第5章電氣線路

1、第五章第五章 電氣線路電氣線路 電氣線路可分為電力線路和控制線路。電氣線路可分為電力線路和控制線路。 電氣線路完成輸送電能的任務(wù)；電氣線路完成輸送電能的任務(wù)； 控制線路供保護(hù)電器、測量電器和控制控制線路供保護(hù)電器、測量電器和控制電器的連接之用。電器的連接之用。 電氣線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，電氣線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它除滿足供電可靠性或控制可靠性的要求它除滿足供電可靠性或控制可靠性的要求外，還外，還必須滿足各項(xiàng)安全要求必須滿足各項(xiàng)安全要求。 第一節(jié)第一節(jié) 電氣線路的種類及特點(diǎn)電氣線路的種類及特點(diǎn) 電氣線路的種類很多，就其敷設(shè)方式來分，可分為架空線路、電纜線電氣線路的種類很多，就其敷

2、設(shè)方式來分，可分為架空線路、電纜線路、穿管線路等；就其絕緣情況來分，可分為裸線和絕緣線等。路、穿管線路等；就其絕緣情況來分，可分為裸線和絕緣線等。一、架空線路一、架空線路 凡是擋距超過凡是擋距超過25 m，利用桿塔敷設(shè)的高、低壓電力線路都屬于架空線，利用桿塔敷設(shè)的高、低壓電力線路都屬于架空線路。路。 架空線路主要由架空線路主要由導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、橫擔(dān)、金具、拉線及基礎(chǔ)導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、橫擔(dān)、金具、拉線及基礎(chǔ)等組等組成。成。 架空線路的導(dǎo)線用以輸送電能。架空線路導(dǎo)線多采用架空線路的導(dǎo)線用以輸送電能。架空線路導(dǎo)線多采用鋼芯鋁絞線、硬鋼芯鋁絞線、硬銅絞線、硬鋁絞線和鋁合金絞線。銅絞線、硬鋁絞線和

3、鋁合金絞線。 架空線路的桿塔用以支承導(dǎo)線及其附件，有架空線路的桿塔用以支承導(dǎo)線及其附件，有鋼筋混凝土桿、木桿和鐵鋼筋混凝土桿、木桿和鐵塔之分。塔之分。 桿塔按用途可劃分為：桿塔按用途可劃分為：直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、分支桿、直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、分支桿、跨越桿跨越桿等。等。 鋼芯鋁絞線結(jié)構(gòu)鋼芯鋁絞線結(jié)構(gòu) 桿塔是用來?xiàng)U塔是用來支持絕緣子和導(dǎo)線，使導(dǎo)線相互之間、導(dǎo)線對桿塔支持絕緣子和導(dǎo)線，使導(dǎo)線相互之間、導(dǎo)線對桿塔和大地之間保持一定的距離（擋距），以保證供電與人身安全。和大地之間保持一定的距離（擋距），以保證供電與人身安全。對對應(yīng)于不同的電壓等級，有一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較合理的擋距，

4、應(yīng)于不同的電壓等級，有一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較合理的擋距，如如0.4kV及以下為及以下為3050m ，610kV為為40100m ，35kV水泥桿為水泥桿為100150m ，110220kV鐵塔為鐵塔為150400m等。等。 橫擔(dān)的主要作用橫擔(dān)的主要作用是固定絕緣子，并使各導(dǎo)線相互之間保持一定是固定絕緣子，并使各導(dǎo)線相互之間保持一定的距離，防止風(fēng)吹或其他作用力產(chǎn)生擺動(dòng)而造成相間短路。的距離，防止風(fēng)吹或其他作用力產(chǎn)生擺動(dòng)而造成相間短路。目前使目前使用的主要是用的主要是鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)、瓷擔(dān)等鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)、瓷擔(dān)等。 絕緣子的作用絕緣子的作用是使導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地之間彼此絕緣。是使導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地之

