第五章工廠電力線路

1、2021-11-42021-11-4工廠供電工廠供電山西大同大學(xué)王官升2021-11-42第五章第五章 工廠電力線路工廠電力線路n本章知識(shí)要點(diǎn)l電壓損失、經(jīng)濟(jì)電流密度和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)等概念；l架空線路與電纜線路的結(jié)構(gòu)組成及敷設(shè)方法；l各種輸電導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇原則和選擇方法。n本章培養(yǎng)的能力與技能l能根據(jù)使用環(huán)境特征和架空線路、電纜的結(jié)構(gòu)特征，合理地選擇線路所用材料及電線、電纜的型號(hào)，并確定其敷設(shè)方式；l能根據(jù)用電負(fù)荷及電線、電纜的技術(shù)資料正確選擇導(dǎo)線的截面。2021-11-43第二節(jié)第二節(jié) 線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)n一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)l架空線路與電纜線路相比優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)

2、用低、建設(shè)速度快、容易發(fā)現(xiàn)故障和易于維護(hù)檢修。缺點(diǎn)：受自然條件影響大，占有空間大，城市中架設(shè)影響市容美觀，高壓線路通過居民區(qū)有較大危險(xiǎn)；l結(jié)構(gòu)組成一般由導(dǎo)線、絕緣子、金具、電桿、橫擔(dān)、拉線等組成。高壓架空線路還有避雷線和接地裝置等。圖5-9。2021-11-44（一）架空線路的導(dǎo)線（一）架空線路的導(dǎo)線n導(dǎo)線的材質(zhì)l銅、鋁、鋼。n按結(jié)構(gòu)分類l絕緣導(dǎo)線和裸導(dǎo)線，單股導(dǎo)線和多股絞線，一般采用多股裸絞線。n多股絞線的類型l銅絞線（TJ）：一般只用于腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)。l鋁絞線（LJ）：一般用在10kV及以下線路。l鋼絞線（GJ）：用于小功率的架空線路，或作避雷線與接地線。l鋼芯鋁絞線（LGJ）：鋼線和鋁線

3、絞合而成。截面指鋁線的截面積。圖5-10n配電線路常用鋁絞線，送電線路采用鋼芯鋁絞線。2021-11-45 （二）電桿、橫擔(dān)和拉線（二）電桿、橫擔(dān)和拉線2021-11-46電桿電桿n按材質(zhì)分類l木桿、水泥桿和鐵塔。l35kV及以下線路多用水泥桿?？缍容^大的地方和110kV的線路一般采用鐵塔。n電桿按作用和地位分類。圖5-11。l直線桿：用于線路的直線段，起支撐導(dǎo)線的作用。l耐張桿：用于線路直線段數(shù)根直線桿之間。l轉(zhuǎn)角桿：用于線路轉(zhuǎn)彎處，轉(zhuǎn)角常為30、45、60、90等。l終端桿：用于線路的始端和終端。l分支桿：用于線路的分支處。l跨越桿：跨距大、電桿高、受力大。l換位桿：交換三相導(dǎo)線位置。20

4、21-11-47橫擔(dān)橫擔(dān)n作用l固定絕緣子，使導(dǎo)線保持足夠的電氣間距。n類型l木、鐵、瓷橫擔(dān)。鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)使用較普遍。2021-11-48拉線拉線n作用l平衡電桿拉力，穩(wěn)固電桿，防止電桿傾倒。n組成l拉線抱箍、拉緊絕緣子、花籃螺拴、地錨（拉線底盤）和拉線等組成。n拉線結(jié)構(gòu)，圖5-13。2021-11-49絕緣子絕緣子n作用l又叫瓷瓶，用來固定導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與橫擔(dān)和電桿之間絕緣。n類型l按電壓：高壓、低壓絕緣子。l按用途和結(jié)構(gòu)：針式、蝶式、懸式、瓷橫擔(dān)絕緣子、瓷拉緊絕緣子和防污型絕緣子等。圖5-14。2021-11-410金具金具n作用l連接、固定導(dǎo)線、安裝橫擔(dān)和絕緣子、緊固和調(diào)整拉線等。n類

