9章：《电气线路》9.ppt

第九章：电气线路 l一、教学目的及要求 l掌握电气线路的种类与特点 l熟练掌握电气线路的安全条件 l熟练掌握架空线路与电缆线路的巡视检查 l二、授课学时：10学时 l三、教学方法：讲授、作图讨论 l四、主要教学内容： l电气线路种类及特点 l电气线路的安全条件 l电气线路常见故障线路巡视检查 第一节 电气线路种类及特点 分类： 1、按照敷设方式分 架空线路 电缆线路 穿管线路 2、按照导体的绝缘分 塑料绝缘线 橡皮绝缘线 裸线 电气线路种类及特点 l一、架空线路 1、凡是档距超过25米，利用杆、塔敷设的高、低压 线路都属于架空线路。架空线路主要由导线、 杆、塔、横担、绝缘子和金具等组成。 2、 架空线路造价低，便于检修。但是，架空线路妨 碍交通和建设；易受空气中杂物的污染；而且， 架空线路可能碰撞或过分接近树木及其他设施或 物件，导致电击及其他事故。 电气线路种类及特点 3、 架空线路导线多采用裸铝纹线和钢芯铝绞线。 因铝线易受酸碱侵蚀，所以，腐蚀性强烈的场所 应采用钢线。架空线路的金具，主要用于固定导线和横 担，包括线夹、横担支撑、抱箍、垫铁、连接金具等 。 二、电缆线路 l二、电缆线路 l电缆线路主要由电力电缆、终端封头和中间接头等三部分组成； l 电缆主要由导电线芯、绝缘层和保护层组成。线芯分铜芯和 l铝芯两种，绝缘层分浸渍纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘、充 l油绝缘等几种。保护层分为内护层和外护层。内护层分铅包、铝 包、聚氯乙烯护套、交联聚乙烯护套、橡套等多种；外护层包括 黄麻衬垫、钢铠、防腐层等。粘性浸渍纸绝缘电缆。 电缆线路 l电缆终端头和中间接头是整个电缆线路的薄弱环节。 与架空线路相比，电缆线路除不妨碍市容交通外，而且 供电可靠，不受外界影响，不易发生因雷击、风害、 冰雪等自然灾害边成的放降。在现代化企业广泛的应 用。特别是在有腐蚀性气体和蒸气，易燃、易爆场所 应用最为广泛。 三、室内配线 l室内配线种类: l 母线分硬母线、软母线； l 干线分明线、暗线、地下管配线； l 支线有护套线、直敷配线、瓷(塑料)夹板配 l线、鼓形绝缘子配线、针式绝缘子配线、 l钢管配线、胶塑料管配线等多种配线方 l式。 第二节：电气线路的安全要求 l一、导电能力 l导电能力包括发热、电压损失和短路电流等三方面的 要求。 l1、发热条件： l发热条件为防止线路过热，保证线路正常工作，导线 运行最高温度不得超过下列限值：橡皮绝缘线-65, 塑料绝缘线-70,裸线- 70,铅包或铝包电缆-80,塑 料电缆- 65。 电气线路的安全要求 l2、电压损失： l电压损失是受电端电压与供电端电压之间的代数差。电压损失太 大，不但用电设备不能正常工作，而且可能导致电气设备和电气 线路发热。电压太高将导致电气设备的铁芯磁通增大和照明线路 电流增大；电压太低可能导致接触器等吸合不牢，吸引线圈电流 增大；对于恒功率输出的电动机，电压太低也将导致电流增大； 过分低的电压还可能导致电动机堵转。以上这些情况都将导致电 气设备损坏和电气线路发热 电气线路的安全要求 l3、短路电流： l为了短路时速断保护装置能可靠动作，短路时 必须有足够大的短路电流。这也要求导线截面 不能太小。另一方面，由于短路电流较大，导 线应能承受短路电流的冲击而不被破坏。 