供配电技术 第5章 供配电网络.ppt

1、第五章供配电网络,第一节供配电网络结构； 第二节供配电线路结构； 第三节电力线缆的选择； 第四节电气平面布线图； 习题,第一节供配电网络结构,供配电网络：各电压等级供配电线路。 供配电网络结构：各电压等级供配电线路的接线形式。 供配电网络分类： 供配电网络按电压等级可分为：高压网络：1KV低压网络：1KV 按结构和敷设方式可分为:架空线路 电缆线路 室内线路 按供配电网络的接线型式可分为:放射式 树干式 环式,图51几种基本接线型式,（a）放射式（b）双回路放射式（c）树干式（d）环式（e）链式,一、高压网络的接线方式,1、放射式接线 放射式接线可分为： 单回路放射式(图52a) 双回路放射式

2、(图52b),图52放射式接线a)单回路放射式,特点: 供电可靠性较高,操作灵活方便，易于实现保护和自动化； 但有色金属消耗量较大，投资较高。,图52放射式接线b)双回路放射式,特点: 供电可靠性高； 但有色金属消耗量大，投资高。一般仅用于重要的一、二级负荷用户。,2、树干式接线,单回路树干式接线(图53a) 串联树干式（图53b） 双回路树干式接线（图53c）,图53 a、单回路树干式,特点: 出线回路数较少，节省有色金属及一次性投资； 但运行可靠性较差。只能为三级负荷供电,图53 b、串联树干式,当干线上出现故障后，可将故障点以后的线路切除，以缩小停电范围,图53c、双回路树干式,供电可靠

3、性高，将双回线路引自不同的电源，实现电源和线路的两种备用。,3、环式接线,单环式接线：图54a 双环式接线: 图54b,图54 a-单环式接线,电源可以是一到两个，正常开环运行，开环点选在功率分点。可靠性较高，网络中任何一段线路检修时均不会造成用户停电，可向一、二级负荷供电。,图54 b-双环式接线,供电可靠性非常高，一次性投资也比较高。,二、低压网络的接线方式1、放射式接线图55低压放射式接线,特点： 故障时互不影响，供电可靠性较高；有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多。多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电。,2、树干式接线图56低压树干式接线 a-母线型放射式,特点:灵活方便

4、，也比较安全，适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备。,2、树干式接线图56低压树干式接线b- “变压器一干线组”,特点: 接线省去了低压侧整套配电装置， 结构大为简化，投资大为降低。,2、树干式接线图57 低压链式接线图,a-连接配电箱; b-连接设备.,链式接线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 要求： 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， 总容量不宜超过 10KW。,3、环式接线,一台变压器供电的环形接线，如图58 相邻变配电所也可以通过低压联络线相互连接成为环形。 供电可靠性较高，但保护装置及其整定配合较复杂。 低压环形线路多采用开环

5、方式运行。,图58,说明,供配电系统设计规范（GB5005295）规定： “供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。” 高低压配电线路都应尽可能深入负荷中心，以减少线路的电能损耗和有色金属消耗量，且有利于提高电压水平。,第二节供配电线路结构,一、架空线路 二、电缆线路 三、低压配电线路,一、架空线路,架空线路是指安装在室外的电杆上，用来输送电能的线路。特点：成本低、投资少，安装容易，维护和检修方便，易于发现和排除故障等。 （一）架空线路的结构架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图59所示。为了防雷，有的架空线路上还装设有避雷线（即架空地线）。为了加强电

6、杆的稳固性，有的电杆还安装有拉线或扳桩。,图59 架空线路的结构,(a)低压架空线路；(b)高压架空线路 1低压导线；2针式绝缘子；3横担；4低压电杆；5横担； 6高压悬式绝缘子串；7线夹；8高压导线；9高压电杆；10避雷线,1、导线,导线是线路的主体，担负着输送电能的功能。 导线必须具有良好的导电性，同时要具有一定的机械强度和耐腐蚀性。 导线按材质分有铜、铝和钢。 常用导线及其性能如表51所示。 各种裸导线的结构如图510所示。,表51,图510各种裸导线的结构,(a)单股线；(b)、(c)一种金属的多股绞线；(d)两种金属的多股绞线,2、电杆,根据材质可分： 木杆、铁塔、钢管杆和钢筋混凝土

