第五章電力線路

第五章電力線路學(xué)習(xí)內(nèi)容●架空線、電纜線的結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)線截面的選擇方法;●電纜的運(yùn)行與維護(hù)。第一頁，共七十七頁。電力線路與發(fā)電廠、變電站互相連接，構(gòu)成電力系統(tǒng)，用以輸送電能。從其架設(shè)的方式來說可分為架空電力線路和電力電纜。本章講述架空線、電纜線的結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)線截面的選擇方法，電纜的運(yùn)行與維護(hù)等。第二頁，共七十七頁。導(dǎo)線桿塔絕緣子避雷線圖5-1架空線路的結(jié)構(gòu)5.1架空電力線路的構(gòu)造架空電力線路由導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、防震錘、避雷線及金具等主要器件構(gòu)成。第三頁，共七十七頁。5.1.1導(dǎo)線

1．導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)按導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)可分為單股導(dǎo)線、多股導(dǎo)線和空心導(dǎo)線；圖5-2給出各種裸導(dǎo)線的構(gòu)造。導(dǎo)線的功能是用于輸送電能，是電力線路的主要組成部分，它不但要具有良好的導(dǎo)電性能，同時還應(yīng)具備機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)輕價廉等特點(diǎn)。第四頁，共七十七頁。導(dǎo)線通常制成絞線，導(dǎo)線的材料有銅、鋁、鋼。銅的導(dǎo)電性能最好，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕能力強(qiáng)，但價格高，應(yīng)盡量少用。鋁的導(dǎo)電性能僅次于銅，機(jī)械強(qiáng)度差，但重量輕，價格低，所以鋁絞線是架空線路應(yīng)用較多的導(dǎo)線。鋼的機(jī)械強(qiáng)度較高，價格低，但導(dǎo)電性能差，工廠一般不用鋼線。為了加強(qiáng)鋁的機(jī)械強(qiáng)度，采用多股絞線的鋼作為線心，把鋁線絞在線心的外面，稱為鋼心鋁絞線。輸配電線路應(yīng)采用多股裸導(dǎo)線，低壓配電線路可使用單股裸銅導(dǎo)線，用電單位廠區(qū)內(nèi)的線路一般采用外包絕緣導(dǎo)線。第五頁，共七十七頁。2．導(dǎo)線的型號

架空線路導(dǎo)線的型號由導(dǎo)線材料、結(jié)構(gòu)、載流截面積三部分表示。其中，導(dǎo)線材料和結(jié)構(gòu)用漢語拼音字母表示；載流截面積用數(shù)字表示，單位是mm2。

導(dǎo)線截面積300mm2加強(qiáng)型絞線鋼芯鋁導(dǎo)線LGJJ–300

第六頁，共七十七頁。5.1.2桿塔

桿塔是架空電力線路中架設(shè)導(dǎo)線的支撐物，把它埋設(shè)在地上，裝上橫擔(dān)及絕緣子，導(dǎo)線固定在絕緣子上。桿塔的型式與線路電壓等級、線路回路數(shù)、線路的重要性、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、氣象條件、地形地質(zhì)條件等因素有關(guān)。

按桿塔的材料不同可分為鋼筋混凝土桿塔、木桿塔、鐵塔等。目前木桿塔已基本不用；鐵塔主要用在超高壓、大跨越的線路及某些受力較大的桿塔上；鋼筋混凝土桿塔不僅可節(jié)省大量鋼材，而且機(jī)械強(qiáng)度較高，使用最為廣泛。

按桿塔的用途可分為直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、終端桿塔、分歧桿塔、跨越桿塔等，如圖5-3所示。第七頁，共七十七頁。轉(zhuǎn)角桿塔圖5-3桿塔耐張桿塔直線桿塔第八頁，共七十七頁。hLf圖5-4檔距、弧垂、限距輸電線路的術(shù)語：檔距——相鄰桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)之間的水平距離稱為檔距，用字母L表示；弧垂——導(dǎo)線上任意點(diǎn)到懸掛點(diǎn)連線之間在鉛垂方向的距離，用字母f表示，一般情況下弧垂特指一檔距內(nèi)的最大弧垂；限距——導(dǎo)線到地面的最小距離，用字母h表示；耐張段——兩個耐張桿塔之間的距離。第九頁，共七十七頁。5.1.3絕緣子