5、間彼此絕緣。故絕故絕緣子應(yīng)具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，并能承受各種氣象條件的緣子應(yīng)具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，并能承受各種氣象條件的變化而不破裂。線路絕緣子主要有變化而不破裂。線路絕緣子主要有針式絕緣子、懸式絕緣子針式絕緣子、懸式絕緣子。 金具用于金具用于連接、固定導(dǎo)線或固定絕緣子、橫擔(dān)等的金屬部件連接、固定導(dǎo)線或固定絕緣子、橫擔(dān)等的金屬部件。常用的金具有：常用的金具有：懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、聯(lián)結(jié)金具、保護(hù)懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、聯(lián)結(jié)金具、保護(hù)金具（如防震錘）金具（如防震錘）等。等。懸式絕緣子懸式絕緣子針式絕緣子針式絕緣子橡膠橡膠聚氯乙稀聚氯乙稀交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)聚乙烯礦物絕緣礦

6、物絕緣二、二、 電力電纜電力電纜特點(diǎn)：運(yùn)行可靠、美觀、維護(hù)工作量小，但造價(jià)高，故障時(shí)特點(diǎn)：運(yùn)行可靠、美觀、維護(hù)工作量小，但造價(jià)高，故障時(shí) 不易排除。不易排除。幾根（單根）絞繞的絕緣導(dǎo)線，絕緣有幾根（單根）絞繞的絕緣導(dǎo)線，絕緣有三相統(tǒng)包絕緣（對地）三相統(tǒng)包絕緣（對地）高壓電纜采用，使各相分布電容及電容電流均衡。高壓電纜采用，使各相分布電容及電容電流均衡。導(dǎo)線導(dǎo)線: :絕緣層絕緣層: :屏蔽層屏蔽層: :結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)保護(hù)層保護(hù)層敷設(shè)：直接埋地敷設(shè)、利用電纜溝、利用電纜橋架室內(nèi)敷設(shè)、敷設(shè)：直接埋地敷設(shè)、利用電纜溝、利用電纜橋架室內(nèi)敷設(shè)、 利用管道（鋼管、塑料管、混凝土管）、利用管道（鋼管、塑料管、混凝土

7、管）、 利用電纜隧道、海底水中等。利用電纜隧道、海底水中等。保護(hù)屏蔽層、絕緣層，并且防水、防潮保護(hù)屏蔽層、絕緣層，并且防水、防潮鎧裝層鎧裝層: :外護(hù)套外護(hù)套: :內(nèi)護(hù)層內(nèi)護(hù)層: : 外護(hù)層外護(hù)層防止電纜外部遭受機(jī)械損傷防止電纜外部遭受機(jī)械損傷保護(hù)鎧裝層、防腐保護(hù)鎧裝層、防腐應(yīng)遵守應(yīng)遵守GB50217-94電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范。電力電纜的結(jié)構(gòu)電力電纜的結(jié)構(gòu)高壓電纜分支箱高壓電纜分支箱歐式電纜分支箱（歐式電纜分支箱（對接式分支對接式分支 8）美式電纜分支箱（美式電纜分支箱（1分分3）硅橡膠硅橡膠電纜插頭電纜插頭電纜插座電纜插座續(xù)上頁續(xù)上頁1.分支箱頂蓋分支箱頂蓋 2.分支箱側(cè)

8、門分支箱側(cè)門 3.電纜出線分支電纜出線分支 4.電纜進(jìn)線分支電纜進(jìn)線分支5.雙通套管雙通套管 6.分支箱側(cè)門分支箱側(cè)門 7.分支箱箱體分支箱箱體 8.避雷器避雷器9.接地線接地線 10.接地線板接地線板 11.防鼠罩防鼠罩 12.電纜固定夾電纜固定夾三、室內(nèi)配線三、室內(nèi)配線 戶內(nèi)配線用絕緣導(dǎo)線戶內(nèi)配線用絕緣導(dǎo)線，其種類繁多，其配線方式應(yīng)根據(jù)環(huán)境條，其種類繁多，其配線方式應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件、負(fù)荷特征、建筑要求等因素確定。件、負(fù)荷特征、建筑要求等因素確定。各種配線方式的適用范圍見各種配線方式的適用范圍見書中表書中表5-1。第二節(jié)第二節(jié) 電氣線路常見故障電氣線路常見故障一一.架空線路常見故障架空線路常見