7、杆四种。 按作用和受力分： 直线杆、转角杆、耐张杆、终端杆、换位杆和跨越杆等。 图511：各种杆型的应用示意图。图512：耐张杆和直线杆的应用。,图511各种杆型在低压架空线路上的应用,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)；8分段杆(耐张杆)；12、13跨越杆,换位杆用于将各相导线换位而使各相电抗基本相等。 换位杆和跨越杆一般均为耐张型电杆。,图512耐张杆和直线杆的应用,3、绝缘子,绝缘子由陶瓷、玻璃或硅橡胶等材料制成，主要型式有针式、悬式、棒式和蝶式几种。 （1）针式绝缘子主要用于10kV及以下的线路上。 （2）悬式绝缘子主要用于35kV及以

8、上的线路上，组装成绝缘子串使用。 （3）棒式绝缘子又称作瓷横担，它广泛应用于1035kV的电力网中。 （4）蝶式绝缘子,用于与悬式绝缘子组成绝缘子串，以简化金具结构；低压蝶式绝缘子用于终端杆、耐张杆和转角杆作为绝缘和固定导线。 各种常用绝缘子的型式如图513所示。,图513各种常用绝缘子的型式,(a)针式；(b)悬式； (c)蝴蝶式；(d)瓷横担 1挂环；2绝缘子； 3吊环；4线夹,4、横担,设于杆塔上，用于安装绝缘子，使导线之间保持一定距离。 根据受力情况可分为中间型、耐张型和终端型横担。 根据材质可分为木横担、铁横担和瓷横担。,5、金具在架空线路上所使用的金属部件总称为金具。如图514所示

9、。,图514架空线路常用金具,(a)直脚及绝缘子； (b)弯脚及绝缘子； (c)穿芯螺钉； (d)U形抱箍； (e)花篮螺钉； (f)悬式绝缘子串及金具； (g)悬垂线夹； (h)耐张线夹； (i)压接管； (j)钳接管 1球头挂环； 2绝缘子； 3碗头挂板； 4悬垂线夹； 5架空导线,6、拉线为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防止电杆倾倒,终端杆、转角杆、分段杆等都装有拉线。拉线的结构如图515所示。,图515,1-电杆；2-拉线的抱箍；3-上把； 5拉线绝缘子；5-腰把；6-花篮螺钉； 7-底把；8-拉线底盘,（二）架空线路的敷设1、敷设要求（1）不同电压等级的线路应满足不同的档距要

10、求。如：380V线路，档距为5060m；610kV线路，档距为80120m。（2）架空线路应沿道路平行敷设，避免通过各种起重机频繁活动地区和各种露天堆场。（3）应尽可能减少与其他设施的交叉和跨越建筑物。（4）架空线路不应采用单股的铝线或铝合金线。（5）架空线路的导线与地面的距离，在最大计算弧垂情况下，不应小于表52所列数值。（6）架空线路与建筑物间的最小距离，不应小于表53所列数值。,表52城市架空导线与地面的最小距离(m),表53城市架空线路与建筑物间的最小距离 (m),（7）向一般负荷供电的高低压线路宜同杆架设。为了维护方便和减少停电机会，直线杆横担不宜超过四层（包括路灯线路）；向重要负荷

11、供电的双电源线路，不应同杆架设。（8）导线间隔应满足如下条件：1）10kV及以下线路与35kV线路同杆架设时，导线间垂直距离不应小于2m；同杆架设的10kV及以下双回路或多回路线路的横担垂直距离，不应小于表54中所列数值。2）通信电缆与610kV架空线路合杆时，其间距不得小于2.5m。广播线路及通信电缆与380kV及以下架空线路合杆时，其间距不得小于1.5m。,表54同杆架设10kV及以下线路的横担间的最小垂直距离(m),2、敷设路径的选择选择架空线路路径的原则：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及易撞、易燃、易爆等危险的场所；不应引起机耕、交通和