5、型，圖5-15。l安裝針式絕緣子的直腳和彎腳；l安裝蝶式絕緣子的穿心螺釘；l懸式絕緣子的掛環(huán)、掛板、線夾；l將橫擔(dān)固定在電桿上的U型抱箍；l調(diào)節(jié)拉線松緊的花籃螺拴；2021-11-411（四）架空線路的敷設(shè)（四）架空線路的敷設(shè)n1敷設(shè)的要求和路徑的選擇l 線路短、轉(zhuǎn)角少、交叉跨越少；l 盡量避開河洼和雨水沖刷地帶及有爆炸危險(xiǎn)、化學(xué)腐蝕、工業(yè)污穢、易發(fā)生機(jī)械損傷的地區(qū)；l不應(yīng)引起機(jī)耕、交通和人行困難；l與建筑物保持一定的安全距離；不宜跨越房屋；l與工礦企業(yè)廠（場）區(qū)和生活區(qū)的規(guī)劃協(xié)調(diào)，在礦區(qū)盡量避開煤田，少壓煤；2021-11-4121.1.導(dǎo)線在電桿上的排列方式導(dǎo)線在電桿上的排列方式n三相四線

6、制線路l一般水平排列。零線靠近電桿、建筑物；n三相三線制線路l水平、三角、混合或垂直排列。n高、低壓線路同桿架設(shè)時(shí)l低壓配電線路應(yīng)架設(shè)在下方。2021-11-4132.2.檔距與弧垂檔距與弧垂n檔距l(xiāng)同一線路上兩相鄰電桿之間的水平距離。圖5-17。n弧垂l架空線路的最低點(diǎn)與兩端電桿導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的垂直距離。l導(dǎo)線的弧垂不宜過大和過小。n導(dǎo)線的線間距離l取決于檔距、電壓等級(jí)、絕緣子的類型和電桿的桿型等。2021-11-414二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)n與架空線路相比l缺點(diǎn)：投資大、查找故障困難、維護(hù)檢修不便。l優(yōu)點(diǎn)：不受外界影響、不占地面和空間、不影響市容觀瞻、使用安全可靠；可

7、在地下、水中、隧道中、有火災(zāi)危險(xiǎn)、有爆炸危險(xiǎn)和化學(xué)腐蝕的場所敷設(shè)。n使用場所l在不宜架設(shè)架空線路的地區(qū)和不準(zhǔn)架設(shè)架空線路的場所，如房屋、人口密集地區(qū)，風(fēng)景區(qū)，受空間限制的工廠廠區(qū)，有爆炸、火災(zāi)、腐蝕的場所均應(yīng)采用電纜線路。l礦井井下受空間限制和安全上的需要，除架線電機(jī)車外均采用電纜線路。2021-11-415一、電纜的結(jié)構(gòu)一、電纜的結(jié)構(gòu)n按導(dǎo)電線芯分類l銅芯、鋁芯。n按絕緣材料分類l紙絕緣電纜、橡膠絕緣電纜、塑料絕緣電纜三種。2021-11-416紙絕緣電纜紙絕緣電纜n結(jié)構(gòu)：圖5-18。n導(dǎo)電線芯l銅芯、鋁芯。n絕緣l油浸紙絕緣、干絕緣和不滴流。l垂直落差：n內(nèi)護(hù)層l鉛護(hù)套、鋁護(hù)套。n鎧裝層l

8、鋼帶、細(xì)鋼絲和粗鋼絲鎧裝。n外被層l無外被層、瀝青油麻、聚氯乙烯、聚乙烯。2021-11-417橡膠絕緣電纜橡膠絕緣電纜n 導(dǎo)電線芯：銅芯和鋁芯；n 內(nèi)護(hù)套：鉛護(hù)套、聚氯乙烯套和橡膠套；n 鎧裝層：無鎧裝和鋼帶鎧裝；n 外被層：無外被層、麻外被層和內(nèi)鋼帶鎧裝。n 礦用：l橡膠絕緣橡膠護(hù)套軟電纜，也稱橡套電纜。l 分為：普通橡套電纜、阻燃橡套電纜和屏蔽橡套電纜三種。2021-11-418塑料絕緣電纜塑料絕緣電纜n絕緣l交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯絕緣。n護(hù)套l聚氯乙烯護(hù)套。n導(dǎo)電芯線l銅芯和鋁芯n其它l有鎧裝和無鎧裝、有屏蔽層和無屏蔽層、有外被層和無外被層等。n優(yōu)點(diǎn)l具有抗酸堿、耐腐蝕、質(zhì)量輕、敷設(shè)

