第5章 工厂电力线路

供配电工程,第5章 工厂电力线路,山东农业大学电气工程系2006年10月 制作,山东农业大学电气工程系,第5章 工厂电力线路,5.1 工厂电力线路及其接线方式 5.2 工厂电力线路结构和敷设 5.3 导线和电缆的选择计算,山东农业大学电气工程系,5.1 工厂电力线路及其接线方式,电力线路是供配电系统的重要组成部分，他担负着输送和分配电能的重要任务，所以在整个供配电系统中有着重要的作用。,电力线路按电压高低分，有1kV以上的高压线路和1kV及以下的低压线路。,山东农业大学电气工程系,一、电力线路的结线方式,1.电力线路的结线方式-是指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。,3.电力线路的分类 电力线路按电压高低分，有1kV以上的高压线路和1kV及以下的低压线路。 电力线路按结构形式分，有架空线路和电缆线路以及室内（车间）线路等。,2.基本要求： 供电安全可靠，操作方便，运行灵活、经济和有利发展。,山东农业大学电气工程系,供配电网络常用的典型网络结构分为：放射式树干式环式,山东农业大学电气工程系,二、放射式线路,放射式结线是指从电源点（如变配电所高压母线）用专用线向某一用户（如车间变电所或用电设备）供电，沿线不支接其他负荷。,单回路放射式,1.单回路放射式线路,山东农业大学电气工程系,供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电；操作灵活方便，继电保护整定等易于实现，易于实现保护和自动化；,特点：,开关设备多，投资大。适于供较重要的和容量较大的负荷。只限于两级以内。 可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。,山东农业大学电气工程系,2. 双回路放射式结线,对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。,山东农业大学电气工程系,一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。,特点：,山东农业大学电气工程系,3. 带公共备用线的放射式结线,当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,三、树干式线路,1. 单回路树干式网络结构,如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。,山东农业大学电气工程系,优点：出线少，开关设备和导线耗用少，投资省。缺点：可靠性低，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于3000kVA。不易实现保护的自动化。,适于负荷容量较小 ，不重要的用电负荷。一般用于向三级负荷供电 。,山东农业大学电气工程系,2. 双回路树干式结线,对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,四、环式结线,对供配电系统而言，高压环形结线是树干式结线的改进，如图5-3所示，两路树干式结线联接起来就构成了环形结线。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,环式结线一般用于中压系统或高压系统，可用于对二、三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个。,这种结线运行灵活，供电可靠性高。由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网，因此大多数环形线路采用“开环”运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。在现代化城市配电网中这种结线应用较广。,山东农业大学电气工程系,五、各种结线方式的适用对象,1. 中压系统,（1）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构。（2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构。（3）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。,山东农业大学电气工程系,2. 低压系统,在低压供电系统中，环式结构较少使用，常见的结线结构形式是放射式结构和树干式结构。（1）对于单台设备容量较大或较重要场合，一般采用放射式结构。（2）对于非重要用电设备，用电性质相近，又便于线路敷设时，一般采用树干式结构。（3）对于重要用电设备，可采用双电源双回路树干式结构或双电源双回路放射式结构。