12、人行困难；应与建筑物保持一定的安全距离；应与工厂和城镇的建设规划协调配合，并适当考虑今后的发展。,3、导线在电杆上的排列方式,1）三角形排列，如图516b、c所示，适用于三相三线制导线。 2）水平排列，如图516f所示。 3）三角、水平混合排列，如图516d所示，适用于多回路导线同杆架设。 4）垂直排列，如图516e所示，适用于多回路导线同杆架设。 。说明： 1）三相四线制低压架空线路采用水平排列时，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，所以一般架设在靠近电杆的位置。 2）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，电压较低的线路则架设在下面。,图516导

13、线在电杆上的排列方式,(a)三相四线制水平排列；(b)、(c)三相三线制三角形排列；(d)多回路导线三 角、水平混合排列；(e)多回路导线垂直排列；(f)三相三线制水平排列 1电杆；2横担；3导线；4避雷线,4、架空线路的档距与弧垂档距:同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离。弧垂:指架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线悬挂点间的垂直距离，如图517所示。导线的弧垂是由于导线存在着荷重所形成的。弧垂大小应适当，过大则在导线摆动时容易引起相间短路，而且可造成导线对地或对其它物体的安全距离不够；过小则使导线内应力增大，在天冷时可能会收缩绷断。,图517架空线路的档距和弧垂(a)平地；(b)坡

14、地,档距-架空线路上相邻两根电杆之间的水平距离 弧垂-架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线悬挂点间的垂直距离,二、电缆线路,缺点：成本高，投资大、维修不便； 优点：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。 （一）电力电缆的构造电力电缆由导体、绝缘层、护套层和铠装层四部分组成，如图518所示。,图518电力电缆的构造 1导线(体)；2相绝缘层；3带绝缘层； 4护套层；5铠装层；6外护套层,图518 电力电缆的构造,a）单芯无铠装电缆（YJV、YJLV） b)三芯钢带铠装电缆（YJV22 、YJLV22） c)三芯无铠装电缆（YJV、YJLV） 1、导体，2、导体屏

15、蔽，3、交联聚乙烯绝缘， 4、绝缘屏蔽，5、金属屏蔽，6、填充， 7、隔离套（内护层），8、钢带铠装， 9、聚氯乙烯外护套,1、导体,电力电缆的导体：多股铜绞线、铝绞线。 根据电缆中导体数量的不同可分为单芯、三芯、四芯和五芯电缆。 单芯电缆的导线截面是圆形的 而三芯、四芯和五芯电缆导体的截面通常是扇形的。 三芯电力电缆的芯线截面通常为三芯等截面； 四芯电力电缆的芯线截面通常为四芯等截面或三芯等截面加一芯二分之一截面； 五芯电力电缆的芯线截面通常为三芯等截面加二芯二分之一截面或四芯等截面加一芯二分之一截面。,2、绝缘层,绝缘层的作用： 使电缆中导体之间、导体与保护层之间保持绝缘。 绝缘材料的种类

16、： 油浸纸 橡胶 聚氯乙烯 交联聚乙烯 氧化镁等,1）油浸纸绝缘电力电缆优点：允许运行温度较高、介质损耗低、耐电压强度高、使用寿命长。缺点：绝缘材料弯曲性能差、不能在低温时敷设，否则易损伤绝缘。目前，油浸纸绝缘电力电缆已逐渐被其他绝缘层电力电缆替代。,2）聚氯乙烯绝缘电力电缆优点:制造工艺简便，没有敷设高差限制，重量轻，弯曲性能好，接头制作简便，耐油、耐酸碱腐蚀，不延燃，价格便宜。因此，可以在很大范围内代替粘性油浸纸绝缘电力电缆，尤其在线路高差较大或敷设在桥架、槽盒内以及在含有酸、碱等化学性腐蚀士质中直埋时，均可采用聚氯乙烯绝缘电缆；缺点:绝缘电阻较低，介质损耗较高。因此6kV重要回路电缆，不