絕緣子是用來固定導(dǎo)線的，起著支撐和懸掛導(dǎo)線并使導(dǎo)線與桿塔絕緣的作用；絕緣子同時也承受導(dǎo)線的垂直荷重和水平荷重，所以它應(yīng)具有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，同時對化學(xué)雜質(zhì)的侵蝕具有足夠的抗御能力；還能適應(yīng)周圍大氣條件的變化，如溫度和濕度變化對它本身的影響。絕緣子表面做成波紋狀，凹凸的波紋形狀延長了爬弧長度，而且每個波紋又能起到阻斷電弧的作用。大雨時雨水不能直接從上部流到下部，因此凹凸的波紋形狀又起到了阻斷水流的作用。第十頁，共七十七頁。1.絕緣子種類（1）針式絕緣子

針式絕緣子的型號：圖5-6針式絕緣子(a)用于10kV；(b)用于35kV(a)(b)第十一頁，共七十七頁。(2)懸式絕緣子圖5-7懸式絕緣子懸式絕緣子的型號：第十二頁，共七十七頁。(3)碟式絕緣子碟式絕緣子的型號：

第十三頁，共七十七頁。(4)瓷橫擔(dān)絕緣子瓷橫擔(dān)絕緣子的型號：

第十四頁，共七十七頁。2．懸式絕緣子串片數(shù)的確定（1）按正常工作電壓計算絕緣子串的片數(shù)每一懸垂上的絕緣子個數(shù)是根據(jù)線路的額定電壓等級按絕緣配合條件選定的。目前采用的主要方法是保證絕緣子串有一定的泄漏電流距離。單位泄漏距離用表示，也叫泄漏比距，它表示線路絕緣或設(shè)備外絕緣泄漏距離與線路額定電壓的比值，我國的泄漏比距規(guī)定值見表5-1。由表5-1可知，對于一般地區(qū)的線路，為保證正常工作電壓下不致閃絡(luò)，泄漏比距不應(yīng)小于1.6cm/kV，且第十五頁，共七十七頁。

式中，S為絕緣子串的泄漏比距，cm/kV；n為每串絕緣子的片數(shù)；為每片絕緣子的泄漏距離，cm；為線路額定電壓，kV。因此，絕緣子的個數(shù)應(yīng)為≥

第十六頁，共七十七頁。表5-1泄漏比距規(guī)定值第十七頁，共七十七頁。（2）實(shí)際線路直桿塔采用絕緣子串的片數(shù)

綜合考慮工作電壓下泄漏比距的要求、內(nèi)部過電壓下濕閃的要求、大氣過電壓下耐雷水平的要求，絕緣子串片數(shù)取值見表5-2。表5-2絕緣子串片數(shù)取值第十八頁，共七十七頁。3.耐張桿塔的絕緣子串片數(shù)

耐張桿塔絕緣子串的片數(shù)應(yīng)比直桿的同型絕緣子多一片。第十九頁，共七十七頁。5.1.4防震錘

防震錘用來減弱導(dǎo)線的振動,當(dāng)導(dǎo)線振動時，重錘因慣性不斷上下甩動，使鋼絞線上下彎曲，造成股間及絞線內(nèi)部分子之間的摩擦而消耗一部分能量，從而削弱導(dǎo)線振動的能量，使導(dǎo)線在一定的振幅下達(dá)到能量平衡。第二十頁，共七十七頁。5.1.5避雷線

