电力线路及选择课程课件

第五章电力线路及选择

5.1电力线路概述5.2架空线路导线截面选择5.3电力电缆导线截面选择计算主要内容5.1电力线路概述

架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。5.1.1架空线路的结构与型号

架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。1导线架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。因此，它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。由于多股绞线优于单股线，故架空导线多采用多股绞线。铝绞线（LJ）

导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差，故多用于挡距不大的10kV及以下的架空线路。架空线路结构示意图钢芯铝绞线（LGJ）将多股铝线绕在钢芯外层，铝导线起载流作用，机械载荷由钢芯与铝线共同承担，使导线的机械强度大为提高，因而在10kV以上的架空线路中得到广泛应用铝合金绞线（LHJ）机械强度大、防腐性能好、导电性亦好，可用于一般输配电线路。

铜绞线（TJ）导电率高、机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电材料。但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区使用。钢绞线（GJ）机械强度高，但导电率差、易生锈、集肤效应严重，故只适用于电流较小、年利用小时低的线路及避雷线。2杆塔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0.4kV及以下为30～50m，6～10kV为40～100m，35kV水泥杆为100～150m，110～220kV铁塔为150～400m等。杆塔根据所用材料的不同可分为木杆、钢筋混凝土杆和铁塔等三种。杆塔按用途可划分为：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特种杆（如分支杆、跨越杆、换位杆等）。3横担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。目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷担等。横担的长度取决于线路电压的高低、挡距的大小、安装方式和使用地点。主要是保证在最困难条件下（如最大弧垂时受风吹动）导线之间的绝缘要求。35kV以下电力线路的线间最小距离见有关设计手册。4绝缘子绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘。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变化而不破裂。线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子。5金具用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。常用的金具有：悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等。5.1.2电缆线路的结构与型号电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。1电缆种类与结构在输、配电线路中，目前常用的1～35kV电力电缆，主要有铠装电缆与软电缆两大类。铠装电缆具有高的机械强度，但不易弯曲，主要用于向固定及半固定设备供电；软电缆轻便易弯曲，主要用于向移动设备供电。铠装电缆软电缆2电缆型号的选择电力电缆的型号塑料绝缘电力电缆

结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。

常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已达10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（已达110kV电压等级）。常用型号及选择原则油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆

可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。常用绝缘导线型号及选择

塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。

常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。电力电缆结构示意图环氧树脂中间头示意图环氧树脂终端头示意图5.2.1导线截面选择原则

为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件：

1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和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。5.2架空线路导线界面选择长时允许电流（允许载流量）

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。正常运行允许电压损失

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。机械强度条件导线的截面应不小于最小允许截面由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。5.2.2高压架空线路导线截面选择计算高压架空线路导线截面的选择，应先按经济电流密度初选，然后按其他条件进行校验，全部条件都校验合格者为所选。按经济电流密度选择导线截面

选择原则从两方面考虑：选择截面越大，电能损耗就越小，但线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用就越高；截面选择小，线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用虽然低，但电能损耗大。

从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号Sec表示。

对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符号Jec表示。

按经济电流密度计算经济截面的公式为

式中，Ica为线路计算电流。例某变电站以35kV架空线路向一容量为3800+j2100kVA的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小时为5600h。架空线路采用LGJ型钢芯铝绞线。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。

解

1.选择经济截面

查表可知，其jec=0.9A

Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2

选标准截面70mm2，即型号为LGJ–70的铝绞线。

2.校验发热条件

查附录表可知，LGJ–70在室外温度为25℃时的允许载流量为Ial=275A>Ic=71.6A，所以满足发热条件。

3.校验机械强度

查附录表15可知，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为Smin=35mm2<S=70mm2，因此所选的导线截面也满足机械强度要。2按长时允许电流选择导线截面

三相系统相线截面的选择：

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Ic不超过其允许载流量Ial，即

Ic≤Ial

一般决定导线允许载流量时，周围环境温度均取＋25℃作为标准，当周围空气温度不是＋25℃，而是时，导线的长时允许电流应按下式进行修正。

3按允提许电择压损兽失选叮择导谱线截带面电流通迹过导线泼时，线腥路两端橡电压不胜等为了赚保证沙供电麦质量弹，对藏各类政电网意规定不了最溜大允竿许电雅压损别失在选耽择导妨线截府面时依，要回求实摩际电袍压损张失ΔU％不超秧过允许朗电压损乖失ΔUac％，即5.2渡.3低压架农空线路雷导线截浸面选择对于1kV以下的曲低压架廉空线，战与高压虾架空线星相比，汇线路比货较短，扫但负荷阿电流较绕大。所互以一般扰不按经鲁济电流荐密度选办择。低上压动力虫线按长带时允许蜘电流初组选，按扣允许电饶压损失纤及机械龙强度校委验；低略压照明脊线，因通其对电描压水平坏要求较涝高，所商以，一升般先按纺允许电沫压损失紫条件初泰选截面编，然后建按长时忌允许电唱流和机踩械强度喷校验。1按长台时允约许电梳流选势择导忽线截摆面要求抵导线盒的长条时允后许电狂流不陡小于货线路惠的最唱大长兼时负广荷电胆流（誉计算膛电流棕）。妇即Ial≥Ica2按允许勤电压损填失选择灯导线截乞面因低压呀线路负暑荷电流磁大，相支应的电读压损失责也大，耽故必须歪按允许猴电压损池失来校交验所选罢择导线舱截面。电压膀损失次的计寻算公恨式与贼高压诱线路虹相同葛。3按机架械强占度选交择导葡线截亭面5.3电力电泄缆芯线敢截面选胃择计算5.3贼.1高压电兆缆芯线隆截面选瞧择计算电缆与潜架空线醋相比，伯散热条勤件较差粮，故还穷应考虑壶在短路确条件下劣的热稳夹定问题泊。因此钱高压电碗缆截面还除按经液济电流乎密度、奏允许电渴压损失握、长时配允许电第流选择碌外，还么应按短袍路的热挡稳定条虾件进行半校验。1按经生济电暗流密大度选翠择电向缆截毒面根据凤高压膜电缆俩线路龙所带财负荷吗的最剪大负辱荷年溜利用趟小时筛，及筝电缆餐芯线棵材质惊，查也出经摔济电欺流密仿度Je捏c，然姐后计愚算最浴大长慢时负姥荷电赠流Ica（如为楼双回路愚并联运慕行的线扩路，应醋按最大缓长时负据荷电流脂的一半刻计算）饶，电缆净的经济倦截面Se假c为2按长问时允基许电秆流校绿验所在选电闷缆截搂面根据敬按经谅济电档流密烟度选孟择的诸标准档截面菊，查牲出其判长时宫允许宣电流Ial，应不运小于其列最大长锋时负荷堵电流（窄此时双恰回路供沃电应按凑一回故睛障的情拆况考虑屿），即KIal≥Ica（5－29）K=猪K1K2K3（5－30）3按电陡压损例失校抛验电驶缆截拴面式中L——线路长弹度，m；Sc——导线厚截面羊，mm2；γ——导线载电导涂率，m／Ω.m赖m2。4按短系路电伍流校秃验电允缆的浮热稳忘定性式中I∞——最大三肆相稳态办短路电雪流，A；ti——短路之电流毫作用笑的假泛想时伸间，s；C——热稳暮定系具数，5.周3.疾2低压材电缆电截面其选择低压艇电缆海截面峰选择跟与高射压电间缆选扭择不梨同，琴主要前考虑脉电缆臣正常未运行榴时的渗发热眼与电庄压损滋失，原并考圾虑故巧障时茫短时静承受透大电挖流所舒引起观