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1、第三章 企业电力线路,3-1 企业电力线路的接线方式,3-2 企业电力线路的结构和技术要求,3-3 导线和电缆截面的选择,3-4 电力线路的运行与维护,电力线路按电压高低分，有高压线路即1kV以上线路和低压线路即1kV及以下线路。,电力线路按结构型式分，有架空线路、电缆线路和车间(室内)线路等。企业中常见的电力线路有放射式、树干式和环形接线等基本接线方式。,学习电力线路接线方式，应该主要掌握结构特点、可靠性以及适用场合等方面内容。,一、放射式接线,放射式又分为单回路放射式、双回路放射式和具有公共备用线的放射式接线。,单回路放射式接线,1总降压变电站 2车间变电站 3高压用电设备 4低压用电设备
2、,优点是：线路敷设简单，检修维护方便，继电保护简单。其缺点是：由于总降压变电站出线较多，所需的高压设备较多，投资大。另外，当任一线路或高压设备发生故障或检修时，都要造成这条线路停电。故单回路放射式接线的供电可靠性不高，一般用于类负荷的车间。,当一条回路线路发生故障或检修时，另一条回路线路可以继续供电，并担负全部负荷。显然此种接线所需用的高压设备更多，投资更大。,二、树干式接线,树干式接线可分为直接连接树干式和链串型树干式低压链式三种。,直接连接树干式接线,1总降压变电站 2车间变电站 3低压用户 4高压用户,优点是：高压配电设备数目少，总降压变电站出线减少了，不仅敷设简单，而且节省有色金属，降
3、低线路消耗，使接线总投资减少。缺点是供电可靠性差，只适用于三类负荷。,链串型树干式接线,当干线末端WL3线路发生故障时，总降压变电站中的干线断路器QF跳闸，拉开隔离开关QS4，再合上QF后，则车间变电站1STS和2STS可以恢复供电，这样减少了停电时间，提高了供电可靠性。但是当干线首端WL1或QF发生故障或检修时，则由该干线供电的所有变电站仍要停电。,a)连接配电箱 b)连接电动机,低压链式接线,链式接线的特点与树干式基本相同，适于用电设备彼此相距很近、而容量均较小的次要用电设备，链式相连的设备一般不宜超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10kW。,三、环形接线,特点是供电
4、可靠性较高。任一段线路发生故障或检修时，都不能造成供电中断或短时停电，一旦切换电源的操作完成，即能立即恢复供电。这种接线还可使电能损失和电压损失减少。但缺点是系统保护装置的整定配合比较复杂，如果配合不当，容易发生误动作，反而会扩大停电范围。实际上，低压环形接线常采用“开口”方式运行。,低压环形接线,返回,一、架空线路的结构和敷设,3-2 企业电力线路的结构和技术要求,架空线路的结构,低压电杆,高压电杆,1架空线路的导线和避雷线 导线是线路的主体，担负着传导电流、输送电能的作用，常用的有铜绞线、铝绞线和钢芯铝绞线等。它架设在电杆上边，要经常承受自身重量和各种外力(如导线上的覆冰、风压)的作用，并
5、要承受大气中各种有害物质的侵蚀。因此，导线必须具有良好的导电性，同时还要具有一定的机械强度和耐腐蚀性能，且还需具有质轻价廉的特点。,2电杆、横担 电杆是支持导线、避雷线的支柱，是架空线路的重要组成部分。对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时要经久耐用、价廉、便于搬运和安装。电杆按其采用的材料分，有水泥杆和铁塔等两种。对工厂来说，水泥杆应用最为普遍，因为采用它可节约大量的木材和钢材，而且经久耐用，维护简单，也比较经济。,电杆按其在架空线路中的功能和地位分，有直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、跨越杆和分支杆等型式,1、5、11、14终端杆 2、9分支杆 3转角杆 4、6、7、10直线杆(中间杆
6、)8分段杆(耐张杆)12、13跨越杆,3拉线 拉线是地面加固电杆的一种有效措施。它能抵抗风力，在承受不平衡拉力的电杆上，拉线还用来平衡电杆各方面的拉力，防止电杆倾倒。如终端杆、转角杆、分段杆等往往都装有拉线。,1-杆 2-拉线的抱箍 3-上把 4-拉线绝缘子 5-腰把 6-花篮螺钉 7-底把 8-拉线底座,4绝缘子 绝缘子又称瓷瓶，是用来支持导线的绝缘体。绝缘子使导线与横担、杆塔之间保持足够的绝缘，同时承受导线垂直方向的荷重和水平方向的作用力。绝缘子的好坏对线路的安全运行有很大的影响。线路绝缘子按电压高低分低压绝缘子和高压绝缘子两大类。,a)弯脚针式绝缘子 b)直脚针式绝缘子 c)低压蝴蝶式绝