,山东农业大学电气工程系,低压放射式结线,山东农业大学电气工程系,低压树干式结线,山东农业大学电气工程系,低压链式结线,适用于供电距离较远而用电设备容量小而相距较近场所。相连的用电设备一般不宜多于5台，总容量不宜超过10kw.,山东农业大学电气工程系,低压环形结线,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,运行经验证明，供配电系统的结线不宜太复杂，层次不宜过多，否则会造成浪费和提高故障率。GB5005295供配电系统设计规范中规定：供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。,返回目录,山东农业大学电气工程系,5. 2 电力线路的结构与敷设,一、 架空线路,架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。,架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。,架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。,有的电杆上还装有拉线或扳桩，用来平衡电杆各方向的拉力，增强电杆稳定性。也有的架空线路上架设有避雷线来防止雷击。,山东农业大学电气工程系,由于架空线路导线要经常承受自身重量和各种外力的作用，且须承受大气中有害物质的侵蚀，所以导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。,1.架空线路导线,户外架空线路10kV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等级一般采用绝缘导线。导线按结构分有单股线和多股绞线,裸导线常用的型号及适用范围为：,（1）铝绞线（LJ） 该导线导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于610kV的线路，其受力不大，杆距不超过100125m。,山东农业大学电气工程系,裸导线常用的型号及适用范围为：,（2）钢芯铝绞线（LGJ） 该导线的外围为铝线，芯子采用钢线，这就解决了铝绞线机械强度差的问题。,钢芯铝绞线截面示意图,交流电具有趋肤效应，所以导体中通过电流时，电流实际只从铝线经过，这样确定钢芯铝绞线的截面时只须考虑铝线部分的面积。在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。,山东农业大学电气工程系,铝（铜）绞线字母后面的数字表示导线的标称截面积，单位是mm2。钢芯铝绞线字母后面有两个数字，斜线上面的数字为铝线部分的标称截面，斜线下面为钢芯的标称截面。,架空导线的型号表示法,导线型号由汉语拼音字母和数字两部分组成，字母在前，数字在后。用汉字拼音的第一个字母表示导线的材料和结构：,L铝导线，T铜导线，G钢导线，LG钢芯铝导线；后面再加字母时，J多股绞线，不加字母J 表示单股导线。,山东农业大学电气工程系,（3）铜绞线（TJ）该导线导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高，是否选用根据实际需要而定。,（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF）具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。,LJ95表示铝绞线，标称截面为95mm2,LGJ185/25表示钢芯铝绞线，铝线部分标称截面为185mm2 、钢芯标称截面25mm2,山东农业大学电气工程系,2.电杆、横担,电杆有水泥杆、钢杆和铁塔架等。,横担有铁横担、瓷横担。,一条架空线路要由许多电杆来支撑，这些电杆因其在线路上所处的位置和所起的作用不同有直线杆、终端杆、耐张杆、转角杆、分支杆和跨越杆等,电杆与横担组装在一起，其作用是支持绝缘子架设导线，保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。,水泥杆在中低压线路应用甚广,简要介绍如下:,山东农业大学电气工程系,低压水泥杆绝大部分用机械化成批生产的拔梢杆，梢径一般为150mm，拔梢度为1/75，杆高810m。中压配电水泥杆，大部分也是拔梢杆，梢径一般是190mm，也有230mm的，拔梢度为1/75，杆高有10,11,12,13,15 m几种。13m以下的不分段，15m 的可以分段，超过15m的都分段。,水泥杆（钢筋混凝土杆）具有使用寿命长、美观、维护工作量小等优点。采用分段带拉线水泥杆后，基本可满足各种跨越杆高度的要求。其缺点是比较笨重，给运输、施工带来不便，山区尤为突出。在水泥杆中使用最多的锥形水泥杆，也叫拔梢杆。拔梢杆分普通型和预应力型两种。