第6章供配电线路.ppt

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1、第6章供配电线路,6.1 供配电线路的接线方式 6.2 供配电线路的结构与敷设 6.3 导线和电缆截面的选择 基本技能训练 供配电线路的运行与维护 思考题与习题,6.1 供配电线路的接线方式6.1.1 高压供配电线路的接线方式高压供配电线路有放射式、树干式、环形三种基本接线形式。1.高压放射式接线高压放射式接线是指从变配电所高压母线上引出一回线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不接其他负荷。图6-1(a)所示为单回路放射式接线。这种接线方式的优点是接线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，便于装设自动装置，保护装置也较简单；但高压开关设备用得较多，投资大，而且当某

2、一线路发生故障或需要检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。因此，单回路放射式接线只能用于二、三级负荷或容量较大以及较重要的专用设备。,对二级负荷供电时，为提高供电的可靠性，可根据具体情况增加公共备用线路，图6-1(b)所示为采用公共备用干线的放射式接线。该接线方式的供电可靠性得到了提高，但开关设备的数量和导线材料的消耗量也有所增加。如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可用于一级负荷。图6-1(c)所示为双回路放射式接线。该接线方式采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路对用户进行交叉供电。其供电可靠性高，可供电给一、二级的重要负荷，但投资相对较大。图6-1(d)所示为采用低压联络线作备用

3、干线的放射式接线。该接线方式比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。,图6-1 高压放射式接线(a)单回路放射式接线；(b)采用公共备用干线的放射式接线；(c)双回路放射式接线；(d)采用低压联络线作备用干线的放射式接线,2.高压树干式接线高压树干式接线是指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的接线方式，如图6-2所示。图6-2(a)为单回路树干式接线。该接线方式较之单回路放射式接线，变配电所的出线数量大大减少，高压开关柜的数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量。但因多个用户采用一条公用干线供电，各用户之间互相影响，故当某条干线发生

4、故障或需要检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以这种接线方式供电可靠性差，且不容易实现自动化控制。单回路树干式接线一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于2300 kVA。这种接线方式在城镇街道应用较多。,图6-2 高压树干式接线(a)单回路树干式接线；(b)单侧供电的双回路树干式接线；(c)两端供电的单回路树干式接线；(d)两端供电的双回路树干式接线,为提高供电可靠性，可采用如图6-2(b)所示的单侧供电的双回路树干式接线方式。该接线方式可供电给二、三级负荷，但投资也相应地会有所增加。图6-2(c)为两端供电的单回路树干式接线。若一侧干线发生故障，则可采用

5、另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，与单侧供电的双回路树干式接线相当。当正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，当发生故障时要手动切换，但寻查故障时也需中断供电。所以，两端供电的单回路树干式接线只可用于对二、三级负荷供电。图6-2(d)是两端供电的双回路树干式接线。这种接线方式比单侧供电的双回路树干式接线的供电可靠性有所提高，主要用于对二级负荷供电；当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。这种接线方式的投资不比单侧供电的双回路树干式接线增加很多，关键是要有双电源供电的条件。,3.高压环形接线高压环形接线实际上是两端供电的树干式接线，如图6-3所示，两路树干式接线连接起来就构成了环形接

6、线。这种接线运行灵活，供电可靠性高。线路检修时可切换电源，故障时可切除故障线段，从而缩短了停电时间。高压环形接线可供电给二、三级负荷，且在现代化城市电网中应用较广泛。,图6-3 高压环形接线,由于闭环运行时继电保护整定较复杂，且环形线路上发生故障时会影响整个电网，因此，为了限制系统短路容量，简化继电保护，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。通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜作为配电设备。高压配电系统的接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况对供电可靠性的要求，通过技术、经济综合比较后才能确定。一般来说，高压配电系统宜优先考虑采用放射式；

7、对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。,6.1.2 低压供配电线路的接线方式低压供配电线路的作用是从车间变电所或建筑物变电所以220380 V的电压向车间或建筑物各用电设备或负荷点配电。低压配电线路也有放射式、树干式和环形等接线方式。1.低压放射式接线图6-4所示为低压放射式接线。这种接线方式由变压器低压母线上引出若干条回路，由变配电所低压配电屏再分别配电给各配电箱或低压用电设备。放射式接线的特点是供电线路独立，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高，但有色金属消耗量较多。放射式接线多用于设备容量大或对供电可靠性要求较高的场合，例如大型消防泵、电热器、生