避雷線的作用是將雷電吸引到自身來，并將雷電流安全引入大地，從而保護(hù)架空線路免受雷擊。避雷線又稱架空地線，一般采用鋼絞線。

第二十一頁，共七十七頁。5.1.6金具

金具是用于固定導(dǎo)線、絕緣子、橫擔(dān)等的金屬部件，是用于組裝架空線路的各種金屬零件的總稱。以下是常用的幾種金具。1．懸垂線夾2.耐張線夾3.金具4.連接金具5.保護(hù)金具第二十二頁，共七十七頁。5.2架空線路導(dǎo)線截面選擇5.2.1導(dǎo)線截面選擇原則1．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇

輸電線路和高壓配電線路由于傳輸距離遠(yuǎn)、容量大、運(yùn)行時間長、年運(yùn)行費(fèi)用高，導(dǎo)線截面積一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選，以保證年運(yùn)行費(fèi)用最低。2．按長時允許電流選擇所選導(dǎo)線截面保證導(dǎo)線在最大允許負(fù)荷電流下長時工作不致過熱。3．按允許電壓損失選擇所選導(dǎo)線截面使線路電壓損失低于允許值，以保證供電質(zhì)量。4．按機(jī)械強(qiáng)度條件選擇架空導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小允許截面應(yīng)滿足表5-4的規(guī)定，以防止架空線受自然災(zāi)害條件影響發(fā)生斷線。第二十三頁，共七十七頁。表5-5架空導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小允許截面單位：mm2

第二十四頁，共七十七頁。

根據(jù)架空線路導(dǎo)線截面選擇的基本原則，在導(dǎo)線截面選擇時要針對不同的電力網(wǎng)特點(diǎn)，靈活運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，合理選擇。高壓架空線路導(dǎo)線截面的選擇，首先按經(jīng)濟(jì)電流密度初選，然后按其他條件進(jìn)行校驗(yàn)，最后按各種條件中最大者選取。低壓架空線路往往負(fù)荷電流較大，首先按電壓損失條件或按長時允許電流條件選擇導(dǎo)線截面，再按其他條件進(jìn)行校驗(yàn)。第二十五頁，共七十七頁。5.2.2架空電力線路截面選擇計算1．按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面架空導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小允許截面見表5-4。

2．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面年綜合費(fèi)用最小時所對應(yīng)的截面稱為經(jīng)濟(jì)截面，對應(yīng)的電流密度稱經(jīng)濟(jì)電流密度。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度見表5-6。第二十六頁，共七十七頁。表5-6我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度第二十七頁，共七十七頁。

年電能損耗與年最大負(fù)荷利用小時數(shù)有關(guān)，所以經(jīng)濟(jì)電流密度與有關(guān)。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面應(yīng)首先確定，然后根據(jù)導(dǎo)線材料查出經(jīng)濟(jì)電流密度，再按線路正常運(yùn)行最大長時工作電流，由下式計算出導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面(mm2)

式中，為經(jīng)濟(jì)截面；為經(jīng)濟(jì)電流密度；為計算電流。。從相關(guān)手冊中選取一種與最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面的導(dǎo)線，然后再按其他技術(shù)條件校驗(yàn)截面是否滿足要求。第二十八頁，共七十七頁。(1)機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)為了保證電力運(yùn)行安全可靠，一切電壓等級的電力線路都應(yīng)具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。架空導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小允許截面見下表：表5-4架空導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小允許截面單位：mm2

第二十九頁，共七十七頁。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)

一切電壓等級的電力線路都要按照發(fā)熱條件校驗(yàn)導(dǎo)線截面。按熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面為式中，C為熱穩(wěn)定系數(shù)；為穩(wěn)態(tài)短路電流；為假想時間。（3）電壓損耗校驗(yàn)為保證供電質(zhì)量，導(dǎo)線上的電壓損失應(yīng)低于最大允許值，通常不超過5%。第三十頁，共七十七頁。3．按長時允許電流選擇導(dǎo)線截面