电气线路的安全要求 l二、机械强度： 运行 中的导线将受到自重、风力、热应力、电磁力和覆冰 重力的作用。因此，必须保证足够的机械强度。按照 机械强度的要求，架空线路导线截面积最小值见表1 ；低压配线截面积最小值见表2。 表 1 架空线路导线最小截面(mm2) 类别铜铝及铝合金铁 单股6106 多股61610 第二节 电气线路安全条件 三、间距： （一）、电气线路与建筑物、树木、地面、水面、其他电气 线路以及各种工程设施之间的安全距离见其他章。架空线 路电杆埋设深度不得小于2m，并不得小于杆高的16。 （二）、接户线和进户线的故障比较多见。安装低压接户线 应当注意以下各项间距要求： (1)、如下方是交通要道，接户线离地面最小高度不得小于 6m；在交通困难的场合，接户线离地面最小高度不得小于 35m。 电气线路的安全要求 (2)、接户线不宜跨越建筑物，必须跨越时，离建筑物最小高度不得 小于25m。 (3)、接户线离建筑物突出部位的距离不得小于015m、离下方阳 台的垂直距离不得小于25m、离下方窗户的垂直距离不得小于 03m、离上方窗户或阳台的垂直距离不得小于08m、离窗户 或阳台的水平距离也不得小于08m。 (4)、接户线与通讯线路交叉，接户线在上方时，其间垂直距离不得 小于06m；接户线在下方时，其间垂直距离不得小于03m。 电气线路的安全要求 (5)、接户线与树木之间的最小距离不得小于03m。 如不能满足上 述距离要求，须采取其他防护措施。除以上安全距离的要求外， 还应注意接户线长度一般不得超过25m；接户线应采用绝缘导线 ，铜导线截面积不得小于25mm2(最好不得小于2mm2)，铝导 线截面积不得小于10mm2；接户线不宜从变压器台电杆引出， 由专用变压器附杆引出的接户线应采用多股导线；接户线与配电 线路之间的夹角达到45时，配电线路的电杆上应安装横担；接 户线不得有接头。 四、导线连接： 导线有焊接、压接、缠接等多种连接方式 。 要求： 1、导线连接处的机械强度不得低于原导线 机械强度的80%； 2、绝缘强度不得低于原导线的绝缘强度； 3、接头部位电阻不得大于原导线电阻的 1.2倍。 电气线路的安全要求 五、线路防护 各种线路应对化学性质、热性质、机械性质、 环境性质、生物性质及其他方面有害因素的危害 具有足够的防护能力。 五、线路防护 六、过电流保护 l六、过电流保护 l电气线路发生火灾，主要是由于线路的短路、 过载或接触电阻过大等原因，产生电火花、电 弧或引起电线、电缆过热，从而造成火灾。 过电流保护 l（一）、短路保护 定义：电气线路中的导线由于各种原因造成相线与相线 ，相线与零线（地线）的连接，在回路中引起电流的 瞬间骤然增大的现象叫短路。根据欧姆定律，短路时 由于电阻突然减小则电流将突然增大。因此，线路短 路时在极短的时间内会发出很大的热量，这个热量不 仅能使绝缘层燃烧，而且能使金属熔化，引起邻近的 易燃、可燃物质燃烧，从而造成火灾。 过电流保护 （二）、电气线路发生短路的主要原因有： 1、使用绝缘电线、电缆时，没有按具体环境选用，使绝缘受高温、 潮湿或腐蚀等作用，失去了绝缘能力。 2、线路年久失修，绝缘层陈旧老化或受损，使线芯裸露。 3、电源过电压，使电线绝缘被击穿。 4、安装、修理人员接错线路，或带电作业时造成人为碰线短路。 5、裸电线安装太低，金属物不慎碰在电线上；线路上有金属物件或 小动物跌落，发生电线之间的跨接。 