杆塔、绝缘子、横担、金具、拉线及基础等组等组成。成。 架空线路的导线用以输送电能。架空线路导线多采用架空线路的导线用以输送电能。架空线路导线多采用钢芯铝绞线、硬钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线和铝合金绞线。铜绞线、硬铝绞线和

3、铝合金绞线。 架空线路的杆塔用以支承导线及其附件，有架空线路的杆塔用以支承导线及其附件，有钢筋混凝土杆、木杆和铁钢筋混凝土杆、木杆和铁塔之分。塔之分。 杆塔按用途可划分为：杆塔按用途可划分为：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨越杆跨越杆等。等。 钢芯铝绞线结构钢芯铝绞线结构 杆塔是用来杆塔是用来支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔和大地之间保持一定的距离（挡距），以保证供电与人身安全。和大地之间保持一定的距离（挡距），以保证供电与人身安全。对对应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距，

4、应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距，如如0.4kV及以下为及以下为3050m ，610kV为为40100m ，35kV水泥杆为水泥杆为100150m ，110220kV铁塔为铁塔为150400m等。等。 横担的主要作用横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。目前使目前使用的主要是用的主要是铁横担、木横担、瓷担等铁横担、木横担、瓷担等。 绝缘子的作用绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘。是使导线之间、导线与大地之

5、间彼此绝缘。故绝故绝缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的变化而不破裂。线路绝缘子主要有变化而不破裂。线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子针式绝缘子、悬式绝缘子。 金具用于金具用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。常用的金具有：常用的金具有：悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具（如防震锤）金具（如防震锤）等。等。悬式绝缘子悬式绝缘子针式绝缘子针式绝缘子橡胶橡胶聚氯乙稀聚氯乙稀交联聚乙烯交联聚乙烯矿物绝缘矿

6、物绝缘二、二、 电力电缆电力电缆特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时 不易排除。不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线，绝缘有几根（单根）绞绕的绝缘导线，绝缘有三相统包绝缘（对地）三相统包绝缘（对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线导线: :绝缘层绝缘层: :屏蔽层屏蔽层: :结结构构保护层保护层敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架室内敷设、敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架室内敷设、 利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、利用管道（钢管、塑料管、混凝土

7、管）、 利用电缆隧道、海底水中等。利用电缆隧道、海底水中等。保护屏蔽层、绝缘层，并且防水、防潮保护屏蔽层、绝缘层，并且防水、防潮铠装层铠装层: :外护套外护套: :内护层内护层: : 外护层外护层防止电缆外部遭受机械损伤防止电缆外部遭受机械损伤保护铠装层、防腐保护铠装层、防腐应遵守应遵守GB50217-94电力工程电缆设计规范电力工程电缆设计规范。电力电缆的结构电力电缆的结构高压电缆分支箱高压电缆分支箱欧式电缆分支箱（欧式电缆分支箱（对接式分支对接式分支 8）美式电缆分支箱（美式电缆分支箱（1分分3）硅橡胶硅橡胶电缆插头电缆插头电缆插座电缆插座续上页续上页1.分支箱顶盖分支箱顶盖 2.分支箱侧

8、门分支箱侧门 3.电缆出线分支电缆出线分支 4.电缆进线分支电缆进线分支5.双通套管双通套管 6.分支箱侧门分支箱侧门 7.分支箱箱体分支箱箱体 8.避雷器避雷器9.接地线接地线 10.接地线板接地线板 11.防鼠罩防鼠罩 12.电缆固定夹电缆固定夹三、室内配线三、室内配线 户内配线用绝缘导线户内配线用绝缘导线，其种类繁多，其配线方式应根据环境条，其种类繁多，其配线方式应根据环境条件、负荷特征、建筑要求等因素确定。件、负荷特征、建筑要求等因素确定。各种配线方式的适用范围见各种配线方式的适用范围见书中表书中表5-1。第二节第二节 电气线路常见故障电气线路常见故障一一.架空线路常见故障架空线路常见

9、故障1.风力过大使杆塔歪到或损坏。风力过大使杆塔歪到或损坏。2.雨水造成停电事故和倒杆。雨水造成停电事故和倒杆。3.雷电击中线路发生绝缘子闪络或击穿。雷电击中线路发生绝缘子闪络或击穿。4.季节造成的故障。季节造成的故障。5.周围环境对架空线路安全运行的影响。周围环境对架空线路安全运行的影响。6.其它的原因造成线路短路或故障。其它的原因造成线路短路或故障。二、防止架空线路故障的措施二、防止架空线路故障的措施1.防污闪防污闪 加强绝缘子清扫、增加绝缘子片数（加大爬电距离）、采用憎水性材料（如加强绝缘子清扫、增加绝缘子片数（加大爬电距离）、采用憎水性材料（如地蜡、石蜡、有机硅）等。地蜡、石蜡、有机硅

10、）等。2.防雷击防雷击 装设避雷线（防直击雷）或避雷器（防雷电入侵波）、自动重合闸等。装设避雷线（防直击雷）或避雷器（防雷电入侵波）、自动重合闸等。3.防洪水、大风、冰雪等事故防洪水、大风、冰雪等事故三、电缆线路常见故障三、电缆线路常见故障 1.机械损伤。机械损伤。 2.铅（铝）皮龟裂及涨裂。铅（铝）皮龟裂及涨裂。 3.终端头污闪。终端头污闪。 4.绝缘击穿。绝缘击穿。 5.金属护套腐蚀穿孔等。金属护套腐蚀穿孔等。 6.过热过热四、防止电缆线路故障的措施四、防止电缆线路故障的措施1.防止外力破坏防止外力破坏2.加强管理及施工加强管理及施工3.采用防止虫害（如白蚁）和小动物啃咬（如老鼠）的措施采