17、宜用聚氯乙烯绝缘电力电缆。,3）橡皮绝缘电力电缆弯曲性能较好，能够在严寒气候下敷设，特别适用于敷设线路水平高差大或垂直敷设的场合。它不仅适用于固定敷设的线路，也可用于移动式线路。移动式电气设备的供电回路应采用橡皮绝缘橡皮护套软电缆；有屏蔽要求的回路，应具有分相屏蔽。普通橡胶遇到油类及其化合物时，很快就被损坏，因此在可能经常被油浸泡的场所，宜使用耐油型橡胶护套电缆。普通橡胶耐热性能差，允许运行温度较低，故对于高温环境又有柔软性要求的回路，宜选用乙丙橡胶绝缘电缆，乙丙橡胶绝缘电缆即使在潮湿环境下也具有良好的耐高温性能，线芯长期允许工作温度可达90。,4）交联聚乙烯绝缘电力电缆性能优良、结构简单、制

18、造方便。由于交联聚乙烯材料绝缘性能好，因此，电缆外径小、重量轻、载流量比同截面的上述绝缘形式的电缆大，敷设方便，除不受高差限制外，其终端和接头制作也非常方便。,5）矿物绝缘电缆是将高导电率的铜导线嵌置在内有紧密压实的氧化镁绝缘材料的无缝钢管中。其特点为：耐火、防爆、耐腐蚀、耐机械损伤、载流量大、过载能力强、寿命长，但价格昂贵。,3、护套层,电力电缆的绝缘层外均有一层保护层，或称为护套层。它是用来保护绝缘层，使其在运输、敷设过程中免受机械损伤，防止水分侵人。外护层材料有铅、铝、聚氯乙烯、聚乙烯等。油浸纸绝缘电力电缆的护套有铅、铝两种。铅护套质软、韧性好、不影响电缆的弯曲性能、化学性能稳定、熔点低

19、，便于加工制造。但它价贵质重，且膨胀系数小于油浸纸，线芯发热时电缆内部产生的应力可能使铅包变形。铝包护套质轻、成本低，但加工困难，目前已停产。聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆采用聚氯乙烯或聚乙烯护套，前者阻燃性能较好，后者防水性能优越。橡皮绝缘电力电缆采用橡皮护套。矿物绝缘电缆采用钢管作护套。,4、铠装层,A.铠装的类型： 1）钢带：下标22、23，如： VV22-铜芯聚氯乙烯绝缘内钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆； VV23-铜芯聚氯乙烯绝缘内钢带铠装聚乙烯护套电力电缆 2）细钢丝：下标32、33，如： VLV32-铝芯聚氯乙烯绝缘内细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆； VLV33-铝芯聚氯乙烯

20、绝缘内细钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆 3）粗钢丝：下标42、43，如： VV32-铜芯聚氯乙烯绝缘内细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆； VLV33-铝芯聚氯乙烯绝缘内细钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆 B.铠装的作用：增大受压、受拉强度。 C.铠装的部位：设于外护套层的里面 D.铠装电缆的选择：适用于受压、受拉的场合。,（二）电缆头,电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。按安装位置分有户内电缆头和户外电缆头按施工工艺分有预制电缆头和现场制作电缆头按材质分有铸铁电缆头和环氧树脂电缆头。图519是环氧树脂中间接头盒。图520是户内式环氧树脂终端头。环氧树脂浇注的电缆头具有绝缘和密封性能好、体积小、重量轻、成本

21、低等优点，曾广泛用于10kV及以下的系统中。我国现在生产一种利用热缩材料做成的电缆头，施工十分简便，性能更优越，已迅速推广应用。,图519 图520,图51910kV及以下 电缆环氧树脂中间头 1统包绝缘层； 2缆芯绝缘； 3扎锁管(管内两线芯对接)； 4扎锁管涂包层； 5铅包 图520户内式环氧树脂终端头 1引线鼻子； 2缆芯绝缘； 3缆芯(外包绝缘层)； 4预制环氧外壳 (可代以铁皮模具)； 5环氧树脂胶(现场浇注)； 6统包绝缘； 7铅包； 8接地线卡子,10kV热缩户外终端电缆头,10kV热缩户内终端电缆头,10kV冷缩户内终端电缆头,10kV冷缩户外终端电缆头,（三）电力电缆的敷设,

