第五章電力線路

1、第五章電力線路 第五章第五章 電力線路電力線路 電力線路按其結(jié)構(gòu)來說分為架空線路和電纜線路。電力線路按其結(jié)構(gòu)來說分為架空線路和電纜線路。 一架空線路的結(jié)構(gòu)一架空線路的結(jié)構(gòu) 架空線路主要由導(dǎo)架空線路主要由導(dǎo) 線、避雷線、桿塔、橫線、避雷線、桿塔、橫 擔(dān)、絕緣子和金具等部擔(dān)、絕緣子和金具等部 件組成，如圖所示。件組成，如圖所示。 圖圖5-1 架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路的結(jié)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 架空線路架空線路 第五章電力線路 架空線路架空線路 第五章電力線路 鋼芯鋁絞線截面示鋼芯鋁絞線截面示 意圖意圖 導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐 蝕

2、、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。 導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：架空線一般采用裸導(dǎo)線。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：架空線一般采用裸導(dǎo)線。 導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線 的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。 裸導(dǎo)體沒有絕緣層的導(dǎo)體，其中包括 銅、鋁、鋼等各種金屬和復(fù)合金屬圓單線、各 種結(jié)構(gòu)的架空輸電線用的絞線、軟接線、型線 材等。 第五章電力線路 架空導(dǎo)線的型號(hào)有：架空導(dǎo)線的型號(hào)有： TJ銅絞線銅絞線 LJ鋁絞線，用于

3、鋁絞線，用于10kV及以下線路及以下線路 LGJ鋼芯鋁絞線，用于鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路及以上線路 GJ鋼絞線，用作避雷線鋼絞線，用作避雷線 第五章電力線路 F按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。 F按用途分按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔 （承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。 桿塔的分類桿塔的分類 橫擔(dān)：其作用是用來固定絕緣子，并使各相導(dǎo)線之間保持橫擔(dān)：其作用是用來固定絕緣子，并使各相導(dǎo)線之間保持 一定的

4、距離，防止風(fēng)吹擺動(dòng)而造成相間短路。常用的有木橫一定的距離，防止風(fēng)吹擺動(dòng)而造成相間短路。常用的有木橫 擔(dān)、鐵橫擔(dān)和擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)瓷橫擔(dān)三種。三種。 橫擔(dān)的長度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安橫擔(dān)的長度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安 裝方式和使用地點(diǎn)等。裝方式和使用地點(diǎn)等。 桿塔：用來支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與桿塔：用來支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與 大地之間保持一定的安全距離。大地之間保持一定的安全距離。 第五章電力線路 “ 第五章電力線路 l 直線桿塔直線桿塔 l 轉(zhuǎn)角桿塔轉(zhuǎn)角桿塔 l 耐張桿塔耐張桿塔 l 終端桿塔終端桿塔 l 換位桿塔換位桿塔

5、l 跨越桿塔跨越桿塔 用來懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自用來懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自 重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上 使用最多的一種桿塔。使用最多的一種桿塔。 裝設(shè)于線路的轉(zhuǎn)角處，必須承裝設(shè)于線路的轉(zhuǎn)角處，必須承 受不平衡的拉力。受不平衡的拉力。 又稱分段桿塔或承力桿塔，用又稱分段桿塔或承力桿塔，用 來承擔(dān)線路正常及故障（如斷來承擔(dān)線路正常及故障（如斷 線）情況下導(dǎo)線的拉力，對(duì)強(qiáng)線）情況下導(dǎo)線的拉力，對(duì)強(qiáng) 度要求較高。度要求較高。 設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所線設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所線 路末端的桿塔，由它來承受最路末端的桿塔，由它來承受最 后一個(gè)耐張段內(nèi)導(dǎo)線的拉力，后一個(gè)耐張段內(nèi)導(dǎo)線

6、的拉力， 以減輕對(duì)發(fā)電廠或變電所建筑以減輕對(duì)發(fā)電廠或變電所建筑 物的拉力。物的拉力。 用在用在110kV110kV及以上的電力線路中，及以上的電力線路中， 是為了在一定長度內(nèi)實(shí)現(xiàn)三相是為了在一定長度內(nèi)實(shí)現(xiàn)三相 導(dǎo)線的輪流換位，以便三相導(dǎo)導(dǎo)線的輪流換位，以便三相導(dǎo) 線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計(jì)的一線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計(jì)的一 種特殊桿塔。種特殊桿塔。 位于線路跨越河流、山谷等地位于線路跨越河流、山谷等地 方，因中間無法設(shè)置桿塔，檔方，因中間無法設(shè)置桿塔，檔 距很大，故其高度較一般桿塔距很大，故其高度較一般桿塔 為高。為高。 第五章電力線路 v瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好 的電氣絕緣性能，兼有