8、活水泵和中央空调的冷冻机组等。,图6-4 低压放射式接线,2.低压树干式接线 这种接线方式从变配电所低压母线上引出干线，沿干线再引出若干条支线，然后再引至各用电设备。树干式接线的特点正好与放射式接线相反。树干式采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当干线发生故障时，影响范围大，因此供电可靠性较低。图6-5(a)所示为母线放射式接线。这种接线方式多采用成套的封闭式母线槽，运行灵活方便，也比较安全，适用于用电容量较小且分布均匀的场所，如机械加工车间、工具车间和机修车间的中小型机床设备以及照明配电等。,图6-5 低压树干式接线(a)母线放射式；(b)“变压器-干线组”式,图6-5(b)为“变压

9、器-干线组”式接线，该接线方式省去了变电所低压侧的整套低压配电装置，简化了变电所的结构，大大减少了投资。为了提高母线的供电可靠性，该接线方式一般接出的分支回路数不宜超过10条，而且不适用于需频繁启动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求高的设备。图6-6(a)和(b)是一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。链式接线的特点与树干式接线基本相同，适用于用电设备彼此相距很近且容量均较小的次要用电设备，链式相连的设备一般不超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10 kW。,图6-6 低压链式接线(a)连接配电箱；(b)连接电动机,3.低压环形接线工厂内的一些车间变电所低压侧也可以通

10、过低压联络线相互连接成为环形。图6-7所示为由一台变压器供电的低压环形接线。环形接线的供电可靠性较高，任一段上的线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断，或只短时停电，一旦切换电源的操作完成，即可恢复供电。环形接线可使电能损耗和电压损耗减少，但是环形系统的保护装置及其整定配合比较复杂，如配合不当容易发生误动作，反而会扩大故障停电范围。因此，低压环形接线一般采用开环运行方式。,图6-7 低压环形接线,在低压配电系统中，往往采用几种接线方式的组合，应根据具体情况而定。一般地，在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备不是很大而又无特殊要求时，宜采用树干式配电。之所以采用这种接线方式，一方面是因为树

11、干式配电较之放射式经济，另一方面是因为我国大多数供配电工作人员对采用树干式配电已积累了相当成熟的运行经验。实践证明，树干式配电在一般正常情况下是能够满足生产要求的。,总之，用户的供配电线路接线应力求简单。如果接线过于复杂，层次过多，不仅浪费投资，维护不便，而且由于电路中连接的元件过多，因操作错误或元件故障而发生事故的机率就会随之增多，处理事故和恢复供电的操作也比较麻烦，从而延长了停电时间。同时由于配电级数多，继电保护的级数也相应增多，动作时间也相应延长，对供电系统的故障保护十分不利，因此，GB500521995供配电系统设计规范规定：“供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级

12、。”,6.2 供配电线路的结构与敷设6.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路是指架设在室外电杆上用于输送电能的线路。其特点是：敷设比较容易，成本较低，投资较少，维修方便，易于发现和排除故障；但它要占用一定的地面位置，有碍交通和观瞻，且易受环境影响，安全可靠性较差。1.架空线路的结构架空线路由导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具等组成，如图6-8所示。有的架空线路为了加强电杆的稳定性，在电杆上还装有拉线或扳桩；也有的架空线路上装设有避雷线用来防止雷击。,图6-8 架空线路的结构(a)低压架空线路；(b)高压架空线路,1)架空线路的导线导线是线路的主体，具有输送电能的功能。由于架空导线要经常承受自身

13、重量和各种外力的作用，且需承受大气中有害物质的侵蚀，因此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，而且要尽可能地做到质轻价廉。导线材质有铜、铝和钢三种。铜导线的导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，但价格贵。铝导线的导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差，但它质轻价廉，因此在可以以铝代铜的场合，应优先采用铝导线。钢导线的机械强度很高，且价廉，但其导电性差，功率损耗大，并且易生锈，所以钢导线一般只用作避雷线，而且必须镀锌，其最小使用截面不得小于25mm2。,架空导线一般采用多股绞线，有铜绞线(TJ)、铝绞线(LJ)和钢芯铝绞线(LGJ)。架空线路的导线一般采用铝绞线，但对机械强度要求

