第五章 工厂供电

1、第五章第五章 工厂电力线路工厂电力线路第一节第一节 工厂电力线路及其接线方式工厂电力线路及其接线方式 一一. . 概述概述 电力线路是电力系统的重要组成部分，担负着输送电力线路是电力系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的重要任务。和分配电能的重要任务。 电力线路按电压高低分，有高压线路（即电力线路按电压高低分，有高压线路（即1kV1kV以上线路）以上线路）和低压线路（即和低压线路（即1kV1kV及以下线路）。也有的细分为低压（及以下线路）。也有的细分为低压（1kV1kV及以下）、中压（及以下）、中压（1kV1kV以上以上35kV35kV）、高压（）、高压（3535220kV220kV）和）

2、和超高压（超高压（220kV220kV及以上）等线路，但其电压等级的划分并不及以上）等线路，但其电压等级的划分并不十分统一和明确。十分统一和明确。 电力线路按其结构型式分，有架空线路、电缆线路和车电力线路按其结构型式分，有架空线路、电缆线路和车间（室内）线路等。间（室内）线路等。 二二. . 高压线路的接线方式高压线路的接线方式 工厂的高压线路有放射式、树干式和环形等基本接工厂的高压线路有放射式、树干式和环形等基本接线方式。线方式。 ( (一一) ) 高压放射式接线（图高压放射式接线（图5-15-1）图5-1 高压放射式线路 图5-2 高压树干式接线 ( (二二) ) 树干式接线（图树干式接线

3、（图5-25-2） 图5-4 高压环形接线图5-5 低压放射式接线( (三三) ) 高压环形接线（图高压环形接线（图5-45-4） 三三. . 低压线路的接线方式低压线路的接线方式 工厂的低压配电线路也有放射式、树干式和环形等工厂的低压配电线路也有放射式、树干式和环形等基本接线方式。基本接线方式。( (一一) ) 低压放射式接线（图低压放射式接线（图5-55-5） 图5-6 低压树干式接线a) 低压母线放射式配电的树干式 b) 低压“变压器干线组”的树干式( (二二) ) 低压树干式接线（图低压树干式接线（图5-65-6） 图图5-7a5-7a和和b b是一种变形的树干式接线，通常称为链式接线

4、。是一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。图5-7 低压链式接线a) 连接配电箱 b) 连接电动机图5-8 低压环形接线( (三三) ) 低压环形接线（图低压环形接线（图5-85-8） 第二节第二节 工厂电力线路的结构和敷设工厂电力线路的结构和敷设 一一. . 架空线路的结构和敷设架空线路的结构和敷设 由于架空线路与电缆线路相比，具有成本低、投资少、安装容易、维护和检修方便、易由于架空线路与电缆线路相比，具有成本低、投资少、安装容易、维护和检修方便、易于发现和排除故障等优点，所以架空线路过去在工厂中应用比较普遍。但是架空线路直接受于发现和排除故障等优点，所以架空线路过去在工厂中应用比较普遍。

5、但是架空线路直接受大气影响，易受雷击、冰雪、风暴和污秽空气的危害，且要占用一定的地面和空间，有碍交大气影响，易受雷击、冰雪、风暴和污秽空气的危害，且要占用一定的地面和空间，有碍交通和观瞻，因此现代化工厂有逐渐减少架空线路、改用电缆线路的趋向。通和观瞻，因此现代化工厂有逐渐减少架空线路、改用电缆线路的趋向。图5-9 架空线路的结构 a）低压架空线路 b）高压架空线路 1-低压导线 2-低压针式绝缘子 3-低压横担 4-低压电杆 5-高压横担 6-高压悬式绝缘子串 7-线夹 8-高压导线 9-高压电杆 10-避雷线 二二. . 电缆线路的结构和敷设电缆线路的结构和敷设 电缆线路与架空线路相比，具有

6、成本高、投资大、维修不便等缺点，但是电缆线路具有电缆线路与架空线路相比，具有成本高、投资大、维修不便等缺点，但是电缆线路具有运行可靠、不受外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性运行可靠、不受外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。在现代化工厂和城市中，气体和易燃易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。在现代化工厂和城市中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。电缆线路得到了越来越广泛的应用。 ( (一一) ) 电缆和电缆头电缆和电缆头 1. 1. 电缆电缆 电缆是一种特殊结构的导线

