工厂供电第6版第五章

第五章工厂电力线路工厂供电张今朝CH5工厂电力线路内容提要★工厂电力线路极其接线方式★工厂电力线路的结构和敷设★导线和电缆截面的选择计算★车间动力电气平面布线图★电力线路的运行维护与检修试验§5.1：工厂电力线路及其接线方式一、概述电力线路：是电力系统中重要的组成部分，担负着输送和分配电能的重要任务。电力线路的基本要求：供电安全可靠，操作方便，运行灵活、经济和有利于发展。电力线路按电压高低分，有高压线路（1KV以上）和低压线路（1KV以下）线路。电力线路按照结构型式分：架空线路、电缆线路和车间（室内）线路。二、高压电力线路的接线方式

高压线路的作用是在企业内部从降压变电所（或配电所）向各车间变电所、建筑物变电所或高压用电设备配电。基本接线方式有放射式、树干式和环形式3种。(一)高压放射式接线高压放射式接线是指从变配电所高压母线上引出的一回路直接向一个车间变电所或者高压用电设备供电，沿线不接其他负荷。下图为高压放射式接线。图5-1高压放射式线路

单回路放射式，接线清晰，操作维护方便、保护简单，便于实现自动化。由于放射式线路之间互不影响，故供电的可靠性较好。但当这种放射式线路发生故障时，该线路所有供电负荷都要停电。为了提高可靠性，可以改线路为下列几种。高压放射式线路所用的高压开关设备较多，所以投资也较大。(二)高压树干式接线-----高压树干式接线是指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上，沿线接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。-----树干式和放射式相比的优点：能减少线路的有色金属消耗量；采用的高压开关树少，投资较省。缺点：可靠性不高，当干线发生故障或检修时，接于干线的变电所都要停电，实现自动化比较差。图5-2

高压树干式线路优点:有色金属消耗量少;

高压开关数量少;

投资省缺点:供电可靠性较低改善:采用双干线或两端供电(下页)图5-3

双干线供电及两端供电的接线方式(三)高压环形接线高压环形接线是树干式接线的改进，两路树干式接线连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。由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时为了避免环形线路上故障时影响整个电网，因此大多数环形线路采用“开口”运行方式（环形线中有一处开关是断开的）。图5-4高压环形接线三、低压电力线路的接线方式低压线路的作用是从车间变电所或建筑物变电所以380/220V的电压向车间或建筑物各用电设备或负荷点配电。低压配电线路也有放射式、树干式和环形等接线方式。

(一)低压放射式接线

低压放射式是由变配电所低压配电屏供电给配电箱或低压用电设备。

这种接线方式供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多。多用于用电设备容量大，或负荷重要，或车间内负荷排列不整齐，以及有爆炸危险的厂房，必须由车间隔离的房间引出线路等情况。图5-5低压放射式接线(二)低压树干式接线特点：树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但干线故障使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性差。图5-6另外还有一种变形的树干式接线叫链式接线，该接线适用用电设备距离近、容量小、台数约在3~5台及配电箱不超过3台的情况。总容量不超过10kW图5-7a,b(三)低压环形式接线

在两个车间变电所的低压侧，可以通过低压联络线把它们连接起来，构成环形接线。图5-8低压环形接线环形接线特点：可靠性高，任一段线路出现故障或检修，一般只是短时停电或不停电，经切换操作后就可恢复供电。但环形接线保护装置整定配合比较复杂，如果配合不当，易发生误动作，反而导致扩大故障停电范围。所以低压环形接线通常也多采用开环运行。在我国，低压配电系统中，多采用树干式配电§5.2：工厂电力线路的结构和敷设一、架空线路的结构和敷设