预应力杆由于使用钢筋截面小，杆身壁厚可以簿些，可以节约钢材，还减轻了杆的重量，造价也相应降低，因此在城乡以及工矿企事业单位中得到广泛应用。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,a直线杆b -耐张杆c- 转角杆d-终端杆e -分支杆,山东农业大学电气工程系,为线路转角处使用的杆塔，有直线转角和耐张转角两种，正常情况下除承受导线等垂直荷重和内角平分线方向风力水平荷重外，还要承受内角平分线方向导线全部拉力的合力。,各类型杆塔的用途如下：,1）直线杆,用以支持导线、绝缘子、金具等重量，乘受侧面风压，用在线路中间。,2）耐张杆,即承力杆，它要承受导线水平张力，同时将线路分隔成若干段，以加强机械强度，限制事故范围。,3）转角杆,山东农业大学电气工程系,4）终端杆,为线路终端处的杆塔，除承受导线的垂直荷重和水平风力外，还要承受顺线路方向全部导线的拉力。,5）分支（歧）杆,为线路分支处的杆塔，正常情况下除承受直线杆塔所承受的荷重外，还要承受分支导线等的垂直荷重、水平风力荷重和侧分支线方向导线的全部拉力。,6）跨越杆,跨越铁路、通航河道、公路、建筑物和电力线、通讯线等处所使用的杆塔。,山东农业大学电气工程系,线路的绝缘子使导线与横担、杆塔之间保持足够的绝缘，同时承受导线的重量与其他作用力，所以要保证足够的电气绝缘强度与机械强度。绝缘子有针式绝缘子和悬式绝缘子两类。,3.绝缘子,线路金具用来连接安装导线、安装横担和绝缘子等用到的金属部件。如压接管、并沟线夹、U型抱箍和花篮螺丝等。,4.线路金具,5.拉线,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,架空线路的敷设原则为：（1） 在施工和竣工验收中必须遵循有关规程规定，以保证施工质量和线路安全运行。,6.架空线路的敷设,（2） 合理选择路径，做到路径短，转角少，交通运输方便，并与建筑物保持一定的安全距离。（3） 按有关规程要求，必须保证架空线路与地及其他设施在安全距离内。,山东农业大学电气工程系, 不同电压等级线路的档距（也称跨距，即同一线路上相邻两电杆中性线之间的距离）不同。 一般380V线路档距为5060m，610kV线路档距为80120m。 同杆导线的线距与线路电压等级及档距等因素有关。380V线路线距约0.30.5m，10kV线路线距约0.61m。 弧垂（架空导线最低点与悬挂点间的垂直距离）要根据档距、导线型号与截面积、导线所受拉力及气温条件等决定。垂弧过大易碰线；过小则易造成断线或倒杆。 限距（导线最低点到地面或导线任意点到其他目标物的最小垂直距离）需遵循有关手册规定。,（4） 电杆尺寸应满足以下要求：,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,7.导线在电杆上的排列方式，一般为三角形排列、水平排列或垂直排列等。,山东农业大学电气工程系,优点：1）设备简单，造价低。2）露置空中，易于检修和维护。3）利用空气绝缘，建造比较容易。缺点：1）侵占地面位置，有碍交通。2）易受环境影响、安全可靠性较差。3）影响厂区美化 。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,线路被雷击后-,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,5. 2 电力线路的结构与敷设,二、电缆线路,电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。,（一）电缆的结构,电力电缆由导体、绝缘层、保护层和铠装层组成,导体一般由多股铜线或铝线绞合而成，便于弯曲。线芯采用扇形，可减小电缆外径。绝缘层用于将导体线芯之间或线芯与大地之间良好地绝缘。保护层是用来保护绝缘层，使其密封，并保持一定的机械强度，以承受电缆在运输和敷设时所受的机械力，并且防止潮气进入。,山东农业大学电气工程系,电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,110kv交联电力电缆,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,各类电缆,山东农业大学电气工程系,64/110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,220kV超高压交联电缆,500kV超高压交联电缆,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,1、导电线芯（800mm2及以下紧压圆形，800mm2以上为分割结构）2、导体屏蔽层3、交联聚乙烯绝缘层4、绝缘屏蔽层5、纵向阻水缓冲6、皱纹铝护套7、防腐层8、聚乙烯护层及半导电涂层,结构图,220kV超高压交联电缆,山东农业大学电气工程系,预制分支电缆,分支电缆是适用于现代高层建筑和现代化工厂的一种新型垂直主电缆，其主要优点有：经济、缩短施工周期、高质量等。