22、电力电缆的敷设方式:直接埋地敷设电缆沟内敷设电缆桥架敷设穿管敷设明敷设电缆隧道电缆排管敷设。电缆直接埋地敷设如图521a所示在电缆沟内敷设如图521b所示电缆桥架如图521c所示。,图521,(a)直接埋地敷设； (b)在电缆沟内敷设； (c)电缆桥架 1支架； 2盖板； 3支臂； 4线槽； 5水平分支线槽； 6垂直分支线槽,电缆敷设路径选择,要避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害； 在满足安全要求条件下应尽量选择较短的路径； 应便于敷设施工和维护检修； 应避开有可能开挖施工的地方。,电缆敷设技术要求,1）电缆长度宜按实际线路长度考虑510的裕量；直埋电缆应作波浪形埋设，并预留15的长度。

23、 2）下列场合的非铠装电缆应采取穿管保护：电缆引入或引出建筑物或构筑物；电缆穿过楼板及主要墙壁处；从电缆沟道引出至电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度以内及埋入地下小于0.3m深度的一段；电缆与道路、铁路交叉的一段。所用保护管的内径不得小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍。 3）电缆在多层支架上敷设时，电力电缆应放在控制电缆上层，但1KV以下的电力电缆和控制电缆可并列敷设。当电缆沟两侧均有支架时，1KV以下的电力电缆和控制电缆宜与1KV以上的电力电缆分别敷设于两侧支架上。 4）明敷的电缆不宜平行敷设于热力管道上部。电缆与管道之间无隔板防护时，其间距应符合表55所列的允许距离。,表55,电缆

24、敷设技术要求,5）电缆应远离爆炸性气体释放源。敷设在爆炸性危险较小的场所时，应符合下列要求：易燃气体密度比空气大时，电缆应在较高处架空敷设，且对非铠装电缆采取穿管或置于托盘、槽盒内等机械性保护；易燃气体比空气轻时，电缆应敷设在较低处的管、沟内，沟内非铠装电缆应埋沙。 6）电缆沿输送易燃气体的管道敷设时，应配置在危险程度较低的管道一侧，且应符合下列规定：易燃气体密度比空气大时，电缆宜在管道上方；易燃气体密度比空气小时，电缆宜在管道下方。 7）电缆沟的结构应考虑到防火和防水。电缆沟穿越建筑物外墙体处应设置防火隔板。为了顺畅排水，电缆沟的纵向排水坡度不得小于0.5，而且应排向室外。,电缆敷设技术要求

25、,8）直埋敷设于非冻土地区的电缆，其外皮至地下构筑物基础的距离不得小于0.3m；至地面的距离不得小于0.7m；当位于车行道或耕地的下方时，应适当加深，且不得小于1m。电缆直埋于冻土地区时，宜埋入冻土层以下。直埋敷设的电缆，严禁位于地下管道的正上方或下方。有化学腐蚀的土壤中，电缆不宜直埋敷设。 9）电缆的金属外皮、金属电缆头及保护钢管和金属支架等，均应可靠地接地。 10）直埋电缆与建筑物平行敷设时，电缆应埋设在建筑物的散水坡外；电缆引人建筑物时，所穿保护管长度应超出建筑物散水坡100mm；直接埋地电缆引人隧道、人孔井或建筑物在贯穿墙壁处添加的保护管，应堵塞管口以防水的渗透。,三、低压配电线路,低

26、压配电线路包括室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则多采用裸导线，少数采用电缆。 室外配电线路指沿建筑物外墙或屋檐敷设的低压配电线路，以及建筑物之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路，一般亦采用绝缘导线。,1、低压绝缘导线,低压绝缘导线是低压供配电系统中与人接触最多的一类导线。 按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。 按绝缘材料分，有橡皮绝缘和塑料绝缘两种。 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。

27、,1、低压绝缘导线,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。,1、低压绝缘导线,绝缘导线的敷设要求： 线槽布线及穿管布线的导线中间不许直接接头，接头必须经专门的接线盒。 穿金属管或金属线槽的交流线路，应将同一回路的所有相线和中性线穿于同一管槽内。 电线管路与热水管、蒸汽管同侧敷设时，应敷设在水、汽管的下方；有困难时，可敷设在其上方，但相互间距应适当增大，或采取隔热措施。,2、低压裸导线,室内的低压配电裸导线大多采取硬母