9、故障1.風(fēng)力過大使桿塔歪到或損壞。風(fēng)力過大使桿塔歪到或損壞。2.雨水造成停電事故和倒桿。雨水造成停電事故和倒桿。3.雷電擊中線路發(fā)生絕緣子閃絡(luò)或擊穿。雷電擊中線路發(fā)生絕緣子閃絡(luò)或擊穿。4.季節(jié)造成的故障。季節(jié)造成的故障。5.周圍環(huán)境對架空線路安全運(yùn)行的影響。周圍環(huán)境對架空線路安全運(yùn)行的影響。6.其它的原因造成線路短路或故障。其它的原因造成線路短路或故障。二、防止架空線路故障的措施二、防止架空線路故障的措施1.防污閃防污閃 加強(qiáng)絕緣子清掃、增加絕緣子片數(shù)（加大爬電距離）、采用憎水性材料（如加強(qiáng)絕緣子清掃、增加絕緣子片數(shù)（加大爬電距離）、采用憎水性材料（如地蠟、石蠟、有機(jī)硅）等。地蠟、石蠟、有機(jī)硅

10、）等。2.防雷擊防雷擊 裝設(shè)避雷線（防直擊雷）或避雷器（防雷電入侵波）、自動(dòng)重合閘等。裝設(shè)避雷線（防直擊雷）或避雷器（防雷電入侵波）、自動(dòng)重合閘等。3.防洪水、大風(fēng)、冰雪等事故防洪水、大風(fēng)、冰雪等事故三、電纜線路常見故障三、電纜線路常見故障 1.機(jī)械損傷。機(jī)械損傷。 2.鉛（鋁）皮龜裂及漲裂。鉛（鋁）皮龜裂及漲裂。 3.終端頭污閃。終端頭污閃。 4.絕緣擊穿。絕緣擊穿。 5.金屬護(hù)套腐蝕穿孔等。金屬護(hù)套腐蝕穿孔等。 6.過熱過熱四、防止電纜線路故障的措施四、防止電纜線路故障的措施1.防止外力破壞防止外力破壞2.加強(qiáng)管理及施工加強(qiáng)管理及施工3.采用防止蟲害（如白蟻）和小動(dòng)物啃咬（如老鼠）的措施采

11、用防止蟲害（如白蟻）和小動(dòng)物啃咬（如老鼠）的措施4. 嚴(yán)格施工、保證質(zhì)量嚴(yán)格施工、保證質(zhì)量5. 防絕緣擊穿防絕緣擊穿6. 防終端頭污閃的措施，如清掃，涂以防污涂料，采用電壓高一級的終端頭等。防終端頭污閃的措施，如清掃，涂以防污涂料，采用電壓高一級的終端頭等。7. 防化學(xué)腐蝕措施防化學(xué)腐蝕措施8. 防終端頭或中間接頭爆炸措施等防終端頭或中間接頭爆炸措施等9.加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視,嚴(yán)格控制電纜的負(fù)荷電流和電纜溫度。嚴(yán)格控制電纜的負(fù)荷電流和電纜溫度。 過熱是電氣線路的常見故障過熱是電氣線路的常見故障,線路過熱可能是多種原因造成的。線路過熱可能是多種原因造成的。 例如例如,線路過載、線路過載、 接

12、觸不良、線路散熱條件被破壞、運(yùn)行環(huán)境溫度過高、短接觸不良、線路散熱條件被破壞、運(yùn)行環(huán)境溫度過高、短路路(包括金屬性短路和非金屬性短包括金屬性短路和非金屬性短 路路)、嚴(yán)重漏電、電動(dòng)機(jī)過于頻繁地啟動(dòng)、嚴(yán)重漏電、電動(dòng)機(jī)過于頻繁地啟動(dòng)等不安等不安全狀態(tài)均可能導(dǎo)致線路過熱。全狀態(tài)均可能導(dǎo)致線路過熱。第三節(jié)第三節(jié) 線路安全條件線路安全條件 電氣線路應(yīng)滿足供電可靠性的要求及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，應(yīng)滿足維護(hù)管電氣線路應(yīng)滿足供電可靠性的要求及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，應(yīng)滿足維護(hù)管理方便的要求，還必須滿足各項(xiàng)安全要求。理方便的要求，還必須滿足各項(xiàng)安全要求。一、導(dǎo)電能力一、導(dǎo)電能力 導(dǎo)線的導(dǎo)電能力應(yīng)符合發(fā)熱、電壓損失和短路電流等