分支电缆载流量只能做到1000A左右，引出的容量一旦确定后就难以更改，灵活性不如母线槽。此外，各支点的尺寸一定要比较准确。但总体来看，分支电缆仍是一种省钱(工程造价约为母线槽的50一70)、省力、安全可靠的供电干线形式，有生命力。分支电缆已在世界上多数目家和地区的建筑行业中被广泛采用。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,分支电缆安装示意图,四、订货须知： 1、为了给用户提供适合的FZ-系列预制分支电缆，用户定货前须提供以下27条列出的资料。 2、配电系统图和楼层标高剖面图。 3、主干电缆和各支线电缆的类型、规格、长度、分支接头距楼面高度、分支电缆进楼层配电箱的方（上进线或下进线）。 4、配件的型号、规格、数量。 5、是否需要电缆夹紧固定装置。 6、电缆从地面拉起或由楼顶放下的吊装方法。 7、其他需要说明项目。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,1.常用电力电缆按绝缘介质分：油浸纸绝缘和塑料绝缘电缆油浸纸绝缘电力电缆(ZQD,ZLQD等),YJV22-铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,YJV-铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,交联聚氯乙烯绝缘电力电缆：,VV（VLV）铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆VV22（VLV22）铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,聚氯乙烯绝缘电力电缆：,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,2.电缆头中间接头 T型接头、预分支电缆。终端封端头,图5-20是环氧树脂中间接头盒。图5-21是户内式环氧树脂终端头。,山东农业大学电气工程系,（二）电缆的阻燃性能1.耐火布线： 指由于火的作用火灾温升曲线达到840时，使线路在30min内仍可靠供电的布线方式。2.耐热布线： 指由于火的作用火灾温升曲线达到380时，使线路在15min内仍能可靠供电的布线方式。,山东农业大学电气工程系,环氧树脂浇注的电缆头具有绝缘性能好、体积小、重量轻、密封性好以及成本低等优点，在10kV系统应用较广,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,电缆线路的故障大部分情况发生在电缆接头处，所以电缆头是电缆线路中的薄弱环节，对电缆头的安装质量尤其要重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。,山东农业大学电气工程系,箱变高压电缆头击穿短路,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,10KV油浸电缆，已使用达30年以上，爆炸前一天下了一夜雨。,户外杆上电缆头爆炸,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,电缆头爆炸,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,西卡姆绝缘穿刺连接器电缆T接,山东农业大学电气工程系,西卡姆绝缘穿刺连接器电缆T接,山东农业大学电气工程系,绝缘穿刺线夹的应用,西卡姆绝缘穿刺连接器电缆T接,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。,(二)电缆敷设,1.电缆敷设方式,直接埋地敷设沿竖井敷设沿电缆沟敷设沿电缆桥架敷设另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。,山东农业大学电气工程系,（1）直接埋地敷设,这种敷设方式是在事先先挖好壕沟，于沟底填上100mm的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。如图所示。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,直接埋地敷设施工简单，散热效果好，且投资少。但检修不便，电缆易受机械损伤和土壤中酸性物质的腐蚀，所以如果土壤有腐蚀性的话，须经过处理后敷设。直接埋地敷设适用于电缆数量少，敷设途径较长的场合。,（2）电缆沟敷设,这种敷设方式是将电缆敷设在电缆沟的电缆支架上。