架空线路的结构如图所示。它由电杆、横担、绝缘子、导线以及避雷线、拉线组成。1.架空线路的导线导线是线路的主体，担负着输送电能的任务。架空线路一般采用裸导线，按结构分有单股和多股绞线，一般采用多股铝绞线。2.电杆、横担和拉线电杆是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。对电杆要有足够的机械强度，要经久耐用，廉价便于搬运和安装。按材料分有木杆、水泥杆、和铁塔。按在架空线路的作用分有直线杆、分段杆、分支杆等。横担安装在电杆上部，用来安装绝缘子以架设导线。拉线是为了平衡电杆各方面的作用力。3.线路绝缘子和金具(P168)（下一页）绝缘子是用来将导线固定在电杆上。金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件绝缘子针式绝缘子有木横担直脚、铁横担直脚和铁横担弯脚三种类型。按针脚长短分为长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上，短脚绝缘子用在铁横担上。

蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。拉线绝缘子用在拉线上，使拉线上下两段互相绝缘。

金具

圆形抱箍可以把拉线固定在电杆上花篮螺丝可以调节拉线的紧度

横担垫铁和横担抱箍可以把横担装在电杆上

支撑扁铁从下面支撑横担，可以防止横担歪斜，支撑扁铁的下端需要固定在带凸抱箍上

木横担安装在木电杆上时，需要用穿心螺钉拧紧

各种金具都应该镀锌或涂漆，防止生锈。

图5-11

各种杆型在低压架空线路上的应用4.架空线路的敷设（1）敷设的要求和路径的选择（2）导线在电杆上的排列位置三相四线制低压架空线路，一般采用水平排列。三相三线制架空线路可采用三角形排列。多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列。（3）架空线路的档距、弧垂及其他距离钢芯铝线截面图5-10架空线路导线结构(P169)二、电缆线路的结构和敷设

1.电缆和电缆头它是一种特殊的导线，在几根或者单根绞线的绝缘导电芯线外面，包有绝缘层和保护层。保护层为内保护层（直接保护绝缘层）和外保护层（防止内保护层受到机械损伤和腐蚀）。1—铅皮；2—缠带绝缘；3—芯线绝缘；4—填充物；5—导体P174电缆型号表示和含义***电缆的种类***

油浸纸绝缘电缆成本低，结构简单，制造方便，易于安装和维护，不宜用在有高度差的环境下。

塑料绝缘电缆稳定性高，安装简单，但塑料受热易老化变形。

交联聚乙烯绝缘电缆耐热性好，载流量大，适宜高落差甚至垂直敷设。

橡胶绝缘电缆弹性好，性能稳定，防水防潮，一般用做低压电缆。§5.3：导线和电缆截面的选择计算一、概述（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。（3）经济电流密度

35KV及以上,35KV以下长线路,为了使线路的年运行费用最低，按经济电流密度选择导线的截面，称为“经济截面”。工厂10KV及以下线路，通常不按经济电流密度选择。（4）机械强度导线截面不应小于其最小允许截面，电缆验证短路的动稳定度；母线校验短路的动稳定度和热稳定度。二、按发热条件选择导线和电缆截面1.三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，应满足允许载流量Ial大于或者等于通过相线的计算电流I30。如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以温度校正系数。导线额定负荷时的最高允许温度导线的允许载流量所采用的环境温度敷设地点设计温度2.中性线和保护线截面的选择三相四线制系统中的中性线,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,同时应考虑谐波电流的影响.（1）中性线（N）截面的选择①一般三相四线制线路的中性线截面A0应不小于相线截面AФ的50%，A0≥0.5AФ②两相三线线路及单相线路的中性线截面A0由于中性线与相线电流相等，因此中性线截面应与相线截面AФ相同。A0=AФ③三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面A0为A0≥AФ（2）保护线（PE）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的短路热稳定度。①当AФ≤16mm2APE≥AФ②16mm2<AФ≤35mm2

APE≥16mm2③AФ.>35mm2APE≥0.5AФ（3）保护线中性线（PEN）截面的选择保护中性线有保护线和中性线的双重作用，因此PEN线截面的选择应同时满足PE线和N线的要求，取其中的最大截面。例题5-1例题5-2三、按经济电流密度选择导线和电缆截面

导线的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维护管理费用和有色金属消耗量都要增加。所以应该选择一个合理的导线截面，既要电能损耗小，又投资和维修费用也比较低。曲线1表示线