过电流保护 6、架空线路电线间距太小，档距过大，电线松弛，有可能发生两线 相碰；架空电线与建筑物、树木距离太近，使电线与建筑物或树 木接触。 7、电线机械强度不够，导致电线断落接触大地，或断落在另一根电 线上。 8、不按规定要求私拉乱接，管理不善，维护不当造成短路。 9、高压架空线路的绝缘子耐压程度过低，引起线路的对地短路。 过电流保护 （三）、防止短路的措施 1、按照环境特点安装导线，应考虑潮湿、化学腐蚀、高温场所和额定电压的要求。 2、导线与导线、墙壁、顶棚、金属构件之间，以及固定导线的绝缘子、瓷瓶之间， 应有一定的距离。 3、距地面2m以及穿过楼板和墙壁的导线，均应有保护绝缘的措施，以防损伤。 4、绝缘导线切忌用铁丝捆扎和铁钉搭挂。 5、定期对绝缘电阻进行测定。 6、安装线路应为持证电工安装。 7、安装相应的保险器或自动开关。 过电流保护 l（二）、过载（超负荷）保护 l1、定义：电气线路中允许连续通过而不致于使电线 过热的电流量，称为安全载流量或安全电流。如导线 流过的电流超过安全电流值，就叫导线过载。电线过 载，一般在不考虑电压降的情况下，以温升为标准。 一般导线的最高允许工作温度为65度。当过载时，导 线的温度超过这个温度值，会使绝缘加速老化，甚至 损坏，引起短路火灾事故。 过电流保护 l2、发生过载的主要原因有： 1）、导线截面积选择不当，实际负载超过了导 线的安全载流量。 2）、在线路中接入了过多或功率过大的电气设 备，超过了配电线路的负载能力。 过电流保护 3）、防止过载的措施 1）、合理选用导线截面。 2）、切忌乱拉电线和过多的接入负载。 3）、定期检查线路负载与设备增减情况。 4）、安装相应的保险或自动开关。 过电流保护 （三）、接触电阻过大 1、定义：导体连接时，在接触面上形成的电阻 称为接触电阻。接头处理良好，则接触电阻小 ；连接不牢或其他原因，使接头接触不良，则 会导致局部接触电阻过大，产生高温，使金属 变色甚至熔化，引起绝缘材料中可燃物燃烧。 过电流保护 2、发生接触电阻过大的主要原因有： 1）、安装质量差，造成导线与导线、导线与电 气设备连接点连接不牢。 2）、导线的连接处沾有杂质，如氧化层、泥土 、油污等。 3）、连接点由于长期震动或冷热变化，使接头 松动。 过电流保护 4）、铜铝混接时，由于接头处理不当，在电腐蚀作用下接触电阻会 很快增大。线路接通电源之后，电流通过电线、接头和设备就会 发热，这是正常现象。接头做得好，接触电阻不大，连接点的发 热量就小，可以保持正常温度。如果接头接得不好，接触电阻就 会增大，同时产生的热量也就多。在一定电流下，电阻越大发热 量就越多。因此，有较大接触电阻的线段就会强烈发热，使温度 急剧升高引起导线绝缘层的燃烧，以致引起附近电线上的粉尘、 纤维等物质燃烧起来，若处理不当就会引起火灾。如棉纺厂的电 动机振动时，就有可能使接头松动，产生接触电阻过大，因局部 温度升高引燃棉尘或飞絮发生火灾。 过电流保护 （四）、防止接触电阻过大的措施： 1、应尽量减少不必要的接头，对于必不可少的接头，必须紧密结合，牢固 可靠。 2、铜芯导线采用绞接时，应尽量再进行锡焊处理，一般应采用焊接和压接 。 3、铜铝相接应采用铜铝接头，并用压接法连接。 4、经常进行检查测试，发现问题，及时处理。为了防止或减少配电线路事 故的发生，必须按照电气安全技术规程进行设计，安装使用时要严格遵 守岗位责任制和安全操作规程，加强维护管理，及时消除隐患，保障用 电安全。 