电缆沟由砖砌成或混凝土浇注而成，上加盖板，内侧有电缆架，见图。其投资稍高，但检修方便，占地面积少，所以在配电系统中用得很广。,山东农业大学电气工程系,电缆沟敷设占地少，走向灵活，能容纳较多电缆，但检修维护也不方便，适用于多条电缆走向相同的情况，在容易积水的场所不宜使用。,山东农业大学电气工程系,（3）电缆桥架敷设,电缆敷设在电缆桥架内，电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成，电缆桥架示意图。,电缆桥架的采用，克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，且具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点，因此在国外已被广泛应用，近年来国内也正在推广采用。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,这种敷设方式适用于电缆数量不多（一般不超过12根），而道路交叉较多，路径拥挤，又不宜采用直埋或电缆沟敷设的地段。排管可采用石棉水泥管或混凝土管。,（4）电缆排管敷设,山东农业大学电气工程系,H一般为2000mm,山东农业大学电气工程系,（2）如果敷设条件许可，可给电缆考虑1.52%的长度余量，作为检修时备用。,敷设电缆需遵循的原则：,（1）电缆类型要符合所选敷设方式的要求。例如直埋地电缆应有铠装和防腐层保护。,（3）电缆敷设的路径要力求少弯曲，弯曲半径与电缆外经的倍数关系应符合有关规定(VV-10倍,YJV15倍)，以免弯曲扭伤。,（4）垂直敷设的电缆和沿陡坡敷设的电缆，其最高与最低点之间的最大允许高度差不应超过规定值。,山东农业大学电气工程系,（5）以下地点的电缆应穿钢管保护（注意钢管内径不能小于电缆外径的两倍）： 电缆从建筑物引入、引出或穿过楼板及主要墙壁处；从电缆沟引出到电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度及埋入地下小于0.25m深度的一段；电缆与道路、铁路交叉的一段。,（6）直埋地电缆埋地深度不得小于0.7m，并列埋地电缆相互间的距离应符合规定（如10kV电缆间不应小于0.1m）。电缆沟距建筑物基础应大于0.6m，距电杆基础应大于1m。,山东农业大学电气工程系,（7）不允许在煤气管、天然气管及液体燃料管的沟道中敷设电缆；一般不要在热力管道的明沟或隧道中敷设电缆。,（8）户外电缆沟的盖板应高出地面（但注意厂区户外电缆沟盖板应低于地面0.3m，上面铺以沙子或碎土），户内电缆沟的盖板应与地板平。电缆沟从厂区进入厂房处应设防火隔板，沟底应有不小于0.5%的排水坡度。,（9）电缆的金属外皮、金属电缆头及保护钢管和金属支架等，均应可靠接地。,山东农业大学电气工程系,三、低压配电导线的结构和敷设,建筑物或车间内采用的配电线路及从电杆上引进户内的线路多为绝缘导线。,塑料绝缘的绝缘性能良好，耐油和抗酸碱腐蚀，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设应优先选用塑料绝缘导线。但塑料绝缘线不宜在户外使用，以免高温时软化，低温时变硬变脆。,（一）导线,绝缘导线的线芯材料有铝芯和铜芯两种。绝缘导线外皮的绝缘材料有塑料绝缘和橡皮绝缘。,山东农业大学电气工程系,橡皮绝缘导线 适于室外。（BXF等塑料绝缘导线 不适于室外。（BV等塑料护套线（适于室内）（BVV等）,常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。常用的橡皮绝缘线型号有：BLX（BX），BBLX（BBX），BLXF，BLXG（BXG），BXR等。,山东农业大学电气工程系,明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。,（二）敷设方式,用瓷夹板、瓷珠或瓷瓶等沿墙明敷。用槽板在墙、吊顶内等明、暗敷。穿塑料管明敷或暗敷。穿钢管明敷或暗敷。直敷布线,明敷和暗敷,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。,山东农业大学电气工程系,线槽中载流导线不宜超过30根，导线总面积不超过线槽的20。穿管时应将同一回路的所有相线和中性线穿于同一管内。照明回路可以几个回路同时穿入一个管内，但导线根数不应多于8根，穿管面积不超过内截面的40。穿管导线在中间不允许有接头，接头应置于接线盒中。强、弱电竖井配电小间应分开，若弱电线路不多，可以与强电合用，但之间保持一定距离。,（三）有关规程规定,山东农业大学电气工程系,四、插接式绝缘母线及敷设,特点：体积小，载流量大，敷设方便，与分支线接线容易，在高层建筑中广泛使用。封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。