工厂供电与电气控制技术工厂电力线路

第五章工厂电力线路主要内容：1.工厂电力线路及其接线方式2.工厂电力线路的结构及敷设3.导线和电缆截面的选择4.电力线路的电气安装图5.电力线路的运行维护与检修试验1、电力线路是电力系统的重要组成局部,担负着输送和分配电能的重要任务。2、分类：中压：1kV～35kV超高压：220KV及以上二、高压线路的接线方式工厂的高压线路有放射式、树干式、环形待根本接线方式。第一节工厂电力线路及其接线方式一、概述高压：35kV～220kV1、高压放射式接线高压放射式接线是指变配电所高压母线上引出的一回线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。低压：1kV及以下图5-1高压放射式接线

该接线引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。但其有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多，故投资较大。多用于用电设备容量大，或负荷性质重复，特别是大型设备的供电。特点：

树干式接线是指由变配电所高压母线上或低压配电屏引出的配电干线上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。

该接线与放射式接线相反，引出线和有色金属消耗量少，节约投资，但供电可靠性差，适用于供电容量较小且分布均匀的用电设备。图5-2高压树干式接线2、高压树干式接线特点：图5-3高压环行接线是树干式接线的改进，两路树干式接线联接起来就构成了环形接线。这种接线运行灵活，供电可靠性高。有开环和闭环两种运行方式,大多数环形线路采用“开环〞运行方式。3、高压环形接线配电系统的高压接线实际上往往是几种接线方式的组合，配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。特点：低压环形接线三、低压线路的接线方式a)母线放射式配电的树干式b)变压器、干线组的树干式低压放射式接线

低压配电线路也有放射式、树干式、环形等根本接线方式第二节工厂电力线路的结构与敷设一、供配电线路的结构类型工厂电力线路分为：架空线路、电缆线路、车间线路►架空线路：裸导线，投资少、易于架设，但占用地面位置。►电缆线路：本钱高、不便维修、不易发现和排除故障，但运行可靠、不易受外界影响。►车间线路：车间内外敷设的各类配电线路。二、架空线路的结构与敷设架空线路的结构如图5-4所示。它由电杆、横担、绝缘子、导线以及避雷线〔架空地线〕、拉线等组成。►架空线路的导线架空线路一般采用裸导线。多采用钢心铝绞线，图5-5所示。图5-4架空线结构图5-5钢芯铝绞线截面►电杆、横担和拉线电杆：有木杆、水泥杆和铁塔。

横担：常用的横担有铁横担和瓷横担。拉线：是为了平衡电杆各方面的受力，防止电杆倾倒用的。►线路绝缘子和金具线路绝缘子：俗称瓷瓶，用来固定导线并使导线与电杆绝缘。常见的几种高压线路绝缘子有：针式，蝴蝶式，悬式等。线路金具：连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件。►架空线路的敷设导线在电杆上的排列方式：有水平排列,三角形排列,三角、水平混合排列和双回路垂直排列。低压三相四线水平排列时，中性线一般应靠近电杆。电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应在上面。架空线路的档距(跨距)及弧垂:如图5-6。对于各种架空线路，有关规程对其档距和弧垂都有一些具体规定。为了防止架空导线之间相碰短路，架空线路一般要满足最小线间距离要求，如表5-1所示。同时上下横担之间也要满足最小垂直距离要求，如表5－2所示。图5-6架空线的档距与弧垂1.电力电缆的结构电力电缆：由导体、绝缘层和保护层三局部组成。导体即电缆线芯，一般由多根铜线或铝线绞合而成。绝缘层作为相间及对地的绝缘，保护层又分内护层和外护层。内护层用来直接保护绝缘层，外护层用以防止内护层免受机械损伤和腐蚀。三、电缆线的结构与敷设2.电缆头的结构电缆头包括联接两条电缆的中间接头和电缆终端的封端头。图5-9为1-10kv电缆环氧树脂中间头。图5-10为户内式环氧树脂终端头〔封端头〕。注意：封端做好后，要加以2.5倍额定电压，经5min不击穿，才允许投入运行。图5-7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)图5-8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5-9电缆环氧树脂中间头图5-10室内环氧树脂终端头3.电缆的敷设企业常用的电缆敷设方式有以下几种：►直接埋地：直接埋地电缆必须采用铠装电缆。仅用于户外而且电缆根数不多的场合。►电缆沟敷设：用砖或水泥砌好电缆沟，沟内两侧设有电缆支架，沟面有盖板。沟内可敷设多根电缆。►电缆桥架敷设：由支架、托臂、线槽及盖板组成。电缆桥架在户内、户外均可。采用电缆桥架敷设的电力线路，整齐美观，维护方便，还具有保护作用，封闭式槽架有利防火防爆。四.车间线路的结构和敷设室内配线大多采用绝缘导线，但配电干线那么采用裸导线(裸母线结构)，少数采用电缆。绝缘导线按其外皮的绝缘材料分为橡皮绝缘和塑料绝缘两种。塑料绝缘导线在户内明敷或管敷设中可取代橡皮绝缘导线。但塑料绝缘在低温时要变硬变脆，高温时又易软化，因此，塑料绝缘导线不宜在户外使用。电缆直接埋地敷设