7、的電氣絕緣性能，兼有 絕緣子和橫擔(dān)的雙重功絕緣子和橫擔(dān)的雙重功 能，能節(jié)約大量的木材能，能節(jié)約大量的木材 和鋼材，有效地降低桿和鋼材，有效地降低桿 塔的高度，可節(jié)省線路塔的高度，可節(jié)省線路 投資投資30%40%。 第五章電力線路 常用的絕緣子主要有常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式針式、懸式和棒式三種。三種。 針式絕緣子：用于針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小及以下線路上，用在直線桿塔或小 轉(zhuǎn)角桿塔上。轉(zhuǎn)角桿塔上。 懸式絕緣子：用于懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕以上的高壓線路上，通常組裝成絕 緣子串使用（緣子串使用（35kV為為3片串接；片串接；60

8、kV為為5片串接；片串接；110kV為為7片片 串接）。串接）。 棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以及以 下線路應(yīng)用比較廣泛。下線路應(yīng)用比較廣泛。 金具金具：是用來連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱：是用來連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。 絕緣子：用來將導(dǎo)線固定在桿塔上，并使帶電導(dǎo)線之間、導(dǎo)絕緣子：用來將導(dǎo)線固定在桿塔上，并使帶電導(dǎo)線之間、導(dǎo) 線與橫擔(dān)之間、導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣線與橫擔(dān)之間、導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣。 第五章電力線路 架空線路器件 第五章電力線路 高壓針式絕緣子高壓針式絕緣子 低壓針式絕緣子低壓針式絕緣子 高壓線路

9、拉棒絕緣子高壓線路拉棒絕緣子 高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子 線路盤形懸式絕緣子線路盤形懸式絕緣子復(fù)合針式絕緣子復(fù)合針式絕緣子 復(fù)合棒式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子 第五章電力線路 線路金具、線路金具、U型抱箍、掛板型抱箍、掛板 桿頂帽、拉線抱箍桿頂帽、拉線抱箍 第五章電力線路 二架空線路的敷設(shè)二架空線路的敷設(shè) 正確選擇線路路徑；正確選擇線路路徑； 確定檔距、弧垂和桿高確定檔距、弧垂和桿高 ； 檔距檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱為架空：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱為架空 線路的檔距（或跨距）。線路的檔距（或跨距）。 弧垂弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最

10、低：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低 點(diǎn)的垂直距離稱為弧垂。點(diǎn)的垂直距離稱為弧垂。 說明：線路的檔距、弧垂與桿高互相影響。檔距越大，桿塔數(shù)量說明：線路的檔距、弧垂與桿高互相影響。檔距越大，桿塔數(shù)量 越少，則弧垂增大，桿高增加；反之，檔距越小，桿塔數(shù)量越多，越少，則弧垂增大，桿高增加；反之，檔距越小，桿塔數(shù)量越多， 則弧垂減小，桿高降低。則弧垂減小，桿高降低。 第五章電力線路 第五章電力線路 F三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列； F三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列； F多回

11、路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可 全部垂直排列；全部垂直排列； F電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在 上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面； F架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面， 通訊線路應(yīng)在下面。通訊線路應(yīng)在下面。 確定導(dǎo)線在桿塔上的確定導(dǎo)線在桿塔上的排列方式排列方式 第五章電力線路 三、導(dǎo)體截面選擇 al %UU min SS 發(fā)熱條件（允許溫升條件長時(shí)允許電流）查教材附表7 I

12、I caal 2. 電壓損失條件 3. 短路熱穩(wěn)定條件 4. 經(jīng)濟(jì)電流條件 所謂經(jīng)濟(jì)電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì) 的原則確定的工作電流（范圍）查教材表5-3。 5. 機(jī)械強(qiáng)度條件（查教材表5-2） 架空裸導(dǎo)線因其散熱性好可不做熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 ca ec ec I S J 第五章電力線路 四、煤礦供電能力的核定 al I I 3cos al N P I U 包括電源和線路的供電能力兩方面。 （一）、線路供電能力必須同時(shí)具備以下條件 1、導(dǎo)線上的實(shí)際最大工作電流不得超過 即： 2、線路電壓損失5% 即： 2 %100% 5% N PRQX U U 第五章電力線路 供電線路的