7、缘子,低压线路绝缘子,高压线路绝缘子,高压针式绝缘子 b)悬式绝缘子和蝶式绝缘子组合 c)瓷横担,5线路金具 用来连接导线、安装横担和绝缘子等所用到的金属部件，统称为金具。在运行中大部分金具都受到较大的拉力，有的还要保证电气接触良好，它是线路上不可缺少的部件。,6架空线路的敷设,（1）敷设的要求 敷设时应综合考虑运行、施工、交通条件和敷设路径长度等因素。其原则是：路径要短，转角要少；交通运输方便，便于施工架设和维护；尽量避开河洼和雨水冲刷地带以及易撞、易燃、易爆等危险场所；不应引起机耕、交通和行人困难；应与建筑物保持足够的安全距离；应与企业和城镇的建设规划协调配合，并适当考虑今后发展。,（2）
8、导线在电杆上的排列方式 三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列。由于中性线的电位在三相对称时为零，而且其截面也较小，机械强度较差，所以中性线一般架设在靠近电杆的位置。,1-电杆 2-横担 3-导线 4-避雷线,三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，如b、c。也可水平排列，如图f。多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，如图d。也可全部垂直排列，如图e。,想一想,构成架空线路的最基本要素是什么？架空线路是怎样敷设的？,二、电缆的结构和敷设,电缆线路与架空线路相比，具有成本高，投资大、维修不便等缺点，但是它具有运行可靠、不易受外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是
9、在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。在现代化企业中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。,1电缆的结构,电缆是一种特殊的导线，在它几根(或单根)绞绕的绝缘导电芯线外面，统包有绝缘层和保护层。保护层又分内护层和外护层。内护层用以直接保护绝缘层，而外护层用以防止内护层免受机械损伤和腐蚀。外护层通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外覆麻被、沥青或塑料护套。,电缆线芯分铜芯和铝芯两种；按线芯数目可分为单芯、双芯、三芯和四芯；按截面形状又可分为圆形、半圆形和扇形三种。根据电缆不同的品种与规格，线芯可以制成实体，也可以制成绞合线芯。,电力电缆种类很多，按其缆芯材质分铜芯和铝芯两大类；
10、按其采用的绝缘介质分油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡胶绝缘和交联聚乙烯电缆等。,油浸纸绝缘电力电缆,1缆芯(铝芯或铜芯)2油浸纸绝缘层 3麻筋(填充物)4油浸纸(统包绝缘)5铝包(或铅包)6纸带(内护层)7麻包(内护层)8钢铠(外护层)9麻被(外扩层),塑料绝缘电缆具有结构简单、制造加工方便、重量较轻、敷设安装方便、不受安装高度限制以及能防酸碱腐蚀等优点，因此它在企业供电系统中有逐步取代油浸纸绝缘电缆的趋势。,1缆芯(铝芯或铜芯)2交联聚乙烯绝缘层 3聚氯乙烯护套(内护层)4钢铠或铝铠 5聚氯乙烯外套(外护层),交联聚乙烯绝缘电力电缆,2电缆的接头,电缆的接头包括中间接头和终端头两类。将两段电缆连接起
11、来，使之成为一条完整的线路，就需要利用电缆中间接头。电缆的始端和终端要与其他导体或电气设备连接，需要利用电缆终端头。,对油浸纸绝缘电力电缆的中间接头多采用套铅套管的方法，外面用钢筋混凝土盒加以保护；对交联聚乙烯电缆则采用绕包式或热缩式方法，外面用塑料连接盒加以保护。,电缆的终端头可分为户外和户内两种。户外终端头由于对密封有特殊要求，因此结构比较复杂。油浸纸绝缘电缆户外常用的是256型电缆头；交联聚乙烯电缆则采用绕包式、热缩式或冷缩式终端头。,构成电缆线路的最基本要素是什么？运行中为什么对电缆接头比对电缆还要重视？,想一想,3电缆的敷设,（1）电缆的敷设方式,电缆直接埋地敷设,电缆在电缆沟内敷设
12、,a)户内电缆沟 b)户外电缆沟 c)厂区电缆沟1-盖板 2-电缆 3-电缆支架 4-预埋铁件,选择电缆敷设路径时，应考虑以下原则：1）避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害；2）在满足安全要求条件下应使电缆较短；3）便于敷设、维护；4）应避开将要挖掘施工的地方。,（2）电缆敷设路径的选择,敷设电缆，一定要严格遵守有关技术规程的规定和设计的要求。竣工以后，要按规定的手续和要求进行检查和验收，确保线路的质量。,（3）电缆敷设的般要求,三、车间线路的构成和敷设,1绝缘导线的分类和敷设,绝缘导线按芯线材质分铜芯和铝芯两种。除重要回路及振动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝
13、芯绝缘导线。,绝缘导线按绝缘材料分，有橡皮绝缘的和塑料绝缘的两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好，耐油和抗酸碱腐蚀，价格较低，且可节约大量橡胶和棉纱，因此在室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线。但塑料绝缘在低温时要变硬发脆，高温时又易软化，因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。,绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及桁架、支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。,2裸导线的结构和敷设,车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、
14、铝和钢。,封闭式母线水平敷设时，至地面的距离不应小于2.2m。垂直敷设时，距地面1.8m以下部分应采取防止机械损伤措施。但敷设在电气专用房间内(如配电室、电机室等)时除外。,封闭式母线水平敷设的支持点间距不宜大于2m。垂直敷设时，应在通过楼板处采用专用附件支承，垂直敷设的封闭式母线，当进线盒及末端悬空时，应采用支架固定。,封闭式母线终端无引出、引入线时，端头应封闭。封闭式母线的插接分支点应设在安全及安装维护方便的地方。,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB268181电工成套装置中的导线颜色规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序，而且能防蚀和改善散热条件
15、。,返回,一、选择原则,3-3 导线和电缆截面的选择,合理选择电力线路的导线截面，在技术上和经济上都是必要的。导线截面选择过大，虽能降低电能损耗，但有色金属的消耗量增加，初始投资显著增加；导线截面选择过小，运行时会产生过大的电压损耗和电能损耗，难以保证供电质量和增加运行费用，甚至可能会因接头处温度过高而引起事故。,导线和电缆截面须满足的条件,续表,二、选择方法,1按发热条件选择导线和电缆截面,导线有电流通过时就要发热，产生的热量中，一部分散发到周围空气中，另一部分使导线的温度升高。而导线允许通过的最大电流通常是由实验的方法确定的。把根据多年实验所得到的数据汇总成表格，在应用时利用这些表格来选择
16、导线和电缆截面。,（1）三相系统中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，应使其最大允许电流Ial不小于通过相线的计算电流I30，即,IalI30,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,al为导线额定负荷时的最高允许温度；o为导线的允许载流量所采用的环境温度；为导线敷设地点实际的环境温度。,（2）中性线（N线）截面的选择,一般三相四线制线路的中性线截面Ao，应不小于相线截面且A的50，即,由三相四线线路引出的两相三线线路和单相线路，由于其中性线电流与相线电流相等，因此它们的中性线截面Ao应与相线截面A相同，即,AoA
17、,Ao0.5A,对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电流可能接近甚至超过相电流，因此这种情况下，中性线截面Ao宜等于或大于相线截面A，即,AoA,（3）保护线(PE线)截面的选择,根据短路热稳定度的要求，保护线(PE线)的截面APE，按GB5005495低压配电设计规范规定：,1)当A16 mm2时APEA,2)当16 mm2A35 mm2时 APE16 mm2,3)当A35 mm2时 APE0.5 A,（4）保护中性线(PEN线)截面的选择,保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中的
18、最大值。,2按经济电流密度选择导线和电缆截面,所谓经济电流密度，是指线路年运行费用最低时所对应的电流密度。导线或电缆的截面越大，线路电能损耗就越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量却要增加。,我国现行的经济电流密度规定,(Amm2),按经济电流密度Jec计算经济截面Aec的公式为,3按允许电压损失选择导线和电缆截面,由于线路存在着阻抗，所以在负荷电流通过线路时要产生电压损失。所谓电压损失是线路首、末两端电压的代数差。,按规定，高压配电线路的电压损耗，一般不超过线路额定电压的5；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压线路的电压损耗，一般不超过用电设备额定电压的5；对视觉要求较高的照明
