第五章工厂电力线路

1、20222022年年4 4月月2424日日工厂供电工厂供电山西大同大学王官升2022年4月24日2第五章第五章 工厂电力线路工厂电力线路n本章知识要点l电压损失、经济电流密度和年最大负荷利用小时数等概念；l架空线路与电缆线路的结构组成及敷设方法；l各种输电导线型号及截面的选择原则和选择方法。n本章培养的能力与技能l能根据使用环境特征和架空线路、电缆的结构特征，合理地选择线路所用材料及电线、电缆的型号，并确定其敷设方式；l能根据用电负荷及电线、电缆的技术资料正确选择导线的截面。2022年4月24日3第二节第二节 线路的结构和敷设线路的结构和敷设n一、架空线路的结构和敷设l架空线路与电缆线路相比优

2、点：投资费用低、建设速度快、容易发现故障和易于维护检修。缺点：受自然条件影响大，占有空间大，城市中架设影响市容美观，高压线路通过居民区有较大危险；l结构组成一般由导线、绝缘子、金具、电杆、横担、拉线等组成。高压架空线路还有避雷线和接地装置等。图5-9。2022年4月24日4（一）架空线路的导线（一）架空线路的导线n导线的材质l铜、铝、钢。n按结构分类l绝缘导线和裸导线，单股导线和多股绞线，一般采用多股裸绞线。n多股绞线的类型l铜绞线（TJ）：一般只用于腐蚀严重的地区。l铝绞线（LJ）：一般用在10kV及以下线路。l钢绞线（GJ）：用于小功率的架空线路，或作避雷线与接地线。l钢芯铝绞线（LGJ）

3、：钢线和铝线绞合而成。截面指铝线的截面积。图5-10n配电线路常用铝绞线，送电线路采用钢芯铝绞线。2022年4月24日5 （二）电杆、横担和拉线（二）电杆、横担和拉线2022年4月24日6电杆电杆n按材质分类l木杆、水泥杆和铁塔。l35kV及以下线路多用水泥杆。跨度较大的地方和110kV的线路一般采用铁塔。n电杆按作用和地位分类。图5-11。l直线杆：用于线路的直线段，起支撑导线的作用。l耐张杆：用于线路直线段数根直线杆之间。l转角杆：用于线路转弯处，转角常为30、45、60、90等。l终端杆：用于线路的始端和终端。l分支杆：用于线路的分支处。l跨越杆：跨距大、电杆高、受力大。l换位杆：交换三

4、相导线位置。2022年4月24日7横担横担n作用l固定绝缘子，使导线保持足够的电气间距。n类型l木、铁、瓷横担。铁横担和瓷横担使用较普遍。2022年4月24日8拉线拉线n作用l平衡电杆拉力，稳固电杆，防止电杆倾倒。n组成l拉线抱箍、拉紧绝缘子、花篮螺拴、地锚（拉线底盘）和拉线等组成。n拉线结构，图5-13。2022年4月24日9绝缘子绝缘子n作用l又叫瓷瓶，用来固定导线，并使导线与横担和电杆之间绝缘。n类型l按电压：高压、低压绝缘子。l按用途和结构：针式、蝶式、悬式、瓷横担绝缘子、瓷拉紧绝缘子和防污型绝缘子等。图5-14。2022年4月24日10金具金具n作用l连接、固定导线、安装横担和绝缘子

5、、紧固和调整拉线等。n类型，图5-15。l安装针式绝缘子的直脚和弯脚；l安装蝶式绝缘子的穿心螺钉；l悬式绝缘子的挂环、挂板、线夹；l将横担固定在电杆上的U型抱箍；l调节拉线松紧的花篮螺拴；2022年4月24日11（四）架空线路的敷设（四）架空线路的敷设n1敷设的要求和路径的选择l 线路短、转角少、交叉跨越少；l 尽量避开河洼和雨水冲刷地带及有爆炸危险、化学腐蚀、工业污秽、易发生机械损伤的地区；l不应引起机耕、交通和人行困难；l与建筑物保持一定的安全距离；不宜跨越房屋；l与工矿企业厂（场）区和生活区的规划协调，在矿区尽量避开煤田，少压煤；2022年4月24日121.1.导线在电杆上的排列方式导线