13、供電能力為： 式中：P取以上兩者最小值； W噸煤電耗去上年度實(shí)際數(shù)。 4 330 16 10 l P A W 第五章電力線路 （二）、電源供電能力 4 cos 330 16 10 N T S A W 礦井的供電能力取Al、At較小值。 第五章電力線路 幾根（單根）絞繞的導(dǎo)線 6kV級(jí)及以上電纜采用 使導(dǎo)體與導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護(hù)層之間相互絕緣 導(dǎo)體: 屏蔽層: 絕緣層: 結(jié) 構(gòu) 包覆層 增加電纜絕緣的耐壓作用，并且防水、防潮 鎧裝層: 外被層: 內(nèi)護(hù)層: 外護(hù)層 防止受到外界的機(jī)械力作用 保護(hù)鎧裝層、防腐 一. 電力電纜的結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 電纜線路電纜線路 第五章電力線路 二、電纜的分類 （一）

14、鎧裝電纜 橡皮絕緣電纜彎曲性能較好，能夠在嚴(yán)寒氣候下敷設(shè)，特 別適用于水平高差大和垂直敷設(shè)的場(chǎng)合。 （二）橡套電纜 機(jī)械強(qiáng)度大不易彎曲用于固定敷設(shè)。分鋼帶、鋼絲鎧裝。 分為普通、阻燃、屏蔽電纜。 電纜的阻燃性在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去火 源后，火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，且殘焰和殘灼能在限定時(shí) 間內(nèi)能自行熄滅的特性。 阻燃電線電纜的阻燃等級(jí)從高到低分為A、B、C、D四級(jí) ?？筛鶕?jù)要求選擇，其中D級(jí)標(biāo)準(zhǔn)僅適用于絕緣電線。 第五章電力線路 （三）塑料電纜 聚氯乙烯電纜主要用于1kV及以下低壓線路。 交聯(lián)聚乙烯絕緣電線、電纜，介質(zhì)損耗低，性能優(yōu)良，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，外徑小、重量輕、載流量

15、大（耐熱性能優(yōu) 于聚氯乙烯）、敷設(shè)方便，因而應(yīng)用廣泛。 三 、型號(hào)編制 根據(jù)MT818-2009 第五章電力線路 四、電纜的敷設(shè) （一）一般要求 （二）注意事項(xiàng) 1、允許彎曲半徑 2、傾角 3、環(huán)境溫度 4、特殊地點(diǎn)需要加防護(hù) 第五章電力線路 （三）敷設(shè)方式 1、直接埋地 2、電纜溝 3、架空與沿墻敷設(shè) 4、煤礦井下電纜的敷設(shè) 第四百六十八條 敷設(shè)電纜（與手持式或移動(dòng)式設(shè)備連接的電纜除外）應(yīng)遵守下列規(guī) 定： （一）電纜必須懸掛： 1在水平巷道或傾角在30以下的井巷中，電纜應(yīng)用吊鉤懸掛； 2在立井井筒或傾角在30及其以上的井巷中，電纜應(yīng)用夾子、卡箍或其他夾持裝 置進(jìn)行敷設(shè)。夾持裝置應(yīng)能承受電纜重

16、量，并不得損傷電纜。 （二）水平巷道或傾斜井巷中懸掛的電纜應(yīng)有適當(dāng)?shù)某诙?，并能在意外受力時(shí)自由墜 落。其懸掛高度應(yīng)保證電纜在礦車掉道時(shí)不受撞擊，在電纜墜落時(shí)不落在軌道或輸送 機(jī)上。 （三）電纜懸掛點(diǎn)間距，在水平巷道或傾斜井巷內(nèi)不得超過3m，在立井井筒內(nèi)不得 超過6m。 （四）沿鉆孔敷設(shè)的電纜必須綁緊在鋼絲繩上，鉆孔必須加裝套管。 第五章電力線路 （四）電纜的連接（依據(jù)煤礦安全規(guī)程） v第四百七十二條 電纜的連接應(yīng)符合下列要求： v（一）電纜與電氣設(shè)備的連接，必須用與電氣設(shè)備性能相符 的接線盒。電纜線芯必須使用齒形壓線板（卡爪）或線鼻子 與電氣設(shè)備進(jìn)行連接。 v（二）不同型電纜之間嚴(yán)禁直接連接，