14、较高，35 kV及35 kV以上的架空线路宜采用钢芯铝绞线(外层为铝线，作为载流部分；内层线芯为钢线，以增强机械强度)。在有烟雾或化学腐蚀气体存在的地区，宜采用防腐钢芯铝绞线(LGJF)或铜绞线。架空线路在一般情况下都采用上述裸导线，但敷设在大、中城市市区主次干道、繁华街区、新建高层建筑群区及新建住宅区的中、低压架空配电线路以及有腐蚀性物质的环境中的架空线路，宜采用绝缘导线。,2)电杆、横担和拉杆电杆是支持导线的主体和支撑导线的支柱，它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，同时尽可能地经久耐用，价廉，便于搬运和安装。电杆有水泥杆、钢杆和铁塔架等。铁塔架主要用于220

15、kV以上超高压、大跨度的线路；钢杆多用在城镇电网中。目前广泛应用的是水泥杆。一条架空线路要由许多电杆来支撑，这些电杆根据其在线路上所处的位置和所起的作用不同，可分为直线杆、终端杆、耐张杆、转角杆、分支杆和跨越杆等。,横担安装在电杆的上部，用来安装绝缘子以架设导线。常用的横担有铁横担和瓷横担。瓷横担具有良好的绝缘性能，兼有绝缘子和横担的双重功能，能节约大量的木材和钢材，降低线路造价，加快施工进度。但是瓷横担比较脆，在安装和使用中必须注意。拉线是为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防电杆倾倒。,3)线路的绝缘子和金具线路的绝缘子用来将导线固定在电杆上，并使导线与横担、杆塔之间保持足够的绝缘，同

16、时承受导线的重量与其他作用力，所以绝缘子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。针式绝缘子主要用于10 kV及10 kV以下的线路；悬式绝缘子主要用于35 kV及35 kV以上的线路。线路金具是用来连接安装导线、横担和绝缘子等的金属部件。,2.架空线路的敷设沿着规定路线装设架空线路的过程称为架空线路的敷设。架空线路的敷设原则如下所述。(1)敷设架空线路必须遵循有关技术规程的规定，以保证施工质量和线路安全运行。(2)合理选择路径，做到路径短，转角小，交通运输方便，与建筑物保持一定的安全距离。(3)三相四线制的导线在电杆上一般采用水平排列，中性线架设在靠近电杆的位置

17、；三相三线制的导线可采用三角形排列，也可采用水平排列；多回路导线同杆架设时，可采用三角、水平混合排列，也可全部垂直排列。,(4)不同电压等级线路的挡距(也称跨距，即同一线路上相邻两电杆之间的距离)不同。一般380 V线路的挡距为5060 m，610 kV线路的挡距为80120 m。(5)同杆导线的线距与线路电压等级以及挡距等因素有关。380 V线路的线距约为0.30.5m，10 kV线路的线距约为0.61m。(6)弧垂(架空导线一个挡距内最低点与悬挂点间的垂直距离)要根据挡距、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。架空线路的其他要求在有关的技术

18、规程中都有规定，设计与安装时必须遵循。,6.2.2 电缆线路的结构与敷设电缆线路是利用电力电缆敷设的线路。电缆线路一般敷设于地下，大多直接埋设于土壤中，也有的敷设于地下的电缆沟道中，有的采用电缆桥架明敷。电缆线路与架空线路相比，虽然具有成本高，投资大，维修不便，不易发现和排除故障等缺点，但是电缆线路同时具有运行可靠，不易受外界影响，不需架设电杆，不占地面，不阻碍交通和观瞻等优点。因此在现代城市和企业中，电缆线路已得到越来越广泛的应用，但农村电网不宜采用电缆线路。,1.电缆线路的结构电缆线路主要由电力电缆和电缆头组成。电力电缆由导体、绝缘层和保护层三部分组成。如图6-9所示，导体一般由多股铜线或

19、铝线绞合而成，便于弯曲。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。保护层则用来保护绝缘层，使其密封；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；防止潮气进入。常用的电力电缆有油浸纸绝缘电缆和塑料绝缘电缆等。油浸纸绝缘电力电缆具有耐压强度高、耐热能力好、使用年限长等优点，可敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中；塑料绝缘电力电缆具有重量轻，抗酸碱，耐腐蚀，可敷设在有较大高度差或垂直、倾斜的环境中。塑料绝缘电力电缆有逐步取代油浸纸绝缘电缆的趋向。,图6-9 油浸纸绝缘电力电缆的构造,电缆头指的是两条电缆的中间接头和电缆终端的封端头。图6-10所示是户内式环氧树脂终端头。环氧树脂浇