當(dāng)導(dǎo)線通過的電流超過其允許通過的電流時，將使導(dǎo)線過熱，嚴(yán)重時會引起火災(zāi)和其他事故。因此，選擇導(dǎo)線截面應(yīng)使導(dǎo)線的長時允許電流大于線路長時最大工作電流（包括故障情況），即為環(huán)境溫度25℃下的導(dǎo)線長時允許載流量，當(dāng)環(huán)境溫度為時，導(dǎo)線的長時允許載流量應(yīng)按下式進(jìn)行修正

式中，指環(huán)境溫度為時的長時允許電流；為導(dǎo)線最高允許溫度。第三十一頁，共七十七頁。4．按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面電流通過導(dǎo)線時，除產(chǎn)生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，還要產(chǎn)生電壓損失等，影響電壓質(zhì)量。當(dāng)電壓損失超過一定的范圍后，將使用電設(shè)備上的電壓過低，嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。按規(guī)定，高壓配電線路的電壓損失一般不得超過線路額定電壓的5％。所以，要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，必須根據(jù)線路的允許電壓損失來選擇導(dǎo)線截面。線路的電壓損失是指線路始、末兩端電壓的有效值之差，以表示，則第三十二頁，共七十七頁。

如果以百分?jǐn)?shù)表示，則在選擇導(dǎo)線截面時，實(shí)際電壓損失不超過允許電壓損失，即為了保證供電質(zhì)量，對各類電力網(wǎng)規(guī)定了最大允許電壓損失，見下表：第三十三頁，共七十七頁。表5-9電力網(wǎng)最大允許電壓損失百分?jǐn)?shù)第三十四頁，共七十七頁。線路的電壓損失計算如下：（1）僅末端有一集中負(fù)荷電壓損失計算設(shè)三相交流線路，其終端有一集中負(fù)荷且各相負(fù)荷平衡，為始端電壓，為終端電壓，如圖5-11(a)所示。以為基準(zhǔn)，做出一相的電壓相量圖,如圖5-11(b)所示。圖5-11終端負(fù)荷線路及相量圖（a）電路圖，（b）相量圖第三十五頁，共七十七頁。圖5-11(b)中，式中，I為負(fù)荷電流，A；R為線路相電阻，Ω；X為線路相電抗，Ω；為負(fù)荷的功率因數(shù)角。用功率表示時：由于一相線路的電壓損失為故三相對稱系統(tǒng)的線電壓損失為

式中，P為負(fù)荷的有功功率，kW；Q為負(fù)荷的無功功率，kvar；為線路額定電壓，kV；l為線路長度，km；分別為線路單位長度的電阻和電抗，Ω/km，其值查下表：第三十六頁，共七十七頁。表5-10LJ型導(dǎo)線的電阻和電抗第三十七頁，共七十七頁。（2）線路分布負(fù)荷電壓損失計算分布負(fù)荷是指一條線路沿途接有許多負(fù)荷，如圖5-12所示。圖5-12分布負(fù)荷的線路參數(shù)與負(fù)荷分布第三十八頁，共七十七頁。

其電壓損失可根據(jù)疊加原理進(jìn)行計算，求電壓損失計算式為式中，分別為各分布負(fù)荷的有功及無功功率；分別為各線段上負(fù)荷的有功及無功功率；分別為電源至各負(fù)荷的線路電阻及電抗；分別為各線段上的線路電阻及電抗。第三十九頁，共七十七頁。（3）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面

通過上述分析可知，允許電壓損失是有功功率在電阻上的損失與無功功率在電抗上的損失之和，即式中，P為線路的有功功率；l為線路長度；為導(dǎo)線截面，mm2；為導(dǎo)線的導(dǎo)電率；為線路總的有功功率引起的電壓損失，kV；為線路總的無功功率引起的電壓損失，kvar。根據(jù)計算的選取的標(biāo)準(zhǔn)截面必須滿足：第四十頁，共七十七頁。例5-1：從變電站架一條10kV的架空線向3個負(fù)荷供電，最大負(fù)荷年利用小時數(shù)為3000h～5000h，導(dǎo)線采用LJ線，線間幾何間距為1m，線路長度及各負(fù)荷如圖5-13所示。該地區(qū)最高環(huán)境溫度為38℃，試選擇線路的導(dǎo)線截面（允許電壓損失為5％）。圖5-13

