工厂供电教学课件—第五章工厂电力线路

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1、第五章 工厂电力线路,工厂电力线路及其接线方式 工厂电力线路的结构和敷设 导线和电缆截面的选择计算 车间动力电气平面布线图 电力线路的运行维护与检修试验,I 工厂电力线路及其接线方式,一、电力线路的任务和类别,电力线路担负着输送和分配电能的重要任务,按结构型式划分：架空线路、电缆线路、车间（室内）线路,二、电力线路的接线方式,1、放射式接线,供电可靠性较高，开关设备用的较多，有色金属消耗多,图5-1 高压放射式线路,图5-5 低压放射式接线,2、树干式接线,减少有色金属消耗量，采用开关设备少，供电可靠性低,图5-2 高压树干式接线,图5-3 双干线供电(图a),图5-6 低压树干式接线 a)低

2、压母线放射式配电的树干式 b)低压“变压器干线组”的树干式,图5-7 低压链式接线 a)连接配电箱 b)连接电动机,链式相连的用电设备不宜超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不超过10kW。,3、环形接线,实质是两端供电的树干式接线,图5-4 高压环形接线,图5-8 低压环形接线,实际往往采用几种接线方式的组合 大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式 低压配电系统中，若大部分用电设备容量不很大且无特殊要求时，宜采用树干式 工厂电力线路接线应力求简单,II 工厂电力线路的结构和敷设,一、架空线路的结构和敷设,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 直接受大

3、气影响，易受雷击和污秽空气危害且架空线路要占用一定的地面和空间，有碍交通和观瞻,（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,1、架空线路的导线,导线必须具有良好的导电性，并要具有一定的机械强度和耐腐蚀性，尽可能质轻而价廉,常用导线材质：铜、铝、钢,架空线路一般采用裸导线。裸导线按结构分，有单股线和多股绞线。工厂供电系统中一般采用多股绞线,对于工厂和城市10kV及以下的架空线路，当安全距离难以满足要求，或者邻近高层建筑及在繁华街道、人口密集地区，或者空气严重污秽地段和建筑施工现场，按GB50061-199766kV及以下架空电力线路设计规范规定，可采用绝缘导线。,

4、2、电杆、横担和拉线,电杆是支持导线的支柱 对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时尽可能经久耐用，价廉，便于搬运和安装,按材料分：木杆、水泥杆、和铁塔,按其在架空线路中的功能和地位分，有直线杆、分段杆、转角杆、终端杆、跨越杆和分支杆等型式,横担安装在电杆的上部，用来安装绝缘子以架设导线。 常用横担有木横担、铁横担和瓷横担,图5-12 高压电杆上安装的瓷横担 1-高压导线；2-瓷横担；3-电杆,拉线是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用的，例如终端杆、转角杆、分段杆等往往都装有拉线,图5-13 拉线的结构 1-电杆；2-固定拉线的抱箍；3-上把；4-拉线绝缘子； 5-腰把

5、；6-花篮螺钉；7-底把；8-拉线底盘,3、线路绝缘子和金具,绝缘子又称瓷瓶。线路绝缘子用来将导线固定在电杆上，并使导线与电杆绝缘。因此对绝缘子既要求具有一定的电气绝缘强度，又要求具有足够的机械强度。,图5-14 高压线路绝缘子 a）针式 b）蝴蝶式 c）悬式 d）瓷横担,线路金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件,图5-15 架空线路用的金具 a）直脚及针式绝缘子 b）弯脚及针式绝缘子 c）穿芯螺钉 d）U形抱箍 e）花篮螺钉 f）悬式绝缘子串及其金具 1-球头挂环 2-悬式绝缘子 3-碗头挂板 4-悬垂线夹 5-架空导线,（二）架空线路的敷设,1、敷设的要求和路径的选择,路径要短