1-保护盖板2-砂3-电力电缆≥100≥50≥700100100123

地坪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-预埋铁件4-电缆电缆桥架

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►车间电力线路敷设的平安要求@离地面3.5m以下的电力线路必须采用绝缘导线，离地面3.5m以上允许采用裸导线。@离地面2m以下导线必须加机械保护.常用的是穿钢管或穿硬塑料管。@有足够的机械强度。按机械强度要求选绝缘导线芯线的最小截面。►绝缘导线的结构与敷设敷设方式：明敷和暗敷。

绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。除重要回路及振动场所或对铝有腐蚀的场所采用铜芯绝缘导线外，一般场合均采用铝芯绝缘导线。►裸导线的结构和敷设车间内的配电裸导线大多采用硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等。其材质有钢、铝和铜。现代化的生产车间，大多采用封闭式母线(又称母线槽)布线。明敷:是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的外表、支架等处。暗敷:是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪、搂板或混凝土板孔内部。第三节导线和电缆截面的选择一、导线和电缆截面选择必须满足的条件►发热条件导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温，不应超过其正常运行时的最高允许温度〔可查有关手册〕。►电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工厂内较短的高压线路,可不进行电压损耗校验。►经济电流密度高压线路及特大电流的低压线路，一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面，以使线路的年运行费用接近于最小，节约电能和有色金属。但对工厂内很短的10kv及以下的高压线路和母线，可不按经济电流密度选择。►机械强度导线的截面应不小于最小允许截面〔可查有关手册或附录表〕。由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度。电流通过导体(包括电缆、母线)时，要产生电能损耗，使导体发热。裸导线如果温度过高，可导致断线。绝缘导线和电缆温度过高会加速老化甚至烧毁。〔附录7〕导体的允许载流量：指在规定的环境温度条件下，导体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Ial。在有关手册或书中附录表中查得的导体载流量是对应于周围环境温度为25度的允许载流量，如果环境温度不同，要进行修正。查得的允许载流量二、按发热条件选择导线和电缆的截面导体的允许温升►三相系统相线截面的选择所选导体截面对应的允许载流量为：►中性线和保护线截面选择√中性线(N线)截面选择一般要求中性线截面S0应不小于1/2相线截面，即：对三相四线制分出的单相线路或两相三线线路,要求：对三次谐波电流突出的线路，要求：►保护线(PE线)截面的选择当

时，要求：当

时，要求：当

时，要求：►保护中性线(PEN线)截面选择在三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保护线的作用，截面取其中较大者作为保护中性线的截面SPEN。三、按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度计算经济截面的公式为：Jec为经济电流密度，可查有关手册。经济电流密度：指根据经济截面推导出来的电流密度。经济截面：指使年运行费用(年电能损耗、年折旧、年维护及年管理费用)最小的截面。四、按允许电压损失选择导线和电缆截面1.线路电压损失的计算图5-13由向量图可以看出，线路相电压损失为：那么换算成线电压损失为：又因为那么线电压损失为线路电压损失一般用百分值表示，即其中，UN的单位为KV，功率单位为KW和Kvar,为V。第五节电力线路