第四十一頁，共七十七頁。5.2.3閉式電網(wǎng)的計算

閉式電網(wǎng)(closedpowergrid)最簡單的形式是環(huán)形電網(wǎng)及兩端供電電網(wǎng)。閉式電網(wǎng)中的每個用戶都能從兩個及以上的輸電線獲得電源。如圖5-14所示。閉式電網(wǎng)的電壓損失計算，首先根據(jù)負(fù)荷分布計算出電網(wǎng)的功率分布，找出功率分點(diǎn)，然后把閉式電網(wǎng)從功率分點(diǎn)分開，按開式電網(wǎng)計算電壓損失的方法求出電網(wǎng)始端、末端的電壓。第四十二頁，共七十七頁。閉式電網(wǎng)中功率分布的計算采用近似法計算閉式電網(wǎng)中的功率分布時，首先略去各線段中的功率損耗對功率分布的影響，求出近似的功率分布，然后根據(jù)這一功率分布，求出各線段的功率損耗，再與各點(diǎn)的功率相加，即得線路的功率分布。在具體近似時，先根據(jù)線路參數(shù)與負(fù)荷分布繪出等值電路圖，如圖5-15所示。圖5-14閉式電網(wǎng)(a)環(huán)形電網(wǎng)；(b)兩端供電電網(wǎng)第四十三頁，共七十七頁。

當(dāng)電源電壓、，線路參數(shù)、、、，變電所負(fù)荷，，均為已知時，且假定各段的功率分相如圖5-15所示，忽略網(wǎng)絡(luò)損耗的影響，按基爾霍夫定律可求得各線段的功率和電壓降：圖5-15兩端供電線路的等值電路(5-21)第四十四頁，共七十七頁。由于忽略了線路的功率損耗，負(fù)荷電壓均取額定電壓。將(5-22)式用功率表示式中，為額定電壓的共軛值

將式（5-21）代入(5-23)，整理得(5-22)(5-23)(5-24)第四十五頁，共七十七頁。

得電源A輸出的功率同理可得電源B輸出的功率

(5-25)(5-26)第四十六頁，共七十七頁。2．閉式電網(wǎng)中的電壓損失計算及導(dǎo)線截面的選擇各段負(fù)荷計算出后，就可求出功率分點(diǎn)，然后從功率分點(diǎn)將閉合電網(wǎng)分開成兩個開式電網(wǎng)，這樣就可以進(jìn)行電壓損失計算了。所謂功率分點(diǎn)就是該點(diǎn)負(fù)荷同時由兩側(cè)電源供電的點(diǎn)，通常在電路圖中用符號“▼”表示。如果有功功率分點(diǎn)與無功功率分點(diǎn)不重合時，則用“▼”代表有功功率分點(diǎn)，用“▽”代表無功功率分點(diǎn)。當(dāng)有功功率分點(diǎn)與無功功率分點(diǎn)重合時，功率分點(diǎn)就是電網(wǎng)電壓的最低點(diǎn)。若不重合，需要確定電壓的最低點(diǎn)是在有功分點(diǎn)上還是在無功分點(diǎn)上。圖5-16給出了閉式電網(wǎng)分成開式電網(wǎng)的電路。第四十七頁，共七十七頁。閉式電網(wǎng)中的功率分布與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，當(dāng)導(dǎo)線截面尚未選定時，要確定電網(wǎng)的功率分布可采用兩種方法。當(dāng)導(dǎo)線截面相等，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)只與線路長度有關(guān)，可根據(jù)各段線路長度求得電網(wǎng)的功率分布。這種方法適用于負(fù)荷點(diǎn)較密線路較短的網(wǎng)絡(luò)，也適用于大的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)；另一種方法是按供電距離最小的原則，人為地將電網(wǎng)從中間分開，從而確定其功率分布。第四十八頁，共七十七頁。圖5-16閉式電網(wǎng)（a）閉式電網(wǎng)電路；（b）從功率分點(diǎn)分開后的電路第四十九頁，共七十七頁。5.3電纜線路的結(jié)構(gòu)電力電纜主要用于城區(qū)、國防工程和電站等必須采用地下輸電的場合。一般敷設(shè)在地下的廊道內(nèi)，其作用是傳輸和分配電能。電纜線路的結(jié)構(gòu)主要由電纜、電纜接頭、終端頭、電纜支架與電纜夾等組成。