第二节 电气线路常见故障 一、架空线路和电缆线路故障 1、架空线路故障 2、电缆线路故障 二、线路故障原因分析 1、绝缘损坏：短路、漏电 2、接触不良 3、严重过载 4、断线 5、间距不足和防护不善 6、保护导体带电 电气线路常见故障 l（一）、架空线故障 l1、架空线路敞露在大气中，容易受到气候、环境条 件等因素的影响。当风力超过杆塔的稳定度或机械强 度时，将使杆塔歪倒或损坏。杆塔锈蚀或腐朽，正常 风力也可能导致这种事故。大风还可能导致混线及接 地事故。降雨可能造成停电或倒杆事故。细雨能使脏 污的绝缘子发生闪络，造成停电；倾盆大雨可能导致 山洪爆发冲倒电杆。 电气线路常见故障 l2、线路遭受雷击，可能使绝缘子发生闪络或 击穿。在严寒的雨雪季节，导线覆冰将增加线 路的机械负载，增大导线的弧垂，导致导线高 度不够；覆冰脱落时，又会导致导线跳动，造 成混线。严冬季节，导线收缩将增加导线的拉 力，可能拉断导线。 电气线路常见故障 l3、高温季节，导线将因温度升高而松弛，弧垂加大 可能导致对地放电。大雾天气可能造成绝缘子闪络。 鸟类筑巢、树木成长、邻近的开山采石或工程施工、 风筝及其他抛物均可能造成线路短路或接地。厂矿生 产过程中排放出来的烟尘和有害气体会使绝缘子的绝 缘水平显著降低，以致在空气湿度较大的天气里发生 闪络事故； 电气线路常见故障 l（二）、电缆线路故障 l就现象而言： 电缆故障包含机械损伤、铅皮(铝皮)龟裂、胀裂、终 端头污闪、终端头或中间接头爆炸、绝缘击穿、金属 护套腐蚀穿孔等故障。 l就原因而言： 电缆故障包含外力破坏、化学腐蚀或电解腐蚀、雷击 、水淹、虫害、施工不妥、维护不当等故障。 电气线路常见故障 l电缆常见故障和防止方法如下： 由于外力破坏的事故占电缆事故的50。为了防止这类事故，应加强对 横穿河流、道路的电缆线路和塔架上电缆线路的巡视和检查；在电缆线 路附近开挖地面时，应采取有效的安全措施。 由于管理不善或施工不良，电缆在运输、敷设过程中可能受到机械损伤 ；运行中的电缆，特别是直埋电缆，可能由于地面施工或小动物(主要是 白蚁)啮咬受到机械损伤。对此，应加强管理、保证敷设质量、做好标记 、保存好施工资料、严格执行破土动工制度、喷洒灭蚁药剂等。 由于施工、制作质量差或弯曲、扭转等机械力的作用，可能导致电缆终 端头漏油。对此，应严格施工，并加强巡视。 电气线路常见故障 由于质量不高、检查不严、安装不良(如过分弯曲、过分密集等)、环境条件太差(如环境温度太 高等)、运行不当(如过负荷、过电压等)，运行中的电缆可能发生绝缘击穿、铅包发生疲劳、 龟裂、胀裂等损伤。对此，除针对以上原因采取措施外，还应加强巡视，发现问题及时处理 。 由于地下杂散电流和非中性物质的作用，电缆可能受到电化学腐蚀或化学腐蚀。电化学腐蚀 是由于直流机车及其他直流装置经大地流通的电流造成的；化学腐蚀是由于土壤中的酸、碱 、氯化物、有机体腐烂物、炼铁炉灰渣等杂物造成的。对此，可采取将电缆涂以沥青，将电 缆装于保护管内等措施予以预防；电缆与直流机车轨道平行时，其间应保持2m以上的距离 或采取隔离措施；应定期挖开泥土，查看其受到腐蚀的情况。 由于浸水、导体连接不好、制作不良、超负荷运行，以及由于污闪等原因均可能导致电缆终端 头或中间接头爆炸。对此，亦应针对不同原因采取适当措施，并加强检查和维修。 电气线路常见故障分析 (1)、绝缘损坏绝缘损坏可能出现以下两种情况： 短路绝缘完全损坏将导致短路。