20、注的电缆头具有绝缘性能好，体积小，重量轻，密封性好及成本低等优点，在10 kV系统中应用较广泛。电缆线路的故障大部分发生在电缆接头处，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。,图6-10 户内式环氧树脂终端头,2.电缆线路的敷设电缆线路常用的敷设方式有以下几种。(1)直接埋地敷设。这种敷设方式首先挖好壕沟，然后把电缆埋在里面，在周围填入沙土，上加保护板，再回填土，如图6-11所示。这种方式施工简单，散热效果好，且投资少；但检修不便，易受机械损伤和土壤中酸性物质的腐蚀，因此，如果土壤有腐蚀性的话，需经过处理

21、后再敷设。直接埋地敷设适用于电缆数量少、敷设途径较长的场合。,图6-11 直接埋地敷设,(2)电缆沟敷设。这种敷设方式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，如图6-12所示。其投资稍高，但检修方便，占地面积少，因此在配电系统中应用很广泛。,图6-12 电缆在电缆沟内敷设(a)户内电缆沟；(b)户外电缆沟；(c)厂区电缆沟,(3)电缆桥架敷设。这种敷设方式是将电缆敷设在电缆桥架内。电缆桥架装置由支架、盖板、支臂和线槽等组成，图6-13所示即为电缆桥架敷设示意图。采用电缆桥架敷设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

22、行条件，且具有占用空间小、投资少、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。,图6-13 电缆桥架敷设,敷设电缆需遵循的原则如下所述。(1)电缆类型要符合所选敷设方式的要求，例如采用直接埋地敷设的电缆应有铠装和防腐层保护。(2)如果敷设条件允许，可给电缆考虑1.52的长度余量，作为检修时备用。(3)电缆敷设的路径要力求少弯曲，弯曲半径与电缆外径的倍数关系应符合有关规定，以免弯曲扭伤。(4)垂直敷设的电缆和沿陡坡敷设的电缆，其最高点与最低点之间的最大允许高度差不应超过规定值。(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

23、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2 m高度及埋入地下小于0.25 m深度的一段；电缆与道路、铁路交叉的一段。,(6)直接埋地电缆其埋地深度不得小于0.7 m，并列埋地电缆相互间的距离应符合规定(如10 kV电缆间不应小于0.1 m)。电缆沟距建筑物基础应大于0.6 m，距电杆基础应大于1 m。(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，在特殊情况下，可允许少数电缆放在热力管道沟道的另一侧或热力管道的下面，但必须保证不至于使电缆过热；允许在水管或通风管的明沟或隧道中敷设少数

24、电缆，或电缆与这些明沟或隧道交叉。,(8)户外电缆沟的盖板应高出地面(但注意厂区户外电缆沟的盖板应低于地面0.3 m，上面铺以沙子或碎土)，户内电缆沟的盖板应与地板平齐。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。,6.2.3 低压配电线路的结构与敷设低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。室外配电线路一般也采用绝缘导线。,1.

25、低压绝缘导线的结构与敷设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。按芯线材质可分为铜芯和铝芯两种；按绝缘材料可分为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，抗酸碱腐蚀，价格较低，并且可以节约大量的橡胶和棉纱，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会变硬发脆，高温时又易软化，因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。常用绝缘导线的型号和用途见表6-1。绝缘导线的敷设方式分明敷和暗敷两种。明敷时导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面和支架等处。暗敷时导线在管子、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

26、敷线等。,绝缘导线的敷设应符合有关规程的规定。(1)线槽布线及穿管布线的导线中间不允许直接接头，接头必须经专门的接线盒。(2)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；否则，如果只穿部分导线，则由于线路电流不平衡而产生交流磁场作用于金属管槽时，在金属管槽内将会产生涡流损耗，钢管还将产生磁滞损耗，使管槽发热，进而导致其中导线过热甚至可能烧毁。(3)电线管路与热水管、蒸汽管同侧敷设时，应敷设在热水管、蒸汽管的下方。当敷设在其下方有困难时，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.低压裸导线的结构与敷设室内的低压配电裸导线大多采用硬母线的结构，其截面