第五十頁，共七十七頁。電力電纜線路與架空輸配電線路比較有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)行可靠。由于電力電纜大部分敷設(shè)于地下，不受外力破壞，所以發(fā)生故障的幾率較少。（2）供電安全，不會對人身造成各種危害。（3）維護(hù)工作量小，無需頻繁地巡視檢查。（4）不需要架設(shè)桿塔，使市容整潔，交通方便，還能節(jié)省鋼材。（5）電力電纜的充電功率為電容性功率，有助于提高功率因數(shù)。缺點(diǎn)：電力電纜的成本高，價格昂貴（約為架空線路的10倍）。第五十一頁，共七十七頁。5.3.1電纜的構(gòu)造電力電纜主要由三大部分組成：線芯、絕緣層、保護(hù)覆蓋層。如圖5-17和圖5-18所示。線芯絕緣填充絕緣鉛包保護(hù)層鋼帶鎧裝圖5-17常用電纜的構(gòu)造線芯：起傳導(dǎo)電流的作用，一般由銅或鋁的多股線絞合而成。絕緣層：用于承受電壓，起絕緣作用。保護(hù)覆蓋層：用于保護(hù)電纜的絕緣層使其在運(yùn)輸、敷設(shè)和運(yùn)行中不受外力的損傷的水分的侵入。第五十二頁，共七十七頁。(a)(b)(c)圖5-18扇形電纜(a)2芯；（b）3芯；(c)4芯1.芯線，2.芯絕緣，3.帶絕緣，4.鉛層第五十三頁，共七十七頁。5.3.2電纜的形式及型號電力電纜有多種形式，主要分類方式有以下幾種。線芯數(shù)分：單芯、雙芯、三芯、四芯等。結(jié)構(gòu)分：統(tǒng)包式、屏蔽式和分相鉛包式等。應(yīng)用于超高壓系統(tǒng)的新式電力電纜有充油式、充氣式和壓氣式等。電力電纜的型號及字母含義見表5-11。第五十四頁，共七十七頁。表5-11電纜的型號及字母含義第五十五頁，共七十七頁。5.3.3電纜接頭與電纜終端頭電纜敷設(shè)完畢以后，必須將各段連接起來，使之成為一個連續(xù)的線路。這些起到連續(xù)作用的接點(diǎn)叫做電纜接頭。一條電纜線路首端或末端用一個盒子來保護(hù)電纜芯的絕緣，并把內(nèi)導(dǎo)線與外面的電氣設(shè)備相連接，這個盒子叫終端頭。電纜出廠時，兩端都是密封的，使用時電纜與電纜的連接、電纜與設(shè)備的連接都要把電纜芯剝開，這就完全破壞了電纜的密封性能。電纜接頭和電纜終端頭不單起到電氣連接作用，其另一個主要作用就是把電纜連接處密封起來，以保持原有的絕緣水平，使其能安全可靠地運(yùn)行。第五十六頁，共七十七頁。5.4電力電纜線芯截面選擇計算高壓電力電纜是根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型、電壓等級和經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，并以其最大、正常運(yùn)行情況下電壓損失以及短路時的熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。1.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面根據(jù)高壓電纜線路所帶負(fù)荷的最大負(fù)荷年利用小時數(shù)及電纜線心材質(zhì)，查出經(jīng)濟(jì)電流密度，然后計算出正常運(yùn)行時的最大負(fù)荷電流，則經(jīng)濟(jì)截面

