第五章电力线路

1、第五章第五章 电力线路电力线路 电力线路按其结构来说分为架空线路和电缆线路。电力线路按其结构来说分为架空线路和电缆线路。一架空线路的结构一架空线路的结构 架空线路主要由导架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、横线、避雷线、杆塔、横担、绝缘子和金具等部担、绝缘子和金具等部件组成，如图所示。件组成，如图所示。 图图5-1 架空线路的结构架空线路的结构 第一节第一节 架空线路架空线路 架空线路架空线路钢芯铝绞线截面示钢芯铝绞线截面示意图意图导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。蚀、价格便宜、运

2、行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。导线的结构型式：架空线一般采用裸导线。导线的结构型式：架空线一般采用裸导线。导线和避雷线：导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。 裸导体没有绝缘层的导体，其中包括铜、铝、钢等各种金属和复合金属圆单线、各种结构的架空输电线用的绞线、软接线、型线材等。架空导线的型号有：架空导线的型号有： TJ铜绞线铜绞线LJ铝绞线，用于铝绞线，用于10kV及以下线路及以下线路 LGJ钢芯铝绞线，用于钢芯铝绞线，用于35kV及以上线

3、路及以上线路 GJ钢绞线，用作避雷线钢绞线，用作避雷线 F按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。F按用途分按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。杆塔的分类杆塔的分类横担：横担：其作用是用来固定绝缘子，并使各相导线之间保持其作用是用来固定绝缘子，并使各相导线之间保持一定的距离，防止风吹摆动而造成相间短路。常用的有木横一定的距离，防止风吹摆动而造成相间短路。常用的有木横担、铁横担和担、铁横担和

4、瓷横担瓷横担三种。三种。 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安装方式和使用地点等。装方式和使用地点等。杆塔：杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离。与大地之间保持一定的安全距离。 “l 直线杆塔直线杆塔l 转角杆塔转角杆塔l 耐张杆塔耐张杆塔l 终端杆塔终端杆塔l 换位杆塔换位杆塔l 跨越杆塔跨越杆塔用来悬挂导线，仅承受导线自用来悬挂导线，仅承受导线自重、覆冰重及风压，是线路上重、覆冰重及风压，是线路上使用最多的一种杆塔。使用最多的一种杆塔。装设于线路

5、的转角处，必须承装设于线路的转角处，必须承受不平衡的拉力。受不平衡的拉力。 又称分段杆塔或承力杆塔，用又称分段杆塔或承力杆塔，用来承担线路正常及故障（如断来承担线路正常及故障（如断线）情况下导线的拉力，对强线）情况下导线的拉力，对强度要求较高。度要求较高。设置在进入发电厂或变电所线设置在进入发电厂或变电所线路末端的杆塔，由它来承受最路末端的杆塔，由它来承受最后一个耐张段内导线的拉力，后一个耐张段内导线的拉力，以减轻对发电厂或变电所建筑以减轻对发电厂或变电所建筑物的拉力。物的拉力。用在用在110kV110kV及以上的电力线路中，及以上的电力线路中，是为了在一定长度内实现三相是为了在一定长度内实现

6、三相导线的轮流换位，以便三相导导线的轮流换位，以便三相导线的电气参数均衡而设计的一线的电气参数均衡而设计的一种特殊杆塔。种特殊杆塔。位于线路跨越河流、山谷等地位于线路跨越河流、山谷等地方，因中间无法设置杆塔，档方，因中间无法设置杆塔，档距很大，故其高度较一般杆塔距很大，故其高度较一般杆塔为高。为高。 v瓷横担的特点：瓷横担的特点：有良好有良好的电气绝缘性能，兼有的电气绝缘性能，兼有绝缘子和横担的双重功绝缘子和横担的双重功能，能节约大量的木材能，能节约大量的木材和钢材，有效地降低杆和钢材，有效地降低杆塔的高度，可节省线路塔的高度，可节省线路投资投资30%40%。 常用的绝缘子主要有常用的绝缘子主

