《供配电技术》课件5 供配电系统的接线及导线的选择

省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东项目五

供配电系统的接线及导线的选择目录供配电线路接线方式及选择供配电线路导线和电缆截面的选择5.1供配电线路接线方式及选择

5.1.1高压配电线路的接线方式

1.高压放射式接线如图所示为高压放射式接线。放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高，而且便于装设自动装置,但是高压开关设备用得较多，每台高压断路器或负荷开关须装设一个高压开关柜，从而增加投资费用。这种放射式线路发生故障或检修时，线路所供负荷均中断供电。为了提高供电可靠性，可在各车间变电所的高压或低压之间敷设联络线。想要进一步提高供电可靠性，还可采用两个电源的两路高压进线，然后经分段母线，由两段母线采用双回路对重要负荷交叉供电。

5.1.1高压配电线路的接线方式

2.高压树干式接线如上图所示为高压树干式接线。树干式配电线路是一条配电线路沿厂区的走线（或干线），在干线上接多个用户，即一条干线向多个用户供电。这种接线方式的特点是节约有色金属、投资小，但供电可靠性较差。当干线或开关设备发生故障或检修时，所有用户全部停电，停电范围广。若干线中某一个用户故障且用户的保护装置不动作，则可能引起干线停电。为了提高供电可靠性，可采用双干线式接线供电，如下图所示。

5.1.1高压配电线路的接线方式

3.高压环形接线如图所示为高压环形接线。这种接线实质上是两端供电的高压树干式接线。为了避免环形线路发生故障影响整个电力系统的正常运行，也便于实现线路保护的选择性，因此绝大多数环形线路采取“开口”运行方式，即环形线路中有一处开关正常时是断开的。这种环形接线在现代城市电网中应用很广泛。通常采用以负荷开关代替隔离开关为联络主开关的环形接线。现在生产的高压环网柜用在环形电网中，既简单经济、操作灵活，又能保证较高的供电可靠性。

5.1.2低压配电线路的接线方式

1.低压放射式接线特点：供电可靠性较高。但是一般情况下，这种接线方式的有色金属消耗量较多，采用的开关电器也较多。低压放射式接线主要用于设备容量大或对供电可靠性要求较高的设备。2.低压树干式接线如图所示为低压树干式接线。这种接线方式适用于设备容量不大，分布较均匀且对供电可靠性无特殊要求的设备。

5.1.2低压配电线路的接线方式

如图所示为变形的低压树干式接线，称为低压链式接线。它将几个低压配电箱或几台电动机串联在一起组成链式供电，避免了从车间变电所引出很多小容量干线。适用于用电设备彼此相距很近且容量较小的次要用电设备。3.低压环形接线低压环形接线主要通过低压联络线相互连接而成，目的是提高供电可靠性，一般均采用“开口”运行方式。如图所示为由一台变压器供电的低压环形接线。

5.1.3供配电线路的结构和敷设1.供配电线路的结构类型与特点（1）架空线路。架空线路是指利用电杆架空敷设的露天线路。特点是敷设容易、成本低、投资费用少、维修方便、易于发现和排除故障；由于要占用一定的面积，妨碍交通且易受环境影响，安全可靠性较差。（2）电缆线路。电缆线路是指利用电力电缆敷设的线路。一般敷设于地下，有的直接敷设于土壤中；有的采用电缆桥架明敷或架空敷设。电缆线路与架空线路相比，缺点是成本高、投资费用大、维修不便、不易发现和排除故障；优点是运行可靠、不易受外界影响、无须架设电杆、不占地面、妨碍交通。（3）室内线路。室内线路是指建筑物内部敷设的各种配电线路，包括用绝缘导线沿墙、沿屋架或沿天棚明敷的线路；用绝缘导线穿管沿墙、沿屋架或埋墙、埋天棚或埋地板敷设的线路；用裸导线或电缆在室内敷设的线路。一方面由于室内线路容易被人员触及；另一方面由于线路发生故障容易引起建筑失火，因此室内线路导线的选择和敷设要注意安全可靠性。

5.1.3供配电线路的结构和敷设2.架空线路的结构及敷设（1）架空线路的结构。架空线路由导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具（包括避雷线）等主要元件组成，架空线路的结构如图所示。有的电杆上装有拉线或板桩，用来平衡电杆各方向的拉力，提高电杆的稳定性；有的架空线路上架设避雷线，用来防止雷击。