7、，在其几根绞绕电缆是一种特殊结构的导线，在其几根绞绕的（或单根）绝缘导电芯线外面，统包有绝缘层和保的（或单根）绝缘导电芯线外面，统包有绝缘层和保护层。保护层又分内护层和外护层。内护层用以保护护层。保护层又分内护层和外护层。内护层用以保护绝缘层，而外护层用以防止内护层受到机械损伤和腐绝缘层，而外护层用以防止内护层受到机械损伤和腐蚀。外护层通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外覆麻被、蚀。外护层通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外覆麻被、沥青或塑料护套。沥青或塑料护套。 供电系统中常用的电力电缆，按其缆芯材质供电系统中常用的电力电缆，按其缆芯材质分，有铜芯电缆和铝芯电缆两大类。按其采用的绝缘分，有铜芯电缆和铝芯

8、电缆两大类。按其采用的绝缘介质分，有油浸纸绝缘电缆和塑料绝缘电缆两大类。介质分，有油浸纸绝缘电缆和塑料绝缘电缆两大类。 (1) (1) 油浸纸绝缘电力电缆油浸纸绝缘电力电缆 如如图5-18 油浸纸绝缘电力电缆 1-缆芯(铜芯或铝芯) 2-油浸纸绝缘层 3-麻筋(填料) 4-油浸纸(统包绝缘) 5-铅包 6-涂沥青的纸带(内护层) 7-浸沥青的麻被(内护层) 8-钢铠(外护层) 9-麻被(外护层) (2) (2) 塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆 在考虑电缆缆芯材质时，一般情况下宜按在考虑电缆缆芯材质时，一般情况下宜按“节约用铜、以铝代节约用铜、以铝代铜铜”原则，优先选用铝芯电缆。但在下列情况应

9、采用铜芯电缆：原则，优先选用铝芯电缆。但在下列情况应采用铜芯电缆：1 1）振动剧烈、有爆炸危险）振动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀等的严酷工作环境；或对铝有腐蚀等的严酷工作环境；2 2）安全性、可靠性要求高的重要回路；）安全性、可靠性要求高的重要回路；3 3）耐火电缆及）耐火电缆及紧靠高温设备的电缆等。紧靠高温设备的电缆等。图5-19 交联聚乙烯绝缘电力电缆 1-缆芯(铜芯或铝芯) 2-交联聚乙烯绝缘层 3-聚氯乙烯护套(内护层) 4-钢铠或铝铠(外护层) 5-聚氯乙烯外套(外护层) 图5-24 电缆在电缆沟内敷设a) 户内电缆沟 b) 户外电缆沟 c) 厂区电缆沟1-盖板 2-电缆支架 3-预

10、埋铁件 4-电缆( (二二) ) 电缆的敷设电缆的敷设 图 电缆直接埋地敷设 1-保护盖板 2-砂 3-电力电缆 10050700100100123 地坪 图 电缆桥架 1-支架 2-盖板 3-支臂 4-线槽5-水平分支线槽 6-垂直分支线槽 图 电缆排管 1-水泥排管 2-电缆孔(穿电缆) 3-电缆沟图 电缆隧道1-电缆 2-支架 3-维护走廊 4-照明灯具 一一. . 概概 述述 为保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面时必须满足下列为保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：条件： (1) (1) 发热条件发热条件 (2) (2

11、) 电压损耗条件电压损耗条件 (3) (3) 经济电流密度经济电流密度 (4) (4) 机械强度机械强度 对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。 根据设计经验，一般根据设计经验，一般10kV10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。低压照明线路，因它对电压水平要求较高，导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。低压照明线路，因它对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。对长距离大电流线路和通

12、常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。对长距离大电流线路和35kV35kV及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。按上述经及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。按上述经验来选择计算，通常容易满足要求，较少返工。验来选择计算，通常容易满足要求，较少返工。 第三节第三节 导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算 所谓导线的允许载流量就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳所谓导线的允许载流量就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。如果导线敷设地点的环境温度

13、与导线允许载流量所采取的环定温度超过允许值的最大电流。如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采取的环境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以以下温度校正系数：境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以以下温度校正系数： 介绍按发热条件、经济电流密度和电压损耗选择计算导线和电缆截面的问题。关于机械介绍按发热条件、经济电流密度和电压损耗选择计算导线和电缆截面的问题。关于机械强度，对于工厂电力线路，一般只需按其最小允许截面（附录表）校验即可。强度，对于工厂电力线路，一般只需按其最小允许截面（附录表）校验即可。 二二. . 按发热条件选择导线和电缆的截面按发热条件选择导线和电缆的截面( (一一) )