6、在电杆上的排列方式n三相四线制线路l一般水平排列。零线靠近电杆、建筑物；n三相三线制线路l水平、三角、混合或垂直排列。n高、低压线路同杆架设时l低压配电线路应架设在下方。2022年4月24日132.2.档距与弧垂档距与弧垂n档距l同一线路上两相邻电杆之间的水平距离。图5-17。n弧垂l架空线路的最低点与两端电杆导线悬挂点的垂直距离。l导线的弧垂不宜过大和过小。n导线的线间距离l取决于档距、电压等级、绝缘子的类型和电杆的杆型等。2022年4月24日14二、电缆线路的结构和敷设二、电缆线路的结构和敷设n与架空线路相比l缺点：投资大、查找故障困难、维护检修不便。l优点：不受外界影响、不占地面和空间、

7、不影响市容观瞻、使用安全可靠；可在地下、水中、隧道中、有火灾危险、有爆炸危险和化学腐蚀的场所敷设。n使用场所l在不宜架设架空线路的地区和不准架设架空线路的场所，如房屋、人口密集地区，风景区，受空间限制的工厂厂区，有爆炸、火灾、腐蚀的场所均应采用电缆线路。l矿井井下受空间限制和安全上的需要，除架线电机车外均采用电缆线路。2022年4月24日15一、电缆的结构一、电缆的结构n按导电线芯分类l铜芯、铝芯。n按绝缘材料分类l纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆三种。2022年4月24日16纸绝缘电缆纸绝缘电缆n结构：图5-18。n导电线芯l铜芯、铝芯。n绝缘l油浸纸绝缘、干绝缘和不滴流。l垂直落差：

8、n内护层l铅护套、铝护套。n铠装层l钢带、细钢丝和粗钢丝铠装。n外被层l无外被层、沥青油麻、聚氯乙烯、聚乙烯。2022年4月24日17橡胶绝缘电缆橡胶绝缘电缆n 导电线芯：铜芯和铝芯；n 内护套：铅护套、聚氯乙烯套和橡胶套；n 铠装层：无铠装和钢带铠装；n 外被层：无外被层、麻外被层和内钢带铠装。n 矿用：l橡胶绝缘橡胶护套软电缆，也称橡套电缆。l 分为：普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。2022年4月24日18塑料绝缘电缆塑料绝缘电缆n绝缘l交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯绝缘。n护套l聚氯乙烯护套。n导电芯线l铜芯和铝芯n其它l有铠装和无铠装、有屏蔽层和无屏蔽层、有外被层和无外被层等。

9、n优点l具有抗酸碱、耐腐蚀、质量轻、敷设垂直落差不受限制等。2022年4月24日19电缆头电缆头n按绝缘材料和或填充材料分类l电缆胶、环氧树脂、缠包式和热缩材料。l热塑材料电缆头应用较多。n结构l图5-20,10kV交联聚乙烯电缆热缩中间接头结构示意图。l图5-21, 10kV交联聚乙烯电缆热缩终端头结构示意图。2022年4月24日20（二）电缆的敷设（二）电缆的敷设n1电缆敷设路径的选择l选择最短的路径；l选择最安全的路径，保证电缆不受机械损伤、化学腐蚀、地中电流等的伤害；l便于敷设、维护；l避开将要挖掘施工的地方。2022年4月24日212 2电缆的敷设方式电缆的敷设方式n直接埋地敷设n电

10、缆沟敷设n电缆隧道敷设n排管敷设n架空与沿墙敷设等 工矿企业电缆隧道敷设和排管敷设较少采用。2022年4月24日223.3.电缆敷设的一般要求电缆敷设的一般要求n1) 长度按线路长度增加5%10%。n2) 下列场合的非铠装电缆应采取穿管保护n3) 同一通道的中的多根电缆的排列n4) 电缆与管道间的敷设要求。n5) 电缆的敷设场所。n6) 电缆沿燃气管道的敷设。n7) 电缆沟的结构。n8) 直埋敷设设于非冻土地区的电缆。n9) 电缆金属外皮、金属电缆头、金属支架和保护钢关，均应接地。2022年4月24日23三、车间线路的结构和敷设三、车间线路的结构和敷设n车间内导线用绝缘导线或电缆；配电干线采用

11、裸导线。n车间外采用绝缘导线。2022年4月24日24（一）绝缘导线的结构和敷设（一）绝缘导线的结构和敷设n导线l多用铝线。移动、剧烈振动、爆炸和腐蚀场所用铜线。n绝缘l塑料绝缘电线用于室内明敷或穿管敷设。不宜在室外敷设。l氯丁橡皮绝缘电线耐油性好、不易霉、不延燃、气候适应性好、不易老化，适宜在室外敷设。2022年4月24日25绝缘导线的敷设方式绝缘导线的敷设方式n明敷l将导线敷设于墙壁、天花板或桁架等处的表面。n暗敷l将导线敷设于墙壁、地坪或楼板内。2022年4月24日26绝缘导线的敷设要求绝缘导线的敷设要求n1) 现槽布线及穿管布线式导线中间不许有直接接头，接头必须经专门的接线盒。n2)