短路时流过线路的电 流增大为正常工作电流的数倍到数十倍，以致发热量 急剧增加，短时间即可能起火燃烧。如短路时发生弧 光放电，高温电弧可能烧伤邻近的工作人员，也可能 直接引起燃烧。此外，在短路状态下，一些裸露导体 将带有危险的故障电压，可能给人以致命的电击。 电气线路常见故障分析 漏电绝缘未完全损坏将导致漏电。漏电是电击 事故最多见的原因之一。漏电处局部发热，温 度过高可能直接导致起火，亦可能使绝缘进一 步损坏，形成短路。此外，如果导体接地，由 于接地电流与短路电流相差甚远，虽然线路不 致由接地电流产生的热量引燃起火，但接地处 的局部发热和电弧可导致起火燃烧。 电气线路常见故障分析 l（2）、线路故障分析 1）、线路绝缘可由多种方式导致损坏。例如，雷击等过电压的作用 可使绝缘击穿而受到破坏；线路过长时间的使用绝缘将因老化而 失去原有的电气性能和机械性能；由于内部原因或外部原因长时 间过热、化学物质的腐蚀、机械损伤和磨损、受潮发霉、恶劣的 自然条件、小动物或昆虫的啮咬以及操作人员不慎损伤均可能使 绝缘遭到破坏。此外，导电性粉尘或纤维沉积在绝缘体表面上将 破坏其表面绝缘性能而导致漏电或短路；胶木绝缘受电弧作用后 ，其表面可能发生炭化，并由此导致新的更为强烈的弧光短路。 电气线路常见故障分析 2)、接触不良电气连接部位包括导体间永久性的连接(如焊接)、可拆 卸连接(如导线与接线端子的螺丝连接)和工作性活动连接(如各种 电器的触头)。连接部位是电气线路的薄弱环节。如连接部位接 触不良，则接触电阻增大，必然造成连接部位发热增加，乃至产 生危险温度，构成引燃源。如连接部位松动，则可能放电打火， 构成引燃源。特别是铜导体与铝导体的连接，如没有采用铜铝过 渡段，经过一段时间使用之后，很容易成为引燃源。 电气线路常见故障分析 3）、铜导体与铝导体直接连接容易起火的原因如下： 铝导体表面的氧化膜铝导体在空气中数秒钟之内即能 形成厚36m的高电阻氧化膜。氧化膜将大幅度提 高接触电阻，使连接部位发热，产生危险温度。接触 电阻过大还造成回路阻抗增加，减小短路电流，延长 短路保护装置的动作时间甚至阻碍短路保护装置动作 。这也增大火灾的危险性。 电气线路常见故障分析 铜和铝的热胀系数不同铝的热胀系数较铜的大 36，发热时使铜端子增大而本身受到挤压， 冷却后不能完全复原。经多次反复后，连接处 逐渐松弛，接触电阻增加；如连接处出现微小 缝隙，则遇空气进入，将导致铝导体表面氧化 ，接触电阻增加。 电气线路常见故障分析 铜和铝的化学性能不同铝为3价元素，铜为2价元素。因此，当有 水分进入铜、铝之间的缝隙时，将发生电解，使铝导体腐蚀。 氯化氢的产生当温度超过75，且持续时间较长时，聚氯乙烯绝 缘将分解出氯化氢气体，腐蚀铝导体而增大接触电阻。因此，在 潮湿 场所或室外铝导体与铜导体不能直接连接，而必须采用铜铝过渡 段。 电气线路常见故障分析 4)、严重过载过载将使绝缘加速老化。如过载太多或过 载时间太长，将造成导线过热，带来引燃危险。此外 ，过载还会增大线路上的电压损失。过载的主要原因 有二：一是使用者私自接用大量用电设备造成过载； 一是设计者没有充分考虑发展的需要，裕量留得太小 而造成的过载。应当指出电气线路在冷态情况下短时 间适量过载是允许的，但必须严格控制过载时间和过 载量。 电气线路常见故障分析 5)、断线断线可能造成接地、混线、短路等多种事故。 导线断落在地面或接地导体上可能导致电击事故。导 线断开或拉脱时产生的电火花以及架空线路导线摆动 、