27、形状有圆形、管形和矩形等，材质有铜、铝和钢。其中，以采用LMY型硬铝母线和TMY型硬铜母线最为普遍。铜母线电阻率很低，机械强度高，防腐性能好，便于接触连接，是优良的导电材料，因此可有选择地应用于重要的、有大电流接触连接的或含有腐蚀性气体的场所的母线装置中。铝的价格比铜低廉，且储量大，但铝的机械强度和耐腐蚀性能较低，接触连接性能较差，通常仅用于变配电装置的一次配电线路中。,为了识别裸导线的相序，以利于运行维护和检修，GB26811981电工成套装置中的导线颜色规定了交流三相系统中的裸导线应按表6-2所示进行涂色。裸导线涂色不仅能用来辨别相序及其用途，而且能防腐蚀并改善散热条件。在电气施工中，母线

28、有不同的布置形式，其相序的排列有一定的要求，如表6-3所示。,3.低压封闭式母线的结构与敷设封闭式母线又称密集型母线、插接式母线或母线槽，是一种相间、相对地有绝缘层的低压母线，它将35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，根据使用者的要求，可以在预定位置留出插接口。低压封闭式母线的特点是安全、灵活、美观，载流量大，便于分支；但耗用钢材较多，投资较大。封闭式母线通常作干线使用或向大容量设备提供电源。其敷设方式有：在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。现代化的生产车间大多采用封闭式母线布线，封闭式母线的外形图、横断面图及带分接装置的直线段外形如图6

29、-14所示。,图6-14 封闭式母线(a)外形图；(b)横断面图；(c)带分接装置的直线段外形,封闭式母线水平敷设时，到地面的距离不应小于2.2 m；垂直敷设时，距地面1.8 m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2 m。垂直敷设时，应在通过楼板处采用专用附件支撑。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且安装维护方便的地方。,6.3 导线和电缆截面的选择6.3.1 按发热条件选择导线和电缆的截面电流通过导线时，会产生能耗使导线发热，

30、而过高的温度将加速绝缘老化，甚至使导线受到损坏而引起火灾。因此，由一定截面的不同材料制成的导线规定有允许电流值，即允许载流量。在允许值范围内运行，导线温度不会超过允许值。,1.三相系统中相线截面的选择按发热条件选择导线截面，就是要求导线和电缆的允许载流量Ial不小于相线通过的计算电流I30，即IalI30(6-1)所谓导线的允许载流量，就是在规定的环境条件下，导线或电缆能够连续承受而不会使其温度超过允许值的最大电流。附表12列出了常用裸绞线和矩形母线在环境温度为+25时的允许载流量；附表13列出了绝缘导线在不同环境温度下明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量；附表14列出各类电力电缆的允许载流量

31、及其在不同环境下的载流量校正系数值；其他导线和电缆的允许载流量可查阅相关设计手册。,按允许载流量选择截面时需注意以下几点。(1)如果导体敷设地点的实际环境温度与导体允许载流量所采用的环境温度0不同，则导体的允许载流量应加以修正。修正后的允许载流量为(6-2)式中，K为温度校正系数；al为导体额定负荷时的最高允许温度。这里所说的环境温度是按发热条件选择的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份的平均最高气温。在室内，则取当地最热月份的平均最高气温加5。对土壤中直埋的电缆则取当地最热月份的地下0.81 m的土壤平均温度，也可近似地取为当地最热月份的平均气温。,(2)按发热条件选择导

32、线所用的计算电流I30。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；对电容器的引入线，由于电容器充电时有较大的涌流，因此I30应取为电容器额定电流INC的1.35倍。,2.三相系统中中性线、保护线和保护中性线截面的选择1)中性线(N线)截面的选择三相四线制中的N线要通过不平衡电流或零序电流，因此N线的允许载流量不应小于三相系统中的最大不平衡电流，同时还应考虑谐波电流的影响。一般地，三相四线制的中性线截面A0应不小于相线截面A的50，即A00.5A(6-3)由三相四线制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，因此其中性线截面A0应与相线截面A相同，即A0=

33、A(6-4),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，因此中性线截面A0应等于或大于相线截面A，即A0A(6-5),2)保护线(PE线)截面的选择PE线要考虑三相线路在发生单相短路故障时的单相短路热稳定度。根据短路热稳定度的要求，GB500541995低压配电设计规范规定：(1)当A16 mm2时，APEA(6-6)(2)当16 mm2A35 mm2时，APE16 mm2(6-7)(3)当A35 mm2时，APE0.5A(6-8)3)保护中性线(PEN线)截面的选择PEN线兼有N线和PE线的功能，因此其截面的选择应同