常在高层建筑竖井内敷设，每层有插接箱。 例：CMC3A,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,五、车间动力电气平面布置,电气平面布置图按布线地区来分有厂区电气平面布置图、车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。按线路性质分有动力电气平面布置图、照明电气平面布置图和弱电系统（包括广播、电话和有线电视等）电气平面布置图等。,1. 概述,电气平面布置图就是在建筑的平面图上，应用国家规定的电气平面图图形符号和有关文字符号（参看GB472885），按照电气设备安装位置及电气线路的敷设方式、部位和路径绘出的电气平面图。,这里只介绍车间动力电气平面布置图。,山东农业大学电气工程系,2. 车间动力电气平面布置图 车间动力电气平面布置图是表示供配电系统对车间动力设备配电的电气平面布置图。,如图所示为某机械加工车间（一角）的动力电气平面布置图。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,绘制电气平面布置图应注意以下几点。,（1）须表示出所有用电设备的位置，依次进行编号，并注明设备的容量。,或,式中：a为设备编号；b为设备额定容量（kW）；c为线路首端熔体或低压断路器脱扣器的电流（A）；d为标高（m）。,按GB4728.1185电气图用图形符号电力、照明和电信布置规定，用电设备标注 的格式为：,山东农业大学电气工程系,（2）须表示出所有配电设备的位置，依次编号，并标注其型号规格。,按GB4728.1185规定，配电设备标注的格式一般为：,或,当需要标注引入线的规格时，配电设备标注的格式为：,abc,式中，a为设备编号；b为设备型号；c为设备的额定容量（kW）；d为导线型号；e为导线根数；f为导线截面（mm2）；g为导线敷设方式。,山东农业大学电气工程系,（3）对配电支线，标注的格式为：,a -b(cd)/ef,式中，a为回路编号；b为导线型号；c为导线根数；d为导线截面；e为穿管管径；f为导线敷设方式及部位。,导线标注的含义：1、BLV450/750(335+125) SC50WC铝芯聚氯乙烯绝缘线，额定电压450/750V，3根截面为35mm2的相线和1根25mm2的中性线，穿焊接钢管，管径50mm，暗敷在墙内。2、YJV0.6/1kV(3120)铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，额定电压0.6/1kV，3根截面为120mm2的相线。3、LGJ95 钢芯铝绞线，截面积为95 mm2 。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81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及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。,返回目录,山东农业大学电气工程系,5.3 导线和电缆的选择计算,5.3.1导线和电缆选择的一般规定5.3.2 按允许载流量选择导线和电缆的截面5.3.3 按允许电压损失选择导线和电缆截面5.3.4 按经济电流密度选择导线和电缆截面,山东农业大学电气工程系,一、导线和电缆选择的一般规定：,1、35kV及以上架空线路宜采用钢芯铝绞线，城市310kV电网宜采用铝绞线；截面不宜小于表中数值.,山东农业大学电气工程系,2、市区及工厂10kV及以下架空线路，有特殊要求的场所，宜采用绝缘铝绞线；,4、住宅供电系统的电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2，分支回路导线截面不应小于2.5mm2。,3、市区及工厂低压架空线路宜采用铝芯绝缘线。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,二、截面选择计算的条件,按允许载流量选择导线和电缆的截面,按允许电压损失选择导线和电缆截面,按经济电流密度选择导线和电缆截面,按机械强度选择导线和电缆截面,基本要求：安全、可靠、经济,山东农业大学电气工程系,电力线路截面的选择和校验项目,校验的项目，选择的依据,山东农业大学电气工程系,三、 按允许载流量选择导线和电缆的截面,（一）导体的温升,电流通过导线时会发热。裸导线如果温度过高，接头处会发生氧化，使接触电阻增加，从而氧化加剧，如此恶性循环，将导致断线。,因此，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,绝缘导线和电缆温度过高时，可使绝缘损坏，或引起火灾。,山东农业大学电气工程系,1.