7、要有针式、悬式和棒式针式、悬式和棒式三种。三种。针式绝缘子：用于针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小及以下线路上，用在直线杆塔或小转角杆塔上。转角杆塔上。悬式绝缘子：用于悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝以上的高压线路上，通常组装成绝缘子串使用（缘子串使用（35kV为为3片串接；片串接；60kV为为5片串接；片串接；110kV为为7片串接）。片串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以及以下线路应用比较广泛。下线路应用比较广泛。金具金具：是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称是用来连接导线和

8、绝缘子的金属部件的总称。绝缘子：绝缘子：用来将导线固定在杆塔上，并使带电导线之间、导用来将导线固定在杆塔上，并使带电导线之间、导线与横担之间、导线与杆塔之间保持绝缘线与横担之间、导线与杆塔之间保持绝缘。架空线路器件高压针式绝缘子高压针式绝缘子低压针式绝缘子低压针式绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路瓷横担绝缘子高压线路瓷横担绝缘子线路盘形悬式绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合针式绝缘子复合棒式绝缘子复合棒式绝缘子线路金具、线路金具、U型抱箍、挂板型抱箍、挂板 杆顶帽、拉线抱箍杆顶帽、拉线抱箍二架空线路的敷设二架空线路的敷设正确选择线路路径；正确选择线路路径；确定档距、弧垂

9、和杆高确定档距、弧垂和杆高 ；档距档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线路的档距（或跨距）。线路的档距（或跨距）。 弧垂弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低点的垂直距离称为弧垂。点的垂直距离称为弧垂。说明：说明：线路的档距、弧垂与杆高互相影响。档距越大，杆塔数量线路的档距、弧垂与杆高互相影响。档距越大，杆塔数量越少，则弧垂增大，杆高增加；反之，档距越小，杆塔数量越多，越少，则弧垂增大，杆高增加；反之，档距越小，杆塔数量越多，则弧垂减小，杆高降低。则弧垂减小，杆高降低。F三相四

10、线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；F三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；F多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；全部垂直排列；F电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电压较低的线路应架设在下面；上面，电压较低的线路应架设在下面；F架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通讯线路应在下面。通讯线路应在下面

11、。确定导线在杆塔上的确定导线在杆塔上的排列方式排列方式 三、导体截面选择al%UU minSS1. 发热条件（允许温升条件长时允许电流）查教材附表7IIcaal 2. 电压损失条件3. 短路热稳定条件4. 经济电流条件 所谓经济电流是按电缆的初始投资与使用寿命期间的运行费用综合经济的原则确定的工作电流（范围）查教材表5-3。 5. 机械强度条件（查教材表5-2） 架空裸导线因其散热性好可不做热稳定校验。 caececISJ四、煤矿供电能力的核定alII3cosalNPIU包括电源和线路的供电能力两方面。（一）、线路供电能力必须同时具备以下条件1、导线上的实际最大工作电流不得超过即：2、线路电压

12、损失5%即：2%100% 5%NPRQXUU供电线路的供电能力为：式中：P取以上两者最小值； W吨煤电耗去上年度实际数。4330 1610lPAW（二）、电源供电能力4cos330 1610NTSAW矿井的供电能力取Al、At较小值。几根（单根）绞绕的导线6kV级及以上电缆采用使导体与导体间及导体与保护层之间相互绝缘导体:屏蔽层:绝缘层:结构包覆层增加电缆绝缘的耐压作用，并且防水、防潮铠装层:外被层:内护层: 外护层防止受到外界的机械力作用保护铠装层、防腐一. 电力电缆的结构第二节第二节 电缆线路电缆线路二、电缆的分类（一）铠装电缆 橡皮绝缘电缆弯曲性能较好，能够在严寒气候下敷设，特别适用于水

13、平高差大和垂直敷设的场合。 （二）橡套电缆机械强度大不易弯曲用于固定敷设。分钢带、钢丝铠装。分为普通、阻燃、屏蔽电缆。电缆的阻燃性在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，且残焰和残灼能在限定时间内能自行熄灭的特性。 阻燃电线电缆的阻燃等级从高到低分为A、B、C、D四级。可根据要求选择，其中D级标准仅适用于绝缘电线。（三）塑料电缆 聚氯乙烯电缆主要用于1kV及以下低压线路。 交联聚乙烯绝缘电线、电缆，介质损耗低，性能优良，结构简单、制造方便，外径小、重量轻、载流量大（耐热性能优于聚氯乙烯）、敷设方便，因而应用广泛。 三 、型号编制 根据MT818-2009四、电缆的