34、时满足上述N线和PE线的选择条件，然后取其中的最大值即可。,6.3.2 按允许电压损失选择导线和电缆的截面任何输电线路都存在着线路阻抗，当负荷电流通过线路时，必将在线路阻抗上产生电压损失。电压损失是指线路的始端电压U1与终端电压U2的代数差，即U=U1-U2(6-9)U是电压损失的绝对值。在实际应用中，常用相对值来表示电压损失的程度。工程上通常用U与线路额定电压UN的百分比来表示电压损失的程度，即(6-10)按规定，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线路则为2%3%。如

35、果线路的电压损耗值超过了允许值，则可以用增大导线截面的方法来解决。,1.电压损失的计算1)集中负荷的三相线路电压损耗的计算以带有两个集中负荷的三相线路为例(见图6-15)，线路中的负荷电流都用i表示，各线段电流都用I表示，各线段的长度及每相电阻和电抗分别用l、r和x表示，各负荷点至线路首端的线路长度及每相电阻和电抗分别用L、R和X表示。(1)如果用各个负荷的功率p、q来计算，则电压损耗的计算公式为(6-11)式中，UN为线路的额定电压；pi、qi为各负荷的有功功率和无功功率；Ri、Xi为各负荷点至线段首端的每相电阻和电抗。,图6-15 带有两个集中负荷的三相线路,(2)如果用线段功率P、Q来计

36、算，则电压损耗的计算公式为(6-12)式中，UN为线路的额定电压；Pi、Qi为各线段的有功功率和无功功率；ri、xi为各线段的每相电阻和电抗。,(3)如果全线导线型号规格一致，且不计感抗的电阻线路，则电压损耗的计算公式为(6-13)式中，UN为线路的额定电压；pi为各负荷的有功功率；Li为各负荷点至线段首端的长度；A为导线截面积；M为线路的所有功率距之和(kWm)；为导线的电导率(m/(mm2)；C为电压损失计算常数，视线路电压、供电系统及导线材料而定，其值如表6-4所示。,2)均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算如图6-16所示，对于均匀分布负荷的线路，单位长度线路上的负荷电流为i0，均匀分

37、布负荷产生的电压损耗相当于全部负荷集中在线路的中点时产生的电压损耗，因此可用式(6-14)计算其电压损耗，即(6-14)式中，I=i0L2，为与均匀分布负荷等效的集中负荷；R0为导线单位长度的电阻值；L2为均匀分布负荷线路的长度。,图6-16 负荷均匀分布的线路,2.按电压损耗来选择导线和电缆的截面一般情况下，当供电线路较短时常采用统一截面的导线。可直接计算线路的实际电压损耗百分值U，然后根据允许电压损耗Ual来校验其导线截面是否满足电压损耗的条件，即UalU(6-15)当实际计算电压损失小于或等于线路允许电压损失时，即符合要求，否则应适当加大导线截面后重新校验。,如果是对于低压均匀电阻线路(

38、照明线路)，则可根据式(6-16)，按允许电压损失条件来选择导线截面，即(6-16)式中，Ual%为线路允许的电压损失，一般取5。,6.3.3 按机械强度选择导线和电缆的截面由于导线本身的重量以及风、雨、冰、雪等原因会使导线承受一定的压力，如果导线过细就容易拉断，将引起停电等事故，因此所选择架空裸导线和不同敷设方式的绝缘导线其截面不应小于最小允许截面的要求。表6-5为我国规定的架空裸导线的最小截面。绝缘导线芯线的最小截面可查阅附表15-2。对于母线和电缆的选择可不校验其机械强度，但需校验短路时的热稳定度。,6.3.4 按经济电流密度选择导线和电缆的截面导线(或电缆)的截面越大，电能损耗就越小，

39、但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量却要增加。因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既使得电能损耗小，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。从全面的经济效益来考虑，既使得线路的年运行费用接近最小又适当考虑节约有色金属的导线截面，此时有色金属的导线截面称为经济截面，用符号Aec表示。我国根据有色金属资源的情况，规定了现行导线和电缆的经济电流密度，如表6-6所示。,用经济电流密度jec计算经济截面Aec的公式为(6-17)式中，I30为线路的计算电流。按式(6-17)计算出Aec后，应选最接近的标准截面。,6.3.5 选择导线和电缆截面的一般方法根据设计经验，对1