5.1.3供配电线路的结构和敷设（2）架空线路的敷设。①确定架空线路。线路路径的选择应力求线路最短，转角要小，尽可能避免交叉跨越，避开污垢和易燃、易爆场所，避开江河、道路和建筑物，交通运输方便，便于施工架设和维护。②确定档距、弧垂和杆高。同一架空线路上两相邻电杆的水平距离称为档距，又称跨距。弧垂是指在一个档距内导线在电杆上的悬挂点与导线最低点之间的垂直距离，架空线路在平地和坡地的档距和弧垂如上图所示。③导线在电杆上的排列方式如下图所示，三相四线制低压架空线路的导线，一般采用水平排列，中性线架设在靠近电杆的位置。当电压不同的架空线路同杆架设时，电压高的架空线路应架设在电压低的架空线路上面。

5.1.3供配电线路的结构和敷设3.电缆线路的结构及敷设（1）电缆线路的结构包括电缆、电缆接头、电缆终端头、电缆支架和电缆夹等。（2）电缆线路的敷设方式主要有直接埋地敷设（如图1所示）、在电缆沟内敷设（如图2所示）和桥架敷设（如图3所示）等，电缆排管和电缆隧道等敷设方式较少采用。电缆排管主要用于城市电网，电缆隧道主要用于配电站。123

5.1.3供配电线路的结构和敷设（3）电缆线路敷设的一般要求。①电缆路径应尽量避开可能遭受机械外力损坏和过热、腐蚀等场所；在满足安全性要求的前提下尽量使电缆路径最短。②电缆长度应按实际线路长度留有5%～10%的余量，作为安装和检修时备用；直接埋地敷设电缆应作波浪形埋设。③明敷电缆不宜平行敷设在热力管道上面。当电缆与管道之间没有隔板防护时，根据《电力工程电缆设计标准》规定，电缆与管道之间的允许间距如表所示。

5.1.3供配电线路的结构和敷设4.室内配电线路的结构及敷设（1）绝缘导线的结构及敷设。①绝缘导线的结构。绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。绝缘导线按其绝缘材料分，有橡皮绝缘和塑料绝缘两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好，耐油和抗酸碱腐蚀，价格较低且可节约橡胶和棉纱，因此在室内明敷和穿管暗敷中应优先采用塑料绝缘导线。但高温时绝缘易软化老化、低温时绝缘又变硬发脆，因此高温场所及室外不宜选用，应选用橡皮绝缘导线。②绝缘导线的敷设。绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷时，导线应横平竖直，排列整齐，而且宜尽可能沿建筑物隐蔽处敷设。暗敷时，应尽量沿最短的路径敷设，但要避开可能挖掘或凿洞的地方。绝缘导线明敷和暗敷各有优缺点。从安全和美观来说，暗敷优于明敷。但从检修和经济来说，明敷较好。暗敷通常是在建筑物基建时采用预埋管线的办法，或者在装修时掏槽埋设的办法。对于旧房中配电线路的改建，如拟将明敷改为暗敷，应不得损伤建筑的结构强度。

5.1.3供配电线路的结构和敷设（2）裸导线的结构及敷设。①裸导线的结构。室内常用的裸导线为LMY型硬铝母线。按规定，裸导线A、B、C三相涂漆的颜色分别对应黄、绿、红三色，N线或PEN线为淡蓝色，PE线为黄绿双色。室内配电线路中还有一种封闭型母线（插接式母线），适用于设备布置均匀紧凑且需要经常调整位置的场合。②裸导线的敷设。当裸导线水平敷设时，与地面距离不应小于2.2m。当裸导线垂直敷设时，距离地面1.8m及以下部分应采取防止机械损伤措施。如图所示为室内配电线路常用的6种敷设方式。5.2供配电线路导线和电缆截面的选择

5.2.1导线和电缆型号的选择对于10kV及以下架空线路，一般采用铝绞线；对于35kV及以上架空线路和35kV及以下架空线路，在档距较大、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线；对于沿海地区及有腐蚀性的场所，宜采用铜绞线或绝缘导线。对于敷设在城市繁华街区、高层建筑群区及旅游区和绿化区的10kV及以下架空线路，架空线路与建筑物之间的距离不能满足安全要求的地段及建筑施工现场，宜采用绝缘导线。在一般环境场所，电缆线路可采用铝芯电缆。在重要场所及有剧烈震动、强烈腐蚀性和有爆炸危险场所，宜采用铜芯电缆。在低压TN系统，应采用三相四芯或三相五芯电缆。直接埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆。在有可能发生移位的土壤中直接埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。敷设在电缆沟、桥架和水泥排管中的电缆，一般采用裸铠装电缆或塑料护套电缆，优先选用交联聚乙烯绝缘电缆。如果两端有较大高度差的电缆线路，那么不能采用油浸纸绝缘电缆。