12、穿金属管或金属线槽的交流线路，应将同一回路的导线穿在同一管、槽内。n3) 电线管路与热管路的敷设要求。2022年4月24日27( (二）裸导线的结构和敷二）裸导线的结构和敷设设n导线结构l车间内配电裸导线大多采用裸母线。多用封闭式母线槽布线。图5-27。n母线的敷设要求l水平敷设时至地面不应小于2.2m。垂直敷设时距地面1.8m以下部分采取防机械损伤措施。l水平敷设时支持点间距不宜大于2m。l终端无出线时，端头应封闭。l分支点应设在安全及安装维护方便的地方。l母线应涂色，表5-2。2022年4月24日28第三节第三节 导线截面的选择导线截面的选择n一、概述l选择条件 发热条件 不超过长时允许温

13、度。 电压损耗条件 保证电压质量。 经济电流密度 保证供电的经济性。 机械强度 避免断线。 短路时的热稳定 不超过短时允许温度。l先按能选出最大截面的条件选择，然后再按其他条件校验10kV以下线路：按1选，按2、4校。低压照明线路：按2选，按1、4校。距离和年运行时间长的高压线路：按3选，按1、2、4校。电缆线路：还需按5校。2022年4月24日29二、按发热条件选择导线截面二、按发热条件选择导线截面n（一）三相系统相线截面的选择l导线允许载流量不小于通过相线的计算电流，即l附表16、17、18、19导线允许载流量。l计算电流：变压器一次侧取变压器额定电流；电容器取1.35倍额定电流。l截面还

14、应与保护装置配合。al3000alalK IIK2022年4月24日30二、按发热条件选择导线截面二、按发热条件选择导线截面n（二）中性线和保护线截面的选择l1. 中性线（N线）截面的选择一般三相四线制线路中性线截面不小于相线截面的50%。A00.5A 三次谐波大的中性线截面不小于相线截面。 A0A l2.保护线（PE线）截面的选择当A16mm2时， APEA 当16mm2A 35mm2时， APE16mm2当A35mm2时， APE0.5Al保护中性（PEN线）线截面的选择PEN线同时满足PE线和N的要求。l例5-1，例5-2。2022年4月24日31三、按经济电流密度选择导线截面三、按经济

15、电流密度选择导线截面n经济截面 图5-28l年运行费用最小又考虑节约有色金属时的导线截面。n经济电流密度l对应于经济截面时的导线的电流密度。表5-3。n导线的经济截面 n选取 的标准截面。n例5-3。30ececIAjecAA2022年4月24日32四、线路电压损耗的计算四、线路电压损耗的计算n（一）集中负荷三相线路电压损耗的计算l电压损耗：线路始、末两端电压的算术差值。l终端集中负荷的电压损耗计算l多个集中负荷的电压损耗的计算 2022年4月24日33终端集中负荷的电压损耗终端集中负荷的电压损耗_1_1edcbaIZIXIRI2U1Ucos,IQPO2UXR,1Un相电压损耗为12UUUob

16、oaocoaodoaaeedcossinUIRIX2022年4月24日34终端集中负荷的电压损耗终端集中负荷的电压损耗_2_2n线电压损耗为n用功率表示n电缆线路或纯电阻负荷线路 NPRQXPRQXUUU3cossinUI RXN3cosPRUIRU2022年4月24日35多个集中负荷的电压损耗多个集中负荷的电压损耗 _1_1012P1,Q1P2,Q2p1,q1p2,q21,12,2n从0点到2点整个线路的电压损耗为121 11 12 222NNNUUUPrQ xPrQ xUUPrQxU 2022年4月24日36多个集中负荷的电压损耗多个集中负荷的电压损耗_2_2n对“无感”线路或纯电阻负荷线

17、路n对“均一无感”线路，即各段线路的型号和截面相同，则lM为线路的有功功率矩之和。NPrUUNNPlMUAUAU2022年4月24日37线路电压损耗的百分值线路电压损耗的百分值n线路电压损耗的百分值n均一无感线路lC为计算系数，见表5-4。2100%NMMUAUCAN%100UUU2022年4月24日38单相和两相线路的电压损耗单相和两相线路的电压损耗n均一无感单相交流和直流线路的电压损耗n均一无感两相三线线路的电压损耗n均一无感两相三线线路的电压损耗百分值2200%NMMUAUCA00.750.5APlUI RI RUA2275225%NMPlMUAUAUCA2022年4月24日39按允许电压损耗选择导线截面按允许电压损耗选择导线截面n均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面l上式常用于照