28、线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。车间中以采用LMY型硬铝母线和TMY型硬铜母线最为普遍。为了识别裸导线的相序，以利于运行维护和检修，电工成套装置中的导线颜色（GB268181）规定交流三相系统中的裸导线应按表56所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防腐蚀和改善散热条件。,3、封闭式母线,封闭式母线：又称密集型母线、插接式母线或母线槽，它是一种相间、相对地有绝缘层的低压母线，将三五条矩形截面的母线用绝缘材料隔开并嵌于封闭的金属壳体内。根据使用者要求，可以在预定位置留出插接口。特点:安全、灵活、美观、载流量大、便于分支，但耗用钢材较多，投资较大。其敷设

29、方式有：电气竖井中垂直敷设用吊杆在天棚下水平敷设在电缆沟或电缆隧道内敷设。封闭式母线通常作干线使用或向大容量设备提供电源。现代化的生产车间大多采用封闭式母线布线，封闭式母线的断面图、外形图及其在车间内的应用实例如图522所示。 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的措施，但敷设在电气专用房间内时除外。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

30、方便的地方。,图522封闭式母线,(a)工程应用实例；(b)横断面图；(c)带分接装置的直线段外形 1馈电母线槽；2配电装置；3插接式母线槽；4机床； 5照明母线槽；6灯具；7结构外壳；8导电排； 9热缩套管；10绝缘垫块；11紧固螺钉；12插接口,第三节 电力线缆的选择,电力线缆的选择内容: 型号选择 截面选择,一、电力线缆的选型,1、导体材料的选择从节能的角度考虑，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减小导线的阻抗，则使用铜比铝好，另外铜的使用寿命也远远大于铝。根据节约用铜的原则和节约一次投资，对于一些非重要用户则推荐采用铝芯线缆。 2、导线绝缘及护套材料的选择表57列出了常用绝缘

31、导线的型号和用途。聚氯乙烯绝缘电力电缆如表58所列。交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆见表59。橡皮绝缘的电力电缆见表510。 3、电缆外护层的选择按敷设环境条件及敷设方式选择见表511。室内明敷电缆，当敷设于无机械损伤及无鼠害的场所，可采用非铠装的电缆。沿大型高层建筑的电缆沟道、隧道、夹层、竖井、室内桥架和吊顶敷设的电缆，其绝缘或护套应具有非延然性，如聚氯乙烯绝缘或聚氯乙烯护套以及非延然性的橡皮绝缘等。沿建筑物外面和微露的天棚下等非延燃结构明敷电缆时，应采用具有防水和防老化的外护层电缆。直埋敷设的电缆，应采用具有防腐外护层的铠装电缆。在大型建筑物、构筑物附近，土壤有可能发生移位的地段直接埋地

32、敷设电缆时，应选用能承受机械外力的钢丝铠装电缆，并增加长度，采用S形敷设，或采用板桩或排桩加固土壤的措施，以减小或消除土壤移位作用于电缆的拉力。,表57常用绝缘导线的型号和用途,表58聚氯乙烯绝缘电力电缆,表59交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆的型号和用途,表510橡套软电缆及橡皮绝缘电力电缆的型号和用途,表511电缆外护层的选择（注：表中“”表示适用。）,二、导体截面的选择,(一)、按机械强度条件选择导线和电缆的截面导线和电缆在生产、运输、安装和运行过程中要承受一定的机械作用力，为了保证在各种正常受力下，导线和电缆能够不致损坏，其截面应不小于某一最小允许值。表512和表513分别列出了由机

33、械强度条件决定的架空裸导线和绝缘导线的最小允许截面。,表512由机械强度条件决定的架空裸导线的最小允许截面。 (引自民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-92),注：低压线路与铁路交叉跨越档，当采用裸铝绞线时，截面不应小于35mm2。,表513由机械强度条件决定的绝缘导线的最小允许截面。(引自民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-92),（二）、按发热条件选择导线和电缆的截面,按发热条件选择导线截面时，应使其允许载流量Ial不小于通过导线的计算电流Ic，即 电流通过导体时要产生能量损耗，从而使导线发热。裸导线的温度过高时，会使接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，最后可