5.2.2导线和电缆截面的选择1.发热条件：计算电流时产生的发热温度，不能超过其正常运行时的最高允许温度。2.电压损耗：计算电流时产生的电压损耗，不能超过其正常运行时允许的电压损耗。3.经济电流密度：35kV及以上的线路和35kV以下电流很大的线路，其导线和电缆截面应按经济电流密度选择。按经济电流密度选择的导线和电缆截面，称为经济截面。用户10kV及以下的线路，通常不按经济电流密度选择。4.机械强度：导线（包括裸导线和绝缘导线）的截面不应小于其最小允许截面，如表所示为架空裸导线的最小允许截面。对于电缆不需要检验机械强度，但需要检验短路热稳定度。对于母线，需要检验短路动稳定度和热稳定度。

5.2.3按发热条件选择导线和电缆的截面1.三相系统相线截面的选择规定，选择导线时采用的环境温度：室外取当地最热月平均最高气温；室内取当地最热月平均最高气温加5℃。选择电缆时采用的环境温度：土中直埋取当地最热月平均气温；室外电缆沟、电缆隧道取当地最热月平均最高气温；室内电缆沟取当地最热月平均最高气温加5℃。按导线的允许载流量选择导线截面时，注意最大负荷电流I30的选取：当选择降压变压器高压侧的导线时，应取变压器额定一次电流；当选择高压电容器的引入线时，应为电容器额定电流的1.35倍；当选择低压电容器的引入线时，应为电容器额定电流的1.5倍（考虑到电容器充电时有较大涌流）。

5.2.3按发热条件选择导线和电缆的截面2.三相四线制系统中性线和保护线截面的选择（1）中性线（N线）截面的选择。一般三相负荷基本平衡的低压线路的中性线截面A0应不小于相线截面Aφ的50%。三相四线制线路分支的两相三线线路和单相线路，中性线截面A0应与相线截面Aφ相同。对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，中性线截面A0应不小于相线截面Aφ。（2）保护线（PE线）截面的选择。当保护线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，当有机械保护时，铜导体截面应不小于2.5mm2，铝导体截面应不小于16mm2；当无机械保护时，铜导体截面应不小于4mm2，铝导体截面应不小于16mm2。（3）保护中性线（PEN线）截面的选择。保护中性线截面的选择应同时满足中性线和保护线截面的选择要求，取其中的最大值即可。

5.2.4按电压损耗选择导线和电缆的截面1.集中负荷的三相线路电压损耗的计算（1）线路的电压损耗。（2）线路的电压损耗百分值。2.均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算如图所示为均匀分布负荷线路的电压损耗计算，对于均匀分布负荷的线路，单位长度线路上的负荷电流为i0，均匀分布负荷产生的电压损耗，相当于全部负荷集中在中点时的电压损耗。

5.2.4按电压损耗选择导线和电缆的截面3.按允许电压损耗选择、检验导线和电缆的截面按允许电压损耗选择导线的截面分为两种情况：一是各段线路截面相同，二是各段线路截面不同，这里只分析各段线路截面相同的情况。一般情况下，当供电线路较短时常采用统一截面的导线，可直接根据式计算线路的实际电压损耗百分值ΔU%，然后根据允许电压损耗ΔUa1%来检验导线的截面是否满足电压损耗的条件，即如果是“均一无感”线路，那么还可以根据式，在已知线路的允许电压损耗ΔUa1%条件下计算该导线的截面，即

5.2.5按经济电流密度选择导线和电缆的截面导线（或电缆）的截面选得越大，电能损耗就越小，但线路投资及维修管理费用就越高；反之，导线（或电缆）的截面选得越小，虽然线路投资及维修管理费用低，但电能损耗相应增加。对应经济截面的电流密度称为经济电流密度jec。导线和电缆的经济电流密度如表所示。计算方式如下。

5.2.6供配电线路的维护1.加强对供配电线路的安全检查（1）检查供配电线路中导线的发热情况。（2）检查供配电线路的负荷情况。（3）检查供配电线路中装备的配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地接零等运行情况，尤其检查母线接头处有无氧化、过热变色和腐蚀，接线有无松脱、放电和烧毛现象，螺栓是否紧固。（4）检查供配电线路及线路周围有无影响线路安全运行的异常情况。禁止在绝缘导线上悬挂物体，禁止在供配电线路旁堆放易燃、易爆等危险性物品。

5.2.6供配电线路的维护2.定期进行车