9、垂直落差不受限制等。2021-11-419電纜頭電纜頭n按絕緣材料和或填充材料分類l電纜膠、環(huán)氧樹脂、纏包式和熱縮材料。l熱塑材料電纜頭應(yīng)用較多。n結(jié)構(gòu)l圖5-20,10kV交聯(lián)聚乙烯電纜熱縮中間接頭結(jié)構(gòu)示意圖。l圖5-21, 10kV交聯(lián)聚乙烯電纜熱縮終端頭結(jié)構(gòu)示意圖。2021-11-420（二）電纜的敷設(shè)（二）電纜的敷設(shè)n1電纜敷設(shè)路徑的選擇l選擇最短的路徑；l選擇最安全的路徑，保證電纜不受機(jī)械損傷、化學(xué)腐蝕、地中電流等的傷害；l便于敷設(shè)、維護(hù)；l避開將要挖掘施工的地方。2021-11-4212 2電纜的敷設(shè)方式電纜的敷設(shè)方式n直接埋地敷設(shè)n電纜溝敷設(shè)n電纜隧道敷設(shè)n排管敷設(shè)n架空與沿墻敷

10、設(shè)等 工礦企業(yè)電纜隧道敷設(shè)和排管敷設(shè)較少采用。2021-11-4223.3.電纜敷設(shè)的一般要求電纜敷設(shè)的一般要求n1) 長度按線路長度增加5%10%。n2) 下列場合的非鎧裝電纜應(yīng)采取穿管保護(hù)n3) 同一通道的中的多根電纜的排列n4) 電纜與管道間的敷設(shè)要求。n5) 電纜的敷設(shè)場所。n6) 電纜沿燃?xì)夤艿赖姆笤O(shè)。n7) 電纜溝的結(jié)構(gòu)。n8) 直埋敷設(shè)設(shè)于非凍土地區(qū)的電纜。n9) 電纜金屬外皮、金屬電纜頭、金屬支架和保護(hù)鋼關(guān)，均應(yīng)接地。2021-11-423三、車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)三、車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)n車間內(nèi)導(dǎo)線用絕緣導(dǎo)線或電纜；配電干線采用裸導(dǎo)線。n車間外采用絕緣導(dǎo)線。2021-11-42

11、4（一）絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)（一）絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)n導(dǎo)線l多用鋁線。移動(dòng)、劇烈振動(dòng)、爆炸和腐蝕場所用銅線。n絕緣l塑料絕緣電線用于室內(nèi)明敷或穿管敷設(shè)。不宜在室外敷設(shè)。l氯丁橡皮絕緣電線耐油性好、不易霉、不延燃、氣候適應(yīng)性好、不易老化，適宜在室外敷設(shè)。2021-11-425絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式n明敷l將導(dǎo)線敷設(shè)于墻壁、天花板或桁架等處的表面。n暗敷l將導(dǎo)線敷設(shè)于墻壁、地坪或樓板內(nèi)。2021-11-426絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)要求絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)要求n1) 現(xiàn)槽布線及穿管布線式導(dǎo)線中間不許有直接接頭，接頭必須經(jīng)專門的接線盒。n2) 穿金屬管或金屬線槽的交流線路，應(yīng)將同一回路的導(dǎo)線穿在同一

12、管、槽內(nèi)。n3) 電線管路與熱管路的敷設(shè)要求。2021-11-427( (二）裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷二）裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)設(shè)n導(dǎo)線結(jié)構(gòu)l車間內(nèi)配電裸導(dǎo)線大多采用裸母線。多用封閉式母線槽布線。圖5-27。n母線的敷設(shè)要求l水平敷設(shè)時(shí)至地面不應(yīng)小于2.2m。垂直敷設(shè)時(shí)距地面1.8m以下部分采取防機(jī)械損傷措施。l水平敷設(shè)時(shí)支持點(diǎn)間距不宜大于2m。l終端無出線時(shí)，端頭應(yīng)封閉。l分支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在安全及安裝維護(hù)方便的地方。l母線應(yīng)涂色，表5-2。2021-11-428第三節(jié)第三節(jié) 導(dǎo)線截面的選擇導(dǎo)線截面的選擇n一、概述l選擇條件 發(fā)熱條件 不超過長時(shí)允許溫度。 電壓損耗條件 保證電壓質(zhì)量。 經(jīng)濟(jì)電流密度 保證供電的