34、发展到断线。而绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘加速老化甚至烧毁，或引起火灾。因此，导体在通过正常最大负荷电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 如果导线敷设地点的实际环境温度0与导线允许载流量所采用的环境温度0不同时，则导线的允许载流量应加以修正。修正后的允许载流量为：,式中，K为温度校正系数,al为导线额定负荷时的最高允许温度。 所谓导线的允许载流量，就是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。,这里所说的“环境温度”，是按发热条件选择导线和电缆的特定温度。在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温。在室内，则取当地最热月平均

35、最高气温加5。对土壤中直埋的电缆，则取当地最热月地下0.8lm的土壤平均温度，亦可近似地取为当地最热月平均气温。当有多根导线并列敷设时，导线的散热将会受到影响，此时导线的实际载流量应为：,式中Kl为校正系数。 附录表3附录表7列出了常用电线电缆正常运行时的最高允许温度、特定条件下的允许载流量以及载流量校正系数。,按发热条件选择导线所用的计算电流Ic：1、对降压变压器高压侧的导线，应取为变压器额定一次电流I1NT。2、对电容器的引入线，由于电容器充电时有较大的涌流，因此Ic应取为电容器额定电流INC的l.35倍。必须注意，按发热条件选择的导线和电缆截面，还必须校验它与相应的保护装置（熔断器或低压

36、断路器的过电流脱扣器）是否配合得当。如配合不当，可能发生导线或电缆因过电流而发热起燃但保护装置不动作的情况，这是不允许的。,（三）、按经济电流密度条件选择导线截面,导线截面选的大，电能损耗就小，但线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量却大。导线截面选的小，电能损耗增加，其他费用则会降低。从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既使电能损耗小，又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。 图523是年费用C与导线截面A的关系曲线。曲线1-线路的年折旧费和线路的年维修管理费之和与导线截面的关系曲线；曲线2表示线路的年电能损耗费与导线截面的关系曲线；曲线3为曲线1与曲线2的叠加，表示

37、线路的年运行费用（年运行费用=年折旧费+年维修费+年管理费+年电能损耗费）与导线截面的关系曲线。由曲线3可知，与年运行费最小值Ca(a点)相对应的导线截面Aa应该是经济合理的导线截面。这种从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小而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。,图523 年费用C与导线截面A的关系曲线,1-年折旧费和年维修管理费之和与导线截面的关系曲线； 2-年电能损耗费与导线截面的关系曲线； 3-曲线1与曲线2的叠加，即年运行费用与导线截面的关系曲线。 （年运行费用=年折旧费+年维修费+年管理费+年电能损耗费）,按经济电流密度条件选择导线截面的方法

38、：对应于经济截面的电流密度称作经济电流密度，用Jec表示。各国根据其具体国情特别是有色金属资源的情况，规定了导线和电缆的经济电流密度。我国现行的经济电流密度规定如表514所列。按经济电流密度Jec计算经济截面Aec的公式为,式中，Ic为线路的计算电流。按上式计算出Aec后，应选择较小却最接近Aec的标准截面。,表514 导线和电缆的经济电流密度,（四）、按电压损失条件选择导线和电缆的截面,注：一般要求用电设备端子的电压偏差： U%=510。 因此，通常应计算其供电线路上的电压损失，一般要求：U%5 。,基本概念,电压损失- 线路首末端电压的代数差：,电压降落- 线路首末端电压的几何差：,电压偏

39、差- 某点的实际电压与系统标称电压的差值：,1、电压损失计算,注：电压损失一般均用线电压表示，但在三相交流电路中，当各相负荷平衡时，三相电流、电压对称，故可先按单相计算其电压损失，然后再换算到线电压。,末端带一个集中三相对称负荷线路的电压损失 沿线带有多个三相对称集中负荷线路的电压损失 均匀分布负荷的三相线路电压损失 “均匀无感”线路的电压损失,（1）末端带一个集中三相对称负荷线路的电压损失,图524,线电压损失相对值：,每相电压损失：,线电压损失：,（2) 沿线带有多个三相对称集中负荷线路的电压损失,图525a,略去线路上的功率损耗，并令末端电压等于电网额定电压有：,（2) 沿线带有多个三相