6、，转角尽量地少 尽量避开河洼和雨水冲刷地带、不良地质地区及易燃、易爆等危险场所 不应引起机耕、交通和人行困难 不宜跨越房屋，应与建筑物保持一定地安全距离 应与工厂和城镇的总体规划协调配合，并考虑今后的发展,2、导线在电杆上的排列方式,三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列 由于中性线（N线或PEN线）电位在三相对称时为零，而且其截面也较小，机械强度较差，所以中性线一般架设在靠近电杆的位置。,图5-16 导线在电杆上的排列方式 1-电杆；2-横担；3-导线；4-避雷线,三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，也可水平排列 多回路导线同杆架设时，可三角形和水平混合排列，也可全部垂直排列

7、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。,3、架空线路的档距、弧垂及其他距离,架空线路的档距，又称跨距，是指同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离,架空线路导线的弧垂，又称弛垂，是指其一个档距内导线的最低点与两端电杆上导线悬挂点间的垂直距离,图5-17 架空线路的档距和弧垂 a）平地 b）坡地,架空线路的线间距离、档距、导线对地面和水面的最小距离、架空线路与各种设施接近和交叉的最小距离等，在设计和安装时须遵循GB50061-1997规程,二、电缆线路的结构和敷设,电缆线路与架空线路相比，具有成本高、投资大、维修不便等缺点 但是它具有运行可靠、不易受外界影

8、响、不要架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路,（一）电缆线路的结构,电缆的基本结构包括导电线芯、绝缘层和保护层,电缆线芯的作用是传送电流。 为减小电缆线芯中的损耗和电压降，电缆线芯一般由具有高电导系数的铜或铝制成 电缆线芯有圆形、扇形、卵形或椭圆形等结构,1、电缆线芯,2、电缆绝缘层,电缆的绝缘层是用来承受电压作用的 常用的绝缘材料有：油浸纸、塑料、橡皮,3、电缆保护层,保护层又分内护层和外护层。内护层用以直接保护绝缘层，常用的材料有铅、铝或塑料等。而外护层用以防止内护层受到机械损伤和腐蚀，通常采用钢丝或钢带构成的钢铠，

9、外覆麻被、沥青或塑料护套,电缆保护层的作用是保护电缆绝缘层在敷设和运行过程中，免遭机械损伤和各种环境因素如水、日光等的破坏，以保持长时、稳定的电气性能。其质量直接关系到电缆的使用寿命,图5-18 油浸纸绝缘电力电缆 1-缆芯（铜芯或铝芯）；2-油浸纸绝缘层； 3-麻筋（填料）；4-油浸纸统包绝缘； 5-铅包（内护层）；6-涂沥青的纸带（内护层）； 7-浸沥青的麻被（内护层）； 8-钢铠（外护层）； 9-麻被（外护层）,图5-19 交联聚乙烯绝缘电力电缆 1-缆芯（铜芯或铝芯） 2-交联聚乙烯绝缘层 3-聚氯乙烯护套（内护层） 4-钢铠或铝铠（外护层） 5-聚氯乙烯（PVC）外护套（外护层）,在

10、考虑电缆线芯材质时，一般情况下可选用较价廉的铝芯电缆。但在下列情况下应选用铜芯电缆： 振动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀性等严酷的工作环境； 安全性、可靠性要求高的重要回路； 耐火电缆及紧靠高温设备的电缆等。,4、电缆头,电缆头的作用是保证电缆与其他电气设备可靠连接，或者连接电缆的作用 电缆终端头和电缆中间接头 运行经验说明，电缆头是电缆线路中的薄弱环节，电缆的大部分故障都发生在电缆接头处。因此电缆头的安装质量至关重要，密封要好，其绝缘耐压强度不应低于电缆本身的耐压强度，要有足够的机械强度，且体积尽可能小，结构简单，安装方便。,（二）电缆的敷设,1、电缆敷设路径的选择,电缆敷设路径选择，应符合下