导体的长期允许温度al,（二）导体的允许温度与允许载流量,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,2.导线的载流量：在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。用Ial表示,导体的允许温度与允许载流量,注意：导体的允许载流量，不仅与导体的种类、截面、散热条件有关，还与周围的环境温度有关。在资料中所查得的导体允许载流量是对应于周围环境温度为0=25的允许载流量，如果环境温度不等于25，允许载流量应乘以温度修正系数K。,山东农业大学电气工程系,温度修正系数,最高允许的工作温度 允许载流量所采用的环境温度实际的环境温度,山东农业大学电气工程系,这里所说的“实际的环境温度”，是按允许载流量选择导线和电缆的特定温度。在室外，取当地最热月平均最高气温。在室内，取当地最热月平均最高气温加5。对土中直埋的电缆，则取当地最热月地下0.81m的土壤平均温度，或近似取当地最热月平均气温；室内电缆沟，取当地最热月平均最高气温加5。,何谓“实际的环境温度”？,山东农业大学电气工程系,导体的种类 同管中导线根数导体的截面 敷设方式环境温度 多根电缆或管并列敷设,特别强调：影响导体允许载流量的因素,导线或电缆不同的敷设方式，需要进行校正。,导线或电缆多根穿管，直埋深度，多根并列敷设等，需要进行校正。,当敷设处的环境温度不同于Ial 所采用的环境温度时，进行温度校正。,山东农业大学电气工程系,导体的允许温度与允许载流量,电缆埋于土中，土壤的热阻系数不同于允许载流量表中所指出的数值时，应乘以土壤热阻修正系数Ks。 因此电缆的允许载流量应按下式计算：,3.电缆允许载流量校正校正,如果几根电缆并排直接埋于土中，由于电缆互相影响，使散热条件变坏，其允许温度还应乘以并排修正系数Kp。,山东农业大学电气工程系,土壤的热阻系数不同允许载流量校正,山东农业大学电气工程系,电缆多根并列敷设允许载流量校正,山东农业大学电气工程系,按允许载流量选择导体截面,I30-对一般三相系统即为相线计算电流,4.三相相线截面的选择,基本条件：,对电容器的引入线，考虑电容器充电时有较大涌流,计算电流I30的选取：,变电所进线及高压侧母线,I1NT-变压器额定一次电流,变压器低压侧出线及低压母线,I2NT-变压器额定二次电流,1.35INC 高压电容器I30= 1.5INC 低压电容器,山东农业大学电气工程系,按发热条件选择的截面还应与熔断器或低压过电流脱扣器等保护装置的电流校验配合。,山东农业大学电气工程系,按允许载流量选择导体截面,5.中性线和保护线截面的选择,（1）中性线（N线）截面的选择,一般三相四线制系统要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即,对三相系统分出的单相线路或两相线路，中性线电流与相线电流相等。因此,山东农业大学电气工程系,对三次谐波电流突出的线路，中性线电流可能会超过相线电流，因此中性线截面应不小于相线截面。,(2)保护线（PE线）截面的选择,当16mm2时,气体放电灯为主的三相四线和两相三线电路：AoA,采用晶闸管调光的三相四线和两相三线电路： Ao2A,山东农业大学电气工程系,(3)保护中性线（PEN线）截面的选择 对三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为保护中性线截面。,保护线还应满足单相接地故障保护要求。,山东农业大学电气工程系,四、按允许电压损失选择导线和电缆截面,按规范要求，线路的电压损失不宜超过规定值，如高压配电线路的电压损失，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配电线路的电压损失，一般也不超过用电设备额定电压的5%（以满足用电设备要求为准）；对视觉要求较高的照明电路，则为2%3%。如果线路电压损失超过了允许值，应适当加大导线截面，使之小于允许电压损失。,由于线路有阻抗，所以在负荷电流通过线路时有一定的电压损失。电压损失愈大，则用电设备端子上的电压偏移就愈大，当电压偏移超过允许值时将严重影响电气设备的正常运行。,山东农业大学电气工程系,四、按允许电压损失选择导线和电缆截面,(一)线路电压损失的计算,1. 接有一个集中负载时线 路的电压损失计算,线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电压为UN，线路电阻为R，电抗为X。,设线路首端线电压为U1 ，末端线电压为U2,S=P+jQ,山东农业大学电气工程系,电压降：线路首末两端线电压的相量差为线路电压降,电压损失：线路首末两端线电压的代数差称为线路电压损失,S=P+jQ,山东农业大学电气工程系,线路电压损失计算：,根据相量图相电压损失近似为：,四 按允许电压损失选择导线和电缆截面,将相电压损失换算为线电压损失,注意：上式中UN 的单位是kV， 的单位是V，功率单位为kW和kvar,山东农业大学电气工程系,2.