17、必須經(jīng)過符合要求的 接線盒、連接器或母線盒進(jìn)行連接。 v（三）同型電纜之間直接連接時(shí)必須遵守下列規(guī)定： v1.橡套電纜的修補(bǔ)連接（包括絕緣、護(hù)套已損壞的橡套電纜 的修補(bǔ)）必須采用阻燃材料進(jìn)行硫化熱補(bǔ)或與熱補(bǔ)有同等效 能的冷補(bǔ)。在地面熱補(bǔ)或冷補(bǔ)后的橡套電纜，必須經(jīng)浸水耐 壓試驗(yàn)，合格后方可下井使用。在井下冷補(bǔ)的電纜必須定期 升井試驗(yàn)； v2.塑料電纜連接處的機(jī)械強(qiáng)度以及電氣、防潮密封、老化等 性能，應(yīng)符合該型礦用電纜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 第五章電力線路 （一）導(dǎo)體截面選擇條件 五、電線電纜導(dǎo)體截面選擇 al %UU 1. 發(fā)熱條件（允許溫升條件） Lal II cal 或 2. 電壓損失條件 3. 短路

18、熱穩(wěn)定條件 對(duì)絕緣電線、電纜和母線， 4. 經(jīng)濟(jì)電流條件 所謂經(jīng)濟(jì)電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì) 的原則確定的工作電流（范圍）。 5. 機(jī)械強(qiáng)度條件 電纜不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 min j t SSI C 第五章電力線路 2400 kW, 1100kvar PQ k3 13.5kAI 例5-1 某用戶10/0.38kV變電所計(jì)算負(fù)荷為 ，距離上級(jí)地區(qū)變電所3km，擬采用YJV22-8.7/10型3芯電纜直埋敷設(shè)供 電。已知用戶變電所10kV母線處三相短路電流為 ，高壓進(jìn)線過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.8s，斷路器全開斷時(shí)間0.1s。線路全長 允許電壓損失為5。試選擇該用戶高壓進(jìn)

19、線電纜截面。 解：（1）先按短路熱穩(wěn)定條件選擇電纜導(dǎo)體截面 22 k3k332 min 2 (0.05)(13.5kA)(0.90.05)s 101096mm 137As /mm It S K 初選高壓電纜截面為120mm2。 （2）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn) 2222 c n (2400kW)(1100kvar) =152.4A 33 10kV PQ I U al 245 A 0.9=220.5AI 滿足發(fā)熱條件 第五章電力線路 （3）按電壓損失條件進(jìn)行校驗(yàn) 2 n 2 1 % 10 1 2400 kW 0.181 /km 3km 1100kvar 0.095 /km 3km 10 (10kV) 1

20、.625 UPrlQxl U 滿足電壓損失要求 第五章電力線路 例5-2 某220/380V的TN-C線路全長150m，距線路首端100m處接有一個(gè) 集中負(fù)荷，最大負(fù)荷為50kWj40kvar。線路末端接有一個(gè)集中負(fù)荷，最大 負(fù)荷為60kWj 50kvar。線路采用YJV22-0.6/1型四芯等截面銅芯交聯(lián)聚乙烯 絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜穿管埋地敷設(shè)，環(huán)境溫度為20，允許 電壓損失為5。已知線路分支處三相短路電流為10kA，線路首端安裝的低 壓斷路器短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作時(shí)間為0.2s。試選擇電纜截面。 解：（1）先按發(fā)熱條件選擇電纜截面 22 1212 c n ()() 3 PPQQ

21、I U 22 (50kW+60kW)(40kvar+50kvar) 215.9A 3 0.38kV al 271 A0.85=230.4AI 查附錄表9，得 150 mm2截面的電纜載流量 選擇YJV22-0.6/14150型電纜。 第五章電力線路 （2）按電壓損失條件進(jìn)行校驗(yàn) 112 2112 2 2 n 2 ()() % 10 0.145 /km 50 kW 0.1km 60 kW 0.15km +0.077 /km 40kvar 0.1km 50kvar 0.15km 10 (0.38kV) 2.02 5 r PlPlxQlQl U U 滿足電壓損失要求 （3）按短路熱穩(wěn)定條件進(jìn)行校驗(yàn) 3 22 k3 min 2 10kA 100.2s 31.3mm150mm 143As /mm It S K