第五十七頁，共七十七頁。根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇出標(biāo)準(zhǔn)電纜截面后，還必須按最大長時允許工作電流校驗(yàn)。

為與環(huán)境溫度、土壤熱阻與敷設(shè)方式有關(guān)的綜合修正系數(shù)。為電纜溫度的修正系數(shù)，為直埋時的土壤熱阻率修正系數(shù)，為空氣中多根并列敷設(shè)時載流量的修正系數(shù)，為環(huán)境溫度為時電纜長時允許電流。2、按長時允許工作電流校驗(yàn)所選截面第五十八頁，共七十七頁。表5-12油浸紙絕緣鉛（鋁）包鎧裝電力電纜的長時允許電流

(環(huán)境溫度為25°)單位：A第五十九頁，共七十七頁。表5-14直埋時的土壤熱阻率修正系數(shù)表5-15空氣中多根并列敷設(shè)時載流量的修正系數(shù)第六十頁，共七十七頁。3.按允許電壓損失選擇電纜截面電纜具有一定的電阻和電感，當(dāng)負(fù)載電流在電纜中通過時，必然會產(chǎn)生一定的電壓損失,下面求一下電壓損失。(a)(b)圖5-19電纜電壓損失等值電路及相量圖(a)電路圖；(b)相量圖第六十一頁，共七十七頁。若用百分?jǐn)?shù)表示電壓損失，則一相電壓損失：三相電壓損失：由于電纜的電抗值較小，一般每公里約為0.08Ω，故計算電壓損失時，只考慮導(dǎo)線電阻的影響，電抗值常忽略不計。因此，對于終端負(fù)荷電壓損失為：對于均一導(dǎo)線分布負(fù)荷電壓損失為：第六十二頁，共七十七頁。4．按短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性滿足下式熱穩(wěn)定要求的最小截面為式中，為三相最大短路穩(wěn)態(tài)電流，A；為短路電流作用的假想時間，s；為熱穩(wěn)定系數(shù)，見表5-16。表5-16各種電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)第六十三頁，共七十七頁。驗(yàn)算電纜熱穩(wěn)定的短路點(diǎn)按下列情況確定(1)單根無中間接頭電纜，選電纜末端短路；長度小于200m的電纜，選電纜首端短路。(2)有中間接頭電纜，短路點(diǎn)選擇在第1個中間接頭處。(3)無中間接頭的并列連接電纜，短路點(diǎn)選擇在并列點(diǎn)后。第六十四頁，共七十七頁。例5-2某礦井下計算負(fù)荷為3014kVA，電壓6kV，功率因數(shù)，下井電纜長度700m，向其供電的變電所最大短路容量為96.7MVA，繼電保護(hù)動作時間為0.5s。最大負(fù)荷年利用小時數(shù)為3000h～5000h，試選擇饋出電纜截面。解：（1）確定電纜型號?？蛇x擇鋁芯紙絕緣鉛包鋼絲鎧裝電纜。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面根據(jù)＝3000h～5000h，查表5-5的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.73A/mm2。故選擇ZLQD5型3×150鋁芯紙絕緣鉛包鋼絲鎧裝電力電纜。第六十五頁，共七十七頁。（3）按長時允許電流校驗(yàn)所選截面查表5-11得,6kV鋁芯3×150電纜在空氣中敷設(shè)時＝255A，小于負(fù)荷電流290A，故所選截面不符合要求。又查得6kV鋁芯3×185電纜＝295A大于290A，所以改選電纜截面為3×185mm2。

（4）按電壓損失校驗(yàn)高壓配電線路允許電壓損失為5％，故而線路實(shí)際電壓損失故電壓損失滿足要求。

第六十六頁，共七十七頁。（5）按短路電流熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流作用的假想時間,取斷路器動作時間為0.2s，則對于無窮大系統(tǒng)取