接有多个集中负载时线路的电压损失计算,干线功率法计算线路上总的电压损失为,P1=（p1+p2), P2=p2,Q1=（q1+q2), Q2=q2,山东农业大学电气工程系,L2、R2、X2 L1、R1、X1 I1(P1j Q1) I2(P2+jQ2) l1、r1、x1 l2、r2、x2 i1、cos1 i2、cos 2 (p1+jq1) (p2+jq2),山东农业大学电气工程系,2.接有多个集中负载时线路的电压损失计算,由此类推，若干线上有n个负载（n段），则总的电压损失为：,支路功率法计算：线路上总的电压损失为,2.接有多个集中负载时线路的电压损失计算,由此类推:若干线上有n个负载（n段）,则总的电压损失为：,山东农业大学电气工程系,例5-2 已知LJ50：r0=0.64/km，x0=0.38/km；LJ70：r0=0.46/km，x0=0.369/km；LJ95：r0=0.34/km，x0=0.36/km。计算图5-11所示供电系统的电压损失：,解：（1）1WL、2WL导线型号均LJ70时的电压损失,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,（2）1WL为LJ95，2WL为LJ50时的电压损失,1WL的损失：,山东农业大学电气工程系,2WL的损失：,总电压损失：,山东农业大学电气工程系,3.均匀分布负荷线路的电压损失计算,如图所示，设单位长度线路上的负荷电流为i0，则微小线段dl的负荷电流为i0dl。,这个负荷电流i0dl流过线路（长度为l，电阻为R0l）所产生的电压损失为,因此整个线段由分布负荷产生的电压损失为,山东农业大学电气工程系,带有均匀分布负荷的线路，在计算其电压损耗时，可将其分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。,结论：,令i0L2=I为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则有,山东农业大学电气工程系,对于同截面同样敷设方式下的“无感”线路（低压配电网UN单位V（负荷功率因数为或接近1）时：,4.均一无感线路电压损失计算,山东农业大学电气工程系,M总负荷距（kWm)； A导线截面（mm2)； R0r0导线每米电阻值（/m)；导线电导率； C系数，查表。,山东农业大学电气工程系,三相四线线路两相三线线路单相或直流线路,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,(二)按允许电压损失选择导线和电缆截面,由于企业内电力线路往往不长，为避免不必要的接头和减少导线、电缆品种的规格，电力线路上的各段干线常采用同一截面的导线或电缆。 按允许电压损失选择只讨论各段干线截面相同时导线截面的选择,基本依据:,山东农业大学电气工程系,(二)按允许电压损失选择导线和电缆截面,（1）先取导线或电缆的电抗平均值，求出无功负荷在电抗上引起的电压损失：,（2）根据 求出此时的 。 有功负荷在电阻上引起的电压损失， 线路的允许电压损失。,山东农业大学电气工程系,（3）由 ，将 （式中 为导线的电导率）代入，可计算出导线或电缆的截面为：,（4）根据所选的标准截面及敷设方式，查出r0和x0，计算线路实际的电压损失，与允许电压损失比较。如不大于允许电压损失则满足要求，否则加大导线或电缆截面，重新校验，直到所选截面满足允许电压损失的要求为止。,并根据此值选出相应的标准截面。,山东农业大学电气工程系,均一无感线路，因为不计线路电抗，所以Ur%=0，导线截面按下式计算：,山东农业大学电气工程系,(三)线路电压损失查表法,1.从干线电流法得：,2.从干线功率法得：,山东农业大学电气工程系,I l电流负荷距（Akm； P l功率负荷距（kwkm)； Ki每安公里的电压损失，查表时与 负荷功率因数一致。 Kp每千瓦公里的电压损失，查表时 与负荷功率因数一致。,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,五、 按经济电流密度选择导线和电缆截面,所选导线或电缆截面的大小直接影响到线路的投资和年运行费用。因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面。其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又适当考虑有色金属节约的导线截面，称为经济截面，用符号Aec表示。,经济截面:,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气工程系,山东农业大学电气