14、三相系统相线截面的选择三相系统相线截面的选择 按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量 不小于通过相不小于通过相线的计算电流线的计算电流 ，即，即alI30I30alII00alalK式中式中 为导线额定负荷时的最高允许温度；为导线额定负荷时的最高允许温度； 为导线的允许载流量所采用的环境温度为导线的允许载流量所采用的环境温度； 为导线敷设地点实际的环境温度。为导线敷设地点实际的环境温度。al00( (二二) ) 中性线和保护线截面的选择中性线和保护线截面的选择 1. 1. 中性线（中性线（N N线）截面的选择线）截面的选择

15、三相四线制中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此中性线的允许载三相四线制中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此中性线的允许载流量，不应小于三相系统的最大不平衡电流，同时应考虑系统中谐波电流的影响。流量，不应小于三相系统的最大不平衡电流，同时应考虑系统中谐波电流的影响。 (1) (1) 一般三相四线制系统中的中性线截面一般三相四线制系统中的中性线截面 不应小于相线截面不应小于相线截面 的的50%50%，即，即0AA00.5AA0AA (2) 2) 两相三线线路及单相线路的中性线截面两相三线线路及单相线路的中性线截面 由于其中性线电流与相线电流相等，由于其中性线电流与相线电

16、流相等，因此其中性线截面因此其中性线截面 应与相线截面应与相线截面 相同，即相同，即0A0AA (3) (3) 三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面 由于各相的三次谐波电流都由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电流可能甚至超过相线电流，因此中性线截面要通过中性线，使得中性线电流可能甚至超过相线电流，因此中性线截面 宜等于或大宜等于或大于相线截面于相线截面 ，即，即0A0A0AAA16A216mmAPEPEAA 2. 2. 保护线（保护线（PEPE线）截面的选择线）截面的选择 保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时

17、的短路热稳定度。保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。 根据短路热稳定度的要求，保护线（根据短路热稳定度的要求，保护线（PEPE线）的截面线）的截面A APEPE，按，按GB50054-1995GB50054-1995低压配电设低压配电设计规范计规范规定：规定： (2) (2) 当当16mm16mm2 2 35mm 35mm 35mm2 2 时时A (1) (1) 当当 mmmm2 2 时时0.5PEAAA3. 3. 保护中性线（保护中性线（PENPEN线）截面的选择线）截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此保护中性线截面选择应同时保护中性线

18、兼有保护线和中性线的双重功能，因此保护中性线截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中的最大截面。满足上述保护线和中性线的要求，取其中的最大截面。( (二二) ) 配电线路的标注配电线路的标注 配电线路标注的格式为配电线路标注的格式为式中式中a a为线缆编号；为线缆编号；b b为线缆型号；为线缆型号；C C 为并联电缆和线管根数（单根电缆或单根线管则省略）；为并联电缆和线管根数（单根电缆或单根线管则省略）；d d 为相线根数；为相线根数；e e 为相线截面（为相线截面（mmmm2 2）；）；f f 为为N N线或线或PENPEN线根数（一般为线根数（一般为1 1）；）；g g为为N N

19、线或线或PENPEN线截面（线截面（mmmm2 2）；）；h h为为PEPE线截面（线截面（mmmm2 2，无，无PEPE线则省略）；线则省略）； i i 为线缆敷设方式代号为线缆敷设方式代号j j 为线缆敷设部位代号为线缆敷设部位代号k k为线缆敷设高度（为线缆敷设高度（m m）。）。 例：例：WP201 YJV-0.6/1kV-2WP201 YJV-0.6/1kV-2（3 3150+1150+170+PE7070+PE70）SC80-WS3.5SC80-WS3.5，表示电缆线路编号，表示电缆线路编号为为WP201WP201；电缆型号为；电缆型号为YJV-0.6/1kVYJV-0.6/1kV；2 2根电缆并联，每根电缆有根电缆并联，每根电缆有3 3根相线芯，每根截面为根相线芯，每根截面为150mm150mm2 2，有，有1 1根根N N线芯，截面为线芯，截面为70mm70mm2 2，另有，另有1 1根根PEPE线芯，截面也为线芯，截面也为70mm70mm2 2；敷设方式为穿焊接钢管，管内径为；敷设方式为穿焊接钢管，管内径为80mm80mm，沿墙面明敷，电缆敷设高度离地沿墙面明敷，电缆敷设高度离地3.5m3.5m。()abc de