電纜最小熱穩(wěn)定截面：80.77mm2<185mm2,所以選用ZLQD5-3×185電纜滿足要求。第六十七頁，共七十七頁。例：有一6KV油浸紙絕緣銅心電纜，向兩個負(fù)荷供電，如下圖所示。電網(wǎng)最大允許電壓損失為5%，電源短路容量為46MV.A，年利用小時數(shù)為3000~5000h，配出線繼電保護(hù)動作時間為1s，試選擇電纜截面。（短路時最高允許溫度為250）第六十八頁，共七十七頁。5.5電力電纜故障與診斷5.5.1運(yùn)行中的電力電纜故障1.電纜故障產(chǎn)生的原因電纜故障產(chǎn)生的原因主要有電纜絕緣的破壞和機(jī)械損傷，此外還有過電壓和材料缺陷。（1）產(chǎn)生電纜絕緣破壞有以下幾種原因。①由于絕緣層的介質(zhì)損耗和線芯保護(hù)層損耗，可能造成電纜過熱，加速了絕緣層的老化。②塑料絕緣電力電纜，在長期電場的作用下，就會發(fā)生樹枝化放電，使絕緣降解破壞，造成貫穿擊穿。③由于電解和化學(xué)作用造成保護(hù)層的腐蝕。④電纜密封不嚴(yán)，絕緣層進(jìn)水變潮、電纜過負(fù)荷或散熱不良、電纜通風(fēng)不良等可能造成電纜絕緣的加速破壞。第六十九頁，共七十七頁。（2）產(chǎn)生機(jī)械損傷有以下幾種原因。敷設(shè)過程中電纜因受拉力過大或彎曲過度而造成絕緣層和保護(hù)層的破壞。由直接外力造成的破壞，如挖掘、打樁、震動、沖擊等。因電纜自然膨脹和土壤下沉所產(chǎn)生的過大拉力，造成中間接頭或終端頭破損。（3）過電壓大氣過電壓和內(nèi)部過電壓使電纜絕緣所承受的電應(yīng)力超過允許值而造成擊穿。對實(shí)際故障進(jìn)行分析表明，許多戶外終端頭的故障是由于大氣過電壓引起的，電線本身的缺陷也會導(dǎo)致在大氣過電壓時發(fā)生故障。（4）材料缺陷①電纜制造的問題，主要有鉛(鋁)包留下的缺陷，在包纏絕緣過程中，紙絕緣上出現(xiàn)折皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷。②電纜附件制造上的缺陷。③電纜中間接頭和終端頭絕緣材料受潮、臟污和老化。第七十頁，共七十七頁。①低阻接地或短路故障。電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于100kΩ，一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。②高阻接地或短路故障。電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常值很多但高于100kΩ，但導(dǎo)體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。③斷線故障。電纜各芯絕緣良好，但有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)。④斷線并接地故障。電纜各芯絕緣良好，但有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)，且經(jīng)電阻接地。⑤閃絡(luò)性故障。這類故障多發(fā)生在預(yù)防性耐壓試驗(yàn)時，并且多出現(xiàn)在電纜中間接頭或終端頭內(nèi)。當(dāng)所加電壓達(dá)到某一值時擊穿，電壓低至某一值時絕緣又恢復(fù)。⑥封閉性故障。有時電纜在一定電壓下發(fā)生擊穿，待絕緣恢復(fù)后擊穿現(xiàn)象就完全停止了。2．電纜故障的類別第七十一頁，共七十七頁。5.5.2電力電纜故障的診斷電纜故障的檢測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點(diǎn)三個步驟。1．診斷電纜故障的性質(zhì)。通?？筛鶕?jù)故障時發(fā)生的現(xiàn)象初步判斷故障的性質(zhì)。例如，運(yùn)行中的電纜故障時，若只有接地信號，則有可能是單相接地故障