40、0 kV以下的高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择导线(包括母线)和电缆截面，再校验电压损失和机械强度。低压照明线路因其对电压水平要求较高，故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35 kV和35 kV以上的高压线路及35 kV以下的长距离大电流线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。按以上经验进行选择，比较容易满足要求，较少返工。,【例6-1】有一条用LJ型铝绞线架设的5 km长的10 kV架空线路，已知该线路导线按等边三角形排列，线间距离为1 m。计算负荷为P301380 kW，cos=0.7，Tmax=4800 h。试选择其经济截面，并校验电压

41、损失、发热条件和机械强度。解:(1)选择经济截面。由于线路的计算电流为由表6-6查得jec1.15 A/mm2，因此选标准截面为95 mm2，即选LJ-95型铝绞线。,(2)校验电压损失。10 kV架空线路允许的电压损失一般为5。查附表16-1可知，10 kV架空铝绞线的r0=0.34/km，x0=0.34/km。当cos=0.7,tan=1.02时，Q=P30tan=13801.02=1408 kvar线路的电压损失为因此，所选LJ-95铝绞线满足电压损失的要求。,(3)校验发热条件。查附表12-1可得LJ-95的允许载流量(室外25)Ial=325AI30114 A，因此满足发热条件。(4

42、)校验机械强度。查表6-5得10 kV架空铝绞线的最小截面Amin=35mm2A=95 mm2，因此所选LJ-95型铝绞线也满足机械强度要求。,【例6-2】某220380 V三相四线线路全长100 m。在中点和末点分别接有10 kW 和30 kW对称性三相纯电阻性负荷。若采用BV-500-325116导线，试计算全线电压损失。解：查表6-4得C=76.5 kWm/mm2，则M1050+301003500 kWm根据式(6-13)可得全线电压损失为,基本技能训练 供配电线路的运行与维护1.架空线路的运行与维护架空线路的建设取材容易，施工方便，但其运行易受自然环境及外力等的影响，为了保证安全可靠的

43、供电，应加强运行维护工作，及时发现缺陷并及早处理。1)巡视的期限对厂区或市区架空线路，一般要求每月进行一次巡视检查，郊区或农村每季度一次，低压架空线路每半年一次。如遇恶劣气候、自然灾害或发生故障等情况，则应临时增加巡视次数。,2)巡视内容(1)检查线路负荷电流是否超过导线的允许电流。(2)检查导线的温度是否超过允许的工作温度，导线接头是否接触良好，有无过热、严重氧化、腐蚀或断落现象。(3)检查绝缘子及瓷横担是否清洁，有否破损及放电现象。(4)检查线路弧垂是否正常，三相是否保持一致，导线是否有断股，上面是否有杂物。(5)检查拉线有无松弛、锈蚀、断股现象，绝缘子是否拉紧，地锚有无变形。(6)检查避

44、雷装置及其接地是否完好，接地线有无断线、断股等现象。(7)检查电杆(铁塔)有无歪斜、变形、腐朽、损坏及下陷现象。(8)检查沿线周围是否堆放易燃、易爆、强腐蚀性物品以及是否有危险建筑物，并且要保证与架空线路有足够的安全距离。,2.电缆线路的运行与维护当架空线的走线或安全距离受到限制或输配电发生困难时，采用电缆线路就成为一种较好的选择。由于电缆线路具有成本高、查找故障困难等缺点，因此必须做好线路的运行维护工作。1)巡视期限 对电缆线路要做好定期巡视检查工作。敷设在土壤、隧道、沟道中的电缆，每三个月巡视一次；在竖井内敷设的电缆，至少每半年巡视一次；变电所、配电室的电缆及终端头的检查，应每月一次。如遇

45、大雨、洪水及地震等特殊情况或发生故障时，需临时增加巡视次数。,2)巡视检查内容(1)负荷电流不得超过电缆的允许电流。(2)电缆、中间接头盒及终端温度正常，不超过允许值。(3)引线与电缆头接触良好，无过热现象。(4)电缆和接线盒清洁、完整，不漏油，不流绝缘膏，无破损及放电现象。(5)电缆无受热、受压和受挤现象；直埋电缆线路，路面上无堆积物和临时建筑，无挖掘取土现象。(6)电缆钢铠正常，无腐蚀现象。,(7)电缆保护管正常。(8)充油电缆的油压、油位正常，辅助油系统不漏油。(9)电缆隧道、电缆沟、电缆夹层的通风、照明良好，无积水；电缆井盖齐全并且完整无损。(10)电缆的带电显示器及保护层过电压防护器