13、經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械強(qiáng)度 避免斷線。 短路時(shí)的熱穩(wěn)定 不超過短時(shí)允許溫度。l先按能選出最大截面的條件選擇，然后再按其他條件校驗(yàn)10kV以下線路：按1選，按2、4校。低壓照明線路：按2選，按1、4校。距離和年運(yùn)行時(shí)間長的高壓線路：按3選，按1、2、4校。電纜線路：還需按5校。2021-11-429二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面n（一）三相系統(tǒng)相線截面的選擇l導(dǎo)線允許載流量不小于通過相線的計(jì)算電流，即l附表16、17、18、19導(dǎo)線允許載流量。l計(jì)算電流：變壓器一次側(cè)取變壓器額定電流；電容器取1.35倍額定電流。l截面還應(yīng)與保護(hù)裝置配合。al3000alalK IIK2021-11

14、-430二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面n（二）中性線和保護(hù)線截面的選擇l1. 中性線（N線）截面的選擇一般三相四線制線路中性線截面不小于相線截面的50%。A00.5A 三次諧波大的中性線截面不小于相線截面。 A0A l2.保護(hù)線（PE線）截面的選擇當(dāng)A16mm2時(shí)， APEA 當(dāng)16mm2A 35mm2時(shí)， APE16mm2當(dāng)A35mm2時(shí)， APE0.5Al保護(hù)中性（PEN線）線截面的選擇PEN線同時(shí)滿足PE線和N的要求。l例5-1，例5-2。2021-11-431三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面n經(jīng)濟(jì)截面 圖5-28l年運(yùn)行費(fèi)用最小又考慮節(jié)

15、約有色金屬時(shí)的導(dǎo)線截面。n經(jīng)濟(jì)電流密度l對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面時(shí)的導(dǎo)線的電流密度。表5-3。n導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面 n選取 的標(biāo)準(zhǔn)截面。n例5-3。30ececIAjecAA2021-11-432四、線路電壓損耗的計(jì)算四、線路電壓損耗的計(jì)算n（一）集中負(fù)荷三相線路電壓損耗的計(jì)算l電壓損耗：線路始、末兩端電壓的算術(shù)差值。l終端集中負(fù)荷的電壓損耗計(jì)算l多個(gè)集中負(fù)荷的電壓損耗的計(jì)算 2021-11-433終端集中負(fù)荷的電壓損耗終端集中負(fù)荷的電壓損耗_1_1edcbaIZIXIRI2U1Ucos,IQPO2UXR ,1Un相電壓損耗為12UUUoboaocoaodoaaeedcossinUIRIX2021-11-4

16、34終端集中負(fù)荷的電壓損耗終端集中負(fù)荷的電壓損耗_2_2n線電壓損耗為n用功率表示n電纜線路或純電阻負(fù)荷線路 NPRQXPRQXUUU3cossinUI RXN3cosPRUIRU2021-11-435多個(gè)集中負(fù)荷的電壓損耗多個(gè)集中負(fù)荷的電壓損耗 _1_1012P1,Q1P2,Q2p1,q1p2,q21,12,2n從0點(diǎn)到2點(diǎn)整個(gè)線路的電壓損耗為121 11 12 222NNNUUUPrQ xPrQ xUUPrQxU 2021-11-436多個(gè)集中負(fù)荷的電壓損耗多個(gè)集中負(fù)荷的電壓損耗_2_2n對(duì)“無感”線路或純電阻負(fù)荷線路n對(duì)“均一無感”線路，即各段線路的型號(hào)和截面相同，則lM為線路的有功功率

17、矩之和。NPrUUNNPlMUAUAU2021-11-437線路電壓損耗的百分值線路電壓損耗的百分值n線路電壓損耗的百分值n均一無感線路lC為計(jì)算系數(shù)，見表5-4。2100%NMMUAUCAN%100UUU2021-11-438單相和兩相線路的電壓損耗單相和兩相線路的電壓損耗n均一無感單相交流和直流線路的電壓損耗n均一無感兩相三線線路的電壓損耗n均一無感兩相三線線路的電壓損耗百分值2200%NMMUAUCA00.750.5APlUI RI RUA2275225%NMPlMUAUAUCA2021-11-439按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面n均一無感線路按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面l上式常用于照明