13、三方面的要求。導(dǎo)線的導(dǎo)電能力應(yīng)符合發(fā)熱、電壓損失和短路電流等三方面的要求。1.發(fā)熱發(fā)熱 各種導(dǎo)線的最高運(yùn)行溫度都有一定的限制。各種導(dǎo)線的最高運(yùn)行溫度都有一定的限制。對于裸線，為對于裸線，為防止接頭氧防止接頭氧化化，最高運(yùn)行溫度為，最高運(yùn)行溫度為70 ；對于橡皮絕緣導(dǎo)線和塑料絕緣導(dǎo)線，為；對于橡皮絕緣導(dǎo)線和塑料絕緣導(dǎo)線，為防止防止絕緣老化絕緣老化，最高運(yùn)行溫度分別為，最高運(yùn)行溫度分別為65 和和70 ；對于電纜，為；對于電纜，為防止絕緣老防止絕緣老化，防止熱脹冷縮形成氣泡化，防止熱脹冷縮形成氣泡，1 kV及其以下的鉛包或鋁包電纜最高運(yùn)行及其以下的鉛包或鋁包電纜最高運(yùn)行溫度為溫度為80 ，聚氯乙烯

14、電纜最高運(yùn)行溫度為，聚氯乙烯電纜最高運(yùn)行溫度為65 。 因此，因此，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不得超過額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不得超過額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度。選擇截面時(shí)須使通過相線的計(jì)算電流度。選擇截面時(shí)須使通過相線的計(jì)算電流Ic不超過其允許載流量不超過其允許載流量Ial，即即 IcIal 一般決定導(dǎo)線允許載流量時(shí)，周圍環(huán)境溫度一般決定導(dǎo)線允許載流量時(shí)，周圍環(huán)境溫度0均取均取25作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)周圍空作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)周圍空氣溫度不是氣溫度不是25， 導(dǎo)線的長時(shí)允許電流（即允許載流量）應(yīng)按下式進(jìn)行修正。導(dǎo)線的長時(shí)允許電流（即允許載流量）應(yīng)按下式進(jìn)行修正。m0m0alalalIII

15、K 式中：式中：alIm 導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度；導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度；修正后的允許載流量修正后的允許載流量0導(dǎo)線實(shí)際周圍環(huán)境溫度導(dǎo)線實(shí)際周圍環(huán)境溫度2.電壓損失電壓損失 為了保證用電設(shè)備正常工作，動(dòng)力線路的電壓損失不得超過為了保證用電設(shè)備正常工作，動(dòng)力線路的電壓損失不得超過5 %，照明線路，照明線路不得超過不得超過8 %10 %。 3 3、短路電流、短路電流 導(dǎo)線的截面應(yīng)能承受短路電流的熱效應(yīng)而不致燒壞，即保持足夠的熱穩(wěn)定性導(dǎo)線的截面應(yīng)能承受短路電流的熱效應(yīng)而不致燒壞，即保持足夠的熱穩(wěn)定性。為此，導(dǎo)線最小熱穩(wěn)定截面積為為此，導(dǎo)線最小熱穩(wěn)定截面積為 ： minmin（/ /）1/

16、21/2式中：式中：S Sminmin導(dǎo)線最小熱穩(wěn)定截面積，導(dǎo)線最小熱穩(wěn)定截面積，mmmm2 2； II最大短路電流有效值，最大短路電流有效值，A A；tt短路電流的持續(xù)時(shí)間，短路電流的持續(xù)時(shí)間，s s；KK導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù)，按表導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù)，按表5-75-7確定。確定。二、線路絕緣二、線路絕緣 線路絕緣應(yīng)滿足防電擊、防火、耐腐蝕、耐機(jī)械損傷等要求。線路絕緣應(yīng)滿足防電擊、防火、耐腐蝕、耐機(jī)械損傷等要求。 三、機(jī)械強(qiáng)度三、機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)足以承受自重、溫度變化的熱應(yīng)力、導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)足以承受自重、溫度變化的熱應(yīng)力、短路短路時(shí)的電動(dòng)力時(shí)的電動(dòng)力以及風(fēng)雪、覆冰產(chǎn)生的應(yīng)力。以及風(fēng)雪、覆冰產(chǎn)生的應(yīng)力。四、線路間距四、線路間距 線路和導(dǎo)線間距應(yīng)滿足防碰撞、防短路、便于操作線路和導(dǎo)線間距應(yīng)滿足防碰撞、防短路、便于操作等的要求。等的要求。五、線路防護(hù)五、