14、敷设（一）一般要求 （二）注意事项 1、允许弯曲半径 2、倾角 3、环境温度 4、特殊地点需要加防护 （三）敷设方式 1、直接埋地 2、电缆沟 3、架空与沿墙敷设 4、煤矿井下电缆的敷设 第四百六十八条 敷设电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）应遵守下列规定： （一）电缆必须悬挂： 1在水平巷道或倾角在30以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂； 2在立井井筒或倾角在30及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。 （二）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电

15、缆坠落时不落在轨道或输送机上。 （三）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m。 （四）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。 （四）电缆的连接（依据煤矿安全规程）v第四百七十二条 电缆的连接应符合下列要求： v（一）电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接。 v（二）不同型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。 v（三）同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定： v1.橡套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补）必须采用

16、阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补。在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。在井下冷补的电缆必须定期升井试验； v2.塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。 （一）导体截面选择条件五、电线电缆导体截面选择al%UU 1. 发热条件（允许温升条件）LalIIcal 或 2. 电压损失条件3. 短路热稳定条件对绝缘电线、电缆和母线，4. 经济电流条件 所谓经济电流是按电缆的初始投资与使用寿命期间的运行费用综合经济的原则确定的工作电流（范围）。 5. 机械强度条件 电缆不必校验其机械强度。minjtSSIC240

17、0 kW, 1100kvar PQk313.5kAI例5-1 某用户10/0.38kV变电所计算负荷为，距离上级地区变电所3km，拟采用YJV22-8.7/10型3芯电缆直埋敷设供电。已知用户变电所10kV母线处三相短路电流为，高压进线过电流保护动作时间为0.8s，断路器全开断时间0.1s。线路全长允许电压损失为5。试选择该用户高压进线电缆截面。 解：（1）先按短路热稳定条件选择电缆导体截面22k3k332min2(0.05)(13.5kA)(0.90.05)s101096mm137As /mmItSK初选高压电缆截面为120mm2。（2）按发热条件进行校验2222cn(2400kW)(110

18、0kvar) =152.4A33 10kVPQIUal245 A 0.9=220.5AI 满足发热条件 （3）按电压损失条件进行校验2n21%1012400 kW 0.181 /km 3km 1100kvar 0.095 /km 3km10 (10kV)1.625UPrlQxlU满足电压损失要求 例5-2 某220/380V的TN-C线路全长150m，距线路首端100m处接有一个集中负荷，最大负荷为50kWj40kvar。线路末端接有一个集中负荷，最大负荷为60kWj 50kvar。线路采用YJV22-0.6/1型四芯等截面铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆穿管埋地敷设，环境温度为

19、20，允许电压损失为5。已知线路分支处三相短路电流为10kA，线路首端安装的低压断路器短延时过流脱扣器动作时间为0.2s。试选择电缆截面。 解：（1）先按发热条件选择电缆截面221212cn()()3PPQQIU22(50kW+60kW)(40kvar+50kvar)215.9A30.38kVal271 A0.85=230.4AI查附录表9，得 150 mm2截面的电缆载流量 选择YJV22-0.6/14150型电缆。 （2）按电压损失条件进行校验112 2112 22n2()()%100.145 /km 50 kW 0.1km 60 kW 0.15km +0.077 /km 40kvar 0

20、.1km 50kvar 0.15km10 (0.38kV)2.02 5r PlPlxQlQlUU满足电压损失要求 （3）按短路热稳定条件进行校验322k3min210kA 100.2s31.3mm150mm143As /mmItSK满足热稳定要求 例5-3 设有一回10kV LJ型架空线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷情况如图4-19所示。已知架空线路线间几何均距为1m，空气中最高温度为40，允许电压损失 al%U5，试选择导线截面。解 （1）先按电压损失条件选择导线截面1 12 21 12 2AC2n%10r PlPlx QlQ lUU21000kW 3km+800kW 5km0.35km500kvar 3km+3