19、线路，则为23。如线路的电压损耗值超过了允许值，则应适当加大导线的截面，使之满足允许的电压损耗要求。,对照明线路或较长线路，一般以按允许电压损失选择导线和电缆截面方法为主；对电流较大，线路长度较短的线路应以按发热条件选择导线和电缆截面为主；而对于电流较大，线路长度又较长的线路应以按经济电流密度选择导线和电缆截面为主。,返回,一、架空线路的运行维护,3-4 电力线路的运行与维护,1一般要求,对厂区架空线路，一般要求每月进行一次巡视检查，并根据负荷情况适当进行夜间巡视。如遇大风大雨及发生故障等特殊情况时，得临时增加巡视次数。,(1)电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现象，如有，应设法修理。
20、(2)沿线路的地面是否堆放有易燃、易爆和强腐蚀性物体，如有，应立即设法挪开。(3)沿线路周围，有无危险建筑物，应尽可能保证在雷雨季节和大风季节里，这些建筑物不致对线路造成损坏。(4)线路上有无树枝、风筝等杂物悬挂，如有，应设法消除。,2巡视项目,(5)拉线和扳桩是否完好，绑扎线是否紧固可靠，如有缺陷，应设法修理或更换。(6)导线的接头是否接触良好，有无过热发红、严重氧化、腐蚀或断脱现象，绝缘子有无破损和放电现象，如有，应设法修理或更换。(7)避雷装置的接地是否良好，接地线有无锈断情况，在雷电季节到来之前，应重点检查，以确保防雷安全。(8)其它危及线路安全运行的异常情况。,二、电缆线路的运行维护
21、,1一般要求,电缆线路大多是敷设在地下的，要作好电缆的运行维护工作，就要全面了解电缆的敷设方式，结构布置、线路走向及电缆头位置等。对电缆线路，一般要求每季进行一次巡视检查，并应经常监视其负荷大小和发热情况。如遇大雨，洪水及地震等特殊情况及发生故障时，应临时增加巡视次数。,2巡视项目,(1)电缆头及瓷套管有无破损和放电痕迹；对填充有电缆胶(油)的电缆头，还应检查有无漏油溢胶现象。(2)对明敷电缆，还须检查电缆外皮有无锈蚀、损伤，沿线支架或挂钩有无脱落，线路上及附近有无堆放易燃易爆及强腐蚀性物体。,(3)对暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板和其它保护物是否完好，有无挖掘痕迹，路线标桩是否完整无缺。(
22、4)电缆沟内有无积水或渗水现象，是否堆有杂物及易燃易爆危险品。(5)线路上各种接地是否良好，有无松脱、断股和腐蚀现象。(6)其它危及电缆安全运行的异常情况。,三、车间配电线路的运行维护,1一般要求,要搞好车间配电线路的运行维护工作，必须全面了解车间配电线路的布线情况、结构形式、导线型号规格及配电箱和开关、保护装置的位置等，并了解车间负荷的要求、大小及车间变电所的有关情况。对车间配电线路，有专门的维护电工时，一般要求每周进行一次巡视检查。,2巡视项目,(1)检查导线的发热情况。例如裸母线在正常运行时的最高允许温度一般为70。如果温度过高时，将使母线接头处氧化加剧，接触电阻增大，运行情况迅速恶化，
23、最后可能引起接触不良或断线。所以一般要在母线接头处涂以变色漆或示温蜡，以检查其发热情况。,(2)检查线路的负荷情况。我们知道，线路的负荷电流不得超过导线的允许载流量，否则导线要过热。对于绝缘导线，导线过热还可能引起火灾。因此运行维护人员要经常注意线路的负荷情况，一般用钳形电流表来测量线路的负荷电流。,(3)检查配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地保护装置等的运行情况，着重检查母线接头有无氧化、过热变色和腐蚀等情况，接线有无松脱、放电和烧毛的现象，螺栓是否紧固。(4)检查线路上和线路周围有无影响线路安全的异常情况。绝对禁止在绝缘导线上悬挂物体，禁止在线路近旁堆放易燃易爆危险品。(5)对敷设
24、在潮湿、有腐蚀性物质的场所的线路和设备，要作定期的绝缘检查，绝缘电阻一般不得低于0.5M。,四、线路运行中突然停电的处理,(1)当进线没有电压时，说明是电力系统方面暂时停电。这时总开关不必拉开，但出线开关应全部拉开，以免突然来电时，用电设备同时起动，造成过负荷和电压骤降，影响供电系统的正常运行。(2)当双回路进线中的一回进线停电时，应立即进行切换操作(又称倒闸操作)，将负荷特别是其中重要负荷转移给另一回路进线供电。,(3)厂内架空线路发生故障使开关跳闸时，如开关的断流容量允许，可以试合一次，争取尽快恢复供电。由于架空线路的多数故障是暂时性的，所以多数情况下可能试合成功。如果试合失败，开关再次跳闸，说明架空线路上的故障尚未消除，这时应该对线路故障进行停电隔离检修。(4)对放射式线路中某一分支线上的故障检查，可采用“分路合闸检查”的方法。可将故障范围逐步缩小，迅速找出故障线路，并迅速恢复其它完好线路的供电。,本章结束,