11、列条件： 避免电缆遭受机械性外力、过热及腐蚀等危害 在满足安全要求条件下电缆线路较短 便于敷设、维护 应避开将要挖掘施工的地段,2、电缆敷设方式,工厂中常见的电缆敷设方式，有直接埋地敷设（图5-22）、利用电缆沟（图5-23）和电缆桥架（图5-24）等；而电缆排管（图5-25）和电缆隧道（图5-26）多见于发电厂和大型变电站，一般工厂中很少采用。,图5-22 电缆直接埋地敷设 1-电力电缆；2-砂；3-保护盖板；4-填土,图5-23 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 1-盖板；2-电力电缆；3-电缆支架；4-预埋铁件,图5-24 电缆桥架 1-支架；2-盖板；

12、3-支臂；4-线槽； 5-水平分支线槽；6-垂直分支线槽,图5-25 电缆排管 1-水泥排管；2-电缆穿孔；3-电缆沟,图5-26 电缆隧道 1-电缆；2-支架；3-维护走廊；4-照明灯具,2、电缆敷设的一般要求,（1）电缆长度宜按实际线路长度考虑5%10%的裕量，以作为安装、检修时的备用；直埋电缆应作波浪形埋设。 （2）下列场合的非铠装电缆应采取穿管敷设：电缆进出建（构）筑物；电缆穿过楼板及墙壁处；从电缆沟引出至电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度及埋入地下小于0.3m深度的一段；电缆与道路、铁路交叉的一段。所用电缆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）多根电缆敷

13、设在同一通道位于同侧的多层支架上时，应按下列要求进行配置：1）电力电缆应按电压等级由高至低的顺序排列，控制、信号电缆和通信电缆应按强电至弱电的顺序排列。2）支架层数受通道空间限制时，35kV及以下的相邻电压级的电力电缆，可排列在同一层支架上，1kV及以下的电力电缆也可与强电控制、信号电缆配置在同一层支架上。3）同一重要回路的工作电缆与备用电缆实行耐火分隔时，宜适当配置在不同层次的支架上。,（4）明敷的电缆不宜平行敷设于热力管道上边。电缆与管道之间无隔板保护时，按GB50217-1994电力工程电缆设计规范规定，其相互间距应符合表5-1的要求。 （5）电缆应远离爆炸性气体释放源。敷设在爆炸性危险

14、较小的场所时，应符合下列要求：1）易爆气体比空气重时，电缆应在较高处架空敷设，且对非铠装电缆采取穿管保护或置于托盘、槽盒内。2）易爆气体比空气轻时，电缆敷设在较低处的管、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：1）易燃气体比空气重时，电缆宜在管道上方。2）易燃气体比空气轻时，电缆宜在管道下方。 （7）电缆沟的结构应考虑到防火和防水。电缆沟从厂区进入厂房处应设置防火隔板。为了顺畅排水，电缆沟的纵向排水坡度不得小于0.5%，而且不得排向厂房内侧。,（8）直埋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

15、；至对面的距离不得小于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正下方。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。,三、车间线路的结构和敷设,车间线路，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，但配电干线多采用裸导线（母线），少数采用电缆。室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，一般都采用绝缘导线。,绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接敷设或在穿线管、线槽内敷设于墙壁、顶棚的

16、表面及支架等处。暗敷是导线在穿线管、线槽等保护体内敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等的内部，或者在混凝土板孔内敷设。,车间内的配电裸导线大多采用硬母线的结构 现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（通称“母线槽”）布线，如图5-27所示。封闭式母线安全、灵活、美观，但耗费的钢材较多，投资也较大。,图5-27 封闭式母线在车间内的布置 1-配电母线槽；2-配电装置；3-插接式母线；4-机床；5-照明母线槽；6-灯具,导线和电缆截面的选择计算,一、概述,发热条件 通过正常最大负荷电流时产生的发热温度，不应超过正常运行时的最高允许温度 电压损耗条件 导线和电缆通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗 经济电流密度 35kV及以上的高压线路及35kV以下的长距离、大电流线路的导线截面按经济电流密度选择 机械强度 导线截面不应小于其最小允许截面。附录表14和15,根据设计经验，一般10kV及以下高压线路及1kV以下低压动力线路，通常是先按发热条件来选择导线或电缆截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线