46、均正常。(11)电缆无鼠咬、白蚁蛀蚀的现象。(12)接地线良好，外皮接地牢固。,3.低压配电线路的运行与维护低压配电线路是用电设备所在地，其维护显得尤其重要。要做好低压配电线路的维护，需全面了解低压配电线路的走向、敷设方式、导线型号规格以及配电箱和开关的位置等情况，还要了解用电负荷规律以及车间变电所的相关情况。1)巡视期限低压配电线路一般由车间维修电工每周巡视检查一次，对于多尘、潮湿、高温，有腐蚀性及易燃、易爆等物体的特殊场所应增加巡视次数。若线路停电超过一个月以上，则重新送电前也应作一次全面检查。,2)巡视项目(1)检查导线发热情况。裸母线正常运行时最高允许温度一般为70。若过高，则母线接头

47、处的氧化加剧，接触电阻增大，电压损耗加大，供电质量下降，甚至可能引起接触不良或断线。(2)检查线路负荷是否在允许范围内。负荷电流不得超过导线的允许载流量，否则导线过热会使绝缘层老化加剧，严重时甚至可能引起火灾。(3)检查配电箱、开关电器、熔断器、二次回路仪表等的运行情况。着重检查导体连接处有无过热变色、氧化、腐蚀等情况，连线有无松脱、放电和烧毛现象。,(4)检查穿线铁管、封闭式母线槽的外壳接地是否良好。(5)敷设在潮湿、有腐蚀性气体的场所的线路和设备，要定期检查绝缘。绝缘电阻值不得低于0.5 M。(6)检查线路周围是否有不安全因素存在。在巡视中若发现异常情况，应记入专用的记录本内，重要情况应及

48、时汇报。,4.线路运行中突遇停电的处理电力线路在运行中，可能会突然停电，这时应按不同情况分别处理。(1)电压突然降为零时，说明是电网暂时停电。这时总开关不必拉开，但各路出线开关应全部拉开，以免突然来电时用电设备同时启动，造成过负荷，从而导致电压骤降，影响供电系统的正常运行。(2)双电源进线中的一路进线停电时，应立即进行切换操作(即倒闸操作)，将负荷特别是重要负荷转移到另一路电源上。若备用电源线路上装有电源自动投入装置，则切换操作会自动完成。,(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。由于架空线路的多数故障是暂时性的，因此一次试合成功的可能性很大。但若试合失败，

49、即开关再次跳开，则说明架空线路上的故障还未消除，并且可能是永久性故障，应进行停电隔离检修。,(4)放射式线路发生故障使开关跳闸时，应采用“分路合闸检查”的方法找出故障线路，并使其余线路恢复供电。如图6-17所示为分路合闸检查故障的说明图，假设故障出现在WL8线路上，由于保护装置失灵或选择性不好，使WL1线路的开关越级跳闸，分路合闸检查故障的具体步骤如下：将出线WL2WL6开关全部断开，然后合上WL1的开关，由于母线WB1正常运行，因此合闸成功；,图6-17 分路合闸检查故障说明图,依次试合WL2WL6的开关，当合到WL5的开关时，因其分支线WL8存在故障，故再次跳闸，其余出线开关均试合成功，恢

50、复供电；将分支线WL7WL9的开关全部断开，然后合上WL5的开关；依次合WL7WL9的开关，当合到WL8的开关时，因其线路上存在故障，故开关再次自动跳开，其余线路均恢复供电。这种分路合闸检查故障的方法可将故障范围逐步缩小，并最终查出故障线路，同时恢复其他正常线路的供电。,思考题与习题6-1 试比较说明放射式接线和树干式接线的特点。6-2 试比较说明架空线路和电缆线路的优缺点。6-3 三相系统中的保护线(PE线)和保护中性线(PEN线)的截面如何选择?6-4 什么叫经济截面?在什么情况下要按经济电流密度选择导体截面?6-5 铜、铝、钢三种材质的导线各有何优缺点?各适用于哪些场合?6-6 LJ-9