40、对称集中负荷线路的电压损失,总电压损失：,图525b,由上分析近似可得各线段的电压损失：,1)分段计算电压损失：,推而广之，具有n个集中负荷线路的总电压损失：,以电压损失百分数表示时，可写成：,2）用各负荷点参数计算电压损失时，应用迭加定理，将每一个单独负荷作用时的电压损失相加可得：,以电压损失百分数来表示，可写成：,3）当各线路段的导线型号规格相同时有：,式中：R0、X0、r0、x0分别为线路单位长度的电阻及电抗。,（3）、均匀分布负荷的三相线路电压损失,图526 均匀分布 负荷的三 相线路,如图线路带有一段均匀分布负荷，单位长度线路上的负荷电流为i0，微线段dl上的负荷电流为i0dl，当i

41、0dl流过长度为l，电阻为r0l的线路时产生的电压损失为：,整个线路由分布负荷产生的电压损失为：,上式说明：带有均匀分布负荷的线路，在计算其电压损失时，可将分布负荷等效为集中于分布线段中点的集中负荷，按集中负荷来计算。,（4） “均匀无感”线路的电压损失,“均匀无感”线路：导线型号规格一致，且x0 0或cos1。其电压损失计算公式：,（4） “均匀无感”线路的电压损失,令,同时考虑到,代入上式得,表515,电压损失计算汇总,2、按电压损失条件选择导线和电缆的截面. 用电压损失条件校验所选导线是否满足要求，即应满足： U% U允许%否则应考虑适当加大导线截面后重新校验。.对于低压“均匀无感”线路

42、，可按允许电压损失条件选择其导线截面，即：,(五)、导线截面选择综述,技术要求：导线截面的选择必须同时满足发热条件、机械强度条件和电压损失条件。设计经验： 一般10kV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损失和机械强度。 低压照明线路，通常先按允许电压损失进行选择，再校验发热条件和机械强度。 对长距离大电流及35kV以上的高压线路，可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。,(五)、导线截面选择综述,1、对于低压线路由于负荷电流相对较大，短路电流较小且故障切除时间较短，线缆选择的主要矛盾是能否长期承受工作电流，故一般先以发热条件选择导线截面，再用其他条件校

43、验。当线路上负荷电流较小，且传输距离很长时，则应充分考虑电压损失的影响，以电压损失条件作为确定线缆截面的首选条件。 2、关于经济电流密度条件因其与线路的运行、维护、管理以及电价水平等因素都有着密切关系，且不同国家、不同地区以及不同时期的经济电流密度都有差异。目前我国经济电流密度一般只用于长距离大电流及35kV以上的高压线路的线缆选择中。,中性线和保护线的选择,3、关于中性线的选择1000V及以下低压系统多为中性点接地系统，且一般均引出中性线。在单相回路中，由于流过中性线上的电流与相线相同，因此中性线截面应与相线截面相同。在三相四线或二相三线系统中，当用电负荷大部分为单相负荷或为气体放电灯等有三

44、次谐波产生的负荷时，中性线截面也不应小于相线截面。对于采用可控硅调光的三相四线或二相三线系统，由于谐波分量较重，其中性线截面不应小于相线截面的2倍。 4、保护线的选择保护线（PE线），在系统正常工作情况下是非载流导体。保护线的选择原则是保证其良好的保护功能：防止电击伤害。在系统故障时，应保证作用在人体的接触电压在引起危险的持续时间内，保护装置可靠地将故障点切除。为此，要求保护线截面足够大，以便发生接地故障时，故障回路有足够的故障电流使保护装置迅速动作来切断故障回路。保证保护线自身完好。保护线应能承受故障电流在故障持续时间内的发热作用，保证热稳定。同时还应满足机械强度要求。当PE线所用材质与相线相同时，截面不应小表516所列数据。,表516保护线最小截面（mm2）,PE线若不是供电电缆或电缆外护层的组成部分时，按 机械强度要求，截面不应小于表1517所列数值。 表1517埋入土内的保护线最小截面（mm2）,例51,例51,例52,第四节 电气平面布线图,电气平面布线图，通常简称为电气