11、用防止虫害（如白蚁）和小动物啃咬（如老鼠）的措施4. 严格施工、保证质量严格施工、保证质量5. 防绝缘击穿防绝缘击穿6. 防终端头污闪的措施，如清扫，涂以防污涂料，采用电压高一级的终端头等。防终端头污闪的措施，如清扫，涂以防污涂料，采用电压高一级的终端头等。7. 防化学腐蚀措施防化学腐蚀措施8. 防终端头或中间接头爆炸措施等防终端头或中间接头爆炸措施等9.加强运行监视加强运行监视,严格控制电缆的负荷电流和电缆温度。严格控制电缆的负荷电流和电缆温度。 过热是电气线路的常见故障过热是电气线路的常见故障,线路过热可能是多种原因造成的。线路过热可能是多种原因造成的。 例如例如,线路过载、线路过载、 接

12、触不良、线路散热条件被破坏、运行环境温度过高、短接触不良、线路散热条件被破坏、运行环境温度过高、短路路(包括金属性短路和非金属性短包括金属性短路和非金属性短 路路)、严重漏电、电动机过于频繁地启动、严重漏电、电动机过于频繁地启动等不安等不安全状态均可能导致线路过热。全状态均可能导致线路过热。第三节第三节 线路安全条件线路安全条件 电气线路应满足供电可靠性的要求及经济指标的要求，应满足维护管电气线路应满足供电可靠性的要求及经济指标的要求，应满足维护管理方便的要求，还必须满足各项安全要求。理方便的要求，还必须满足各项安全要求。一、导电能力一、导电能力 导线的导电能力应符合发热、电压损失和短路电流等

13、三方面的要求。导线的导电能力应符合发热、电压损失和短路电流等三方面的要求。1.发热发热 各种导线的最高运行温度都有一定的限制。各种导线的最高运行温度都有一定的限制。对于裸线，为对于裸线，为防止接头氧防止接头氧化化，最高运行温度为，最高运行温度为70 ；对于橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线，为；对于橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线，为防止防止绝缘老化绝缘老化，最高运行温度分别为，最高运行温度分别为65 和和70 ；对于电缆，为；对于电缆，为防止绝缘老防止绝缘老化，防止热胀冷缩形成气泡化，防止热胀冷缩形成气泡，1 kV及其以下的铅包或铝包电缆最高运行及其以下的铅包或铝包电缆最高运行温度为温度为80 ，聚氯乙烯

14、电缆最高运行温度为，聚氯乙烯电缆最高运行温度为65 。 因此，因此，导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。选择截面时须使通过相线的计算电流度。选择截面时须使通过相线的计算电流Ic不超过其允许载流量不超过其允许载流量Ial，即即 IcIal 一般决定导线允许载流量时，周围环境温度一般决定导线允许载流量时，周围环境温度0均取均取25作为标准，当周围空作为标准，当周围空气温度不是气温度不是25， 导线的长时允许电流（即允许载流量）应按下式进行修正。导线的长时允许电流（即允许载流量）应按下式进行修正。m0m0alalalIII

15、K 式中：式中：alIm 导线额定负荷时的最高允许温度；导线额定负荷时的最高允许温度；修正后的允许载流量修正后的允许载流量0导线实际周围环境温度导线实际周围环境温度2.电压损失电压损失 为了保证用电设备正常工作，动力线路的电压损失不得超过为了保证用电设备正常工作，动力线路的电压损失不得超过5 %，照明线路，照明线路不得超过不得超过8 %10 %。 3 3、短路电流、短路电流 导线的截面应能承受短路电流的热效应而不致烧坏，即保持足够的热稳定性导线的截面应能承受短路电流的热效应而不致烧坏，即保持足够的热稳定性。为此，导线最小热稳定截面积为为此，导线最小热稳定截面积为 ： minmin（/ /）1/

16、21/2式中：式中：S Sminmin导线最小热稳定截面积，导线最小热稳定截面积，mmmm2 2； II最大短路电流有效值，最大短路电流有效值，A A；tt短路电流的持续时间，短路电流的持续时间，s s；KK导线的热稳定系数，按表导线的热稳定系数，按表5-75-7确定。确定。二、线路绝缘二、线路绝缘 线路绝缘应满足防电击、防火、耐腐蚀、耐机械损伤等要求。线路绝缘应满足防电击、防火、耐腐蚀、耐机械损伤等要求。 三、机械强度三、机械强度 导线的机械强度应当足以承受自重、温度变化的热应力、导线的机械强度应当足以承受自重、温度变化的热应力、短路短路时的电动力时的电动力以及风雪、覆冰产生的应力。以及风雪、覆冰产生的应力。四、线路间距四、线路间距 线路和导线间距应满足防碰撞、防短路、便于操作线路和导线间距应满足防碰撞、防短路、便于操作等的要求。等的要求。五、线路防护五、