1、第五章 工廠電力線路5.1 工廠電力線路及其接線方式5.2 工廠電力線路的結構和敷設5.3 導線和電纜截面的選擇計算5.1 工廠電力線路及其接線方式電力線路的任務：電力系統的重要組成部分，輸送 和分配電能。按電壓高低分：高壓線路（1kV以上）和低壓線路（ 1kV以下）或分為：低壓（1kv及以下）、中壓（1kv以上35kv）、高壓（35220kv）、超高壓（ 220kv及以上）等線路。按結構型式：架空線路、電纜線路和車間（室內）線路等按接線方式：放射式、樹干式和環式5.1.1 高壓線路的接線方式（一）放射式接線優點：線路間互不影響，供電可靠性較高（一般二級負荷），且便于裝設自動裝置，保護裝置也較

2、簡單。缺點：高壓開關設備較多，且每臺高壓斷路器須裝設一個高壓開關柜，使投資增加；發生故障或檢修時，該線路所供電的負荷都要停電。（車間變電所高或低壓側間設聯絡線）工廠電力線路（高壓及低壓線路）接線總原則：簡單、可靠、盡量深入負荷中心。（二）樹干式接線與放射式接線相比，優點：多數情況下，能減少線路的有色金屬消耗量；采用的高壓開關數少，投資較省；缺點有：供電可靠性較低，當干線發生故障或檢修時，接于干線的所有變電所都要停電，且在實現自動化方面適應性較差。高壓斷路器(QF) 采用雙干線供電或兩端供電的接線方式，可改善供電可靠性。樹干式接線（三）環形接線實質上是兩端供電的樹干式接線；在現代城市電網中應用廣

3、；多用“開口”（開環）運行方式-可避免環形線路上發生故障時影響整個電網，也便于實現線路保護的選擇性；環線上多采用負荷開關，便于切換操作。QL 負荷開關5.1.2 低壓線路的接線方式（一）放射式接線優點：引出線故障時，互不影響，供電可靠性較高。缺點：采用的開關設備較多，有色金屬消耗量較多。適用：多用于設備容量較大或對供電可靠性要求較高的設備配電。（二）樹干式接線優缺點（與放射式相反）：開關設備較少，有色金屬消耗量較少；干線故障時，影響范圍大，供電可靠性較低。適用：容量較小而分布較均勻的設備（如機械加工車間、工具車間、機修車間、機床、小型加熱爐等）。適用于用電設備彼此相距很近而容量較小的次要用電設

4、備。鏈式相連用電設備一般不宜超過5臺，配電箱不宜超過3臺，總容量不宜超過10KW。變形的樹干接線，又稱鏈式接線。特點：與樹干式基本相同。（三）環形接線車間變電所的低壓側，通過低壓聯絡線互聯而成環形。供電可靠性較高：任一段線路故障或檢修時，都不致造成停電，或只短時停電，只需切換電源就能恢復供電。也多采用“開口”運行。5.1 工廠電力線路及其接線方式小結 -對于工廠的電力線路，無論高壓或低壓，均應：接線簡單可靠；同一級電壓供電系統，變配電級數不宜超過兩級；高低壓配電線路盡可能深入負荷中心。5.2 工廠電力線路的結構和敷設5.2.1 架空線路的結構架空線的組成：導線避雷線桿塔絕緣子金具優點：成本低、

5、投資少、安裝容易；維護和檢修方便，易于發現和排除故障；缺點：直接受大氣影響，易受雷擊和污穢空氣的危害；占用地面和空間，有礙交通和觀瞻。5.2.1 架空線路的結構導線：要求具有良好的導電性，具有一定的機械強度和耐腐蝕性，盡可能質輕而價廉。導線材質導電性機械強度使用備注銅最好相當高貴重金屬，應盡量節約鋁較好較差質輕、價廉；在能以鋁代銅的場合，盡量采用鋁導線。鋼差很高價廉，功率損耗大，有鐵磁損耗，在大氣中容易銹蝕，在架空線路上一般只作避雷線用，且使用鍍鋅絞線。架空線路一般采用裸導線；按結構分：單股線和多股絞線。多股絞線分：銅絞線、鋁絞線（LJ）、鋼芯鋁絞線（LGJ）。（在工廠和城市10KV及以下架空

6、線路，可采用絕緣導線-安全距離難滿足、人口密集、空氣污穢等。）架空線路一般情況下采用鋁絞線（LJ）；在機械強度要求較高和35KV及以上的架空線路上，多采用鋼芯鋁絞線（LGJ）。鋼芯鋁線LGJ： 線芯-鋼線，以增強導線的抗拉強度，彌補鋁線機械強度差的缺點； 外圍-鋁線，取其導電性較好的優點。 交流電流通過時，有集膚效應，交流電流實際上只從鋁線部分通過，彌補鋼線導電性差的缺點。集膚效應（趨膚）當導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內部的電流分布不均勻，且電流集中在導體的“皮膚”部分的一種現象。導線內部實際上電流變小，電流集中在導線外表的薄層。電桿：支持導線的支柱，要求有足夠的機械強度，盡可能經久耐

7、用，價廉，便于搬運和安裝。按材料分：木桿、水泥桿（工廠最普遍）、鐵塔。按在架空線路中的地位和功能分：終端桿、分支桿、轉角桿、直線桿（中間桿）、分段桿（耐張桿）、跨越桿。橫擔：安裝在電桿的上部，用來安裝絕緣子以架設導線。其類型有：木橫擔、鐵橫擔、瓷橫擔-兼具絕緣子和橫擔雙重功能，且結構簡單、安裝方便便于維護，但較脆，須注意避免機械損傷。拉線：作用-平衡電桿各方面的作用力，并抵抗風壓以防止電桿傾倒。多見于終端桿、轉角桿及分段桿。線路絕緣子和金具絕緣子：又稱瓷瓶，繞路絕緣子用來將導體固定在電桿上，使導線與電桿絕緣。按電壓高低分：低壓絕緣子和高壓絕緣子。要求：絕緣子要具有一定電氣絕緣強度，又要具有足夠

8、的機械強度。線路絕緣子和金具金具：是用來連接導線、安裝橫擔和絕緣子等的金屬附件。架空線金具之-絕緣耐張線夾作用：懸掛、耐張、固定、防震、連接等分類：懸垂線夾、耐張線夾、接續金具、防震金具耐張線夾常常在電力線路終端桿型、分支桿型、耐張桿型、轉角桿型處使用5.2.2 架空線路的敷設架空線路路徑的選擇，考慮原則：1、路徑要短，盡量減少轉角，減少與其他設施交叉；2、盡量避開河洼、雨水沖刷地帶、不良地質地區及易燃、易爆危險場所；3、不應引起機耕、交通和人行困難；4、不宜跨越房屋，與建筑物保持一定安全距離；5、與工廠和城鎮總體規劃協調配合，考慮今后發展。導線在電桿上的排列方式避雷線（架空地線）一般采用截面

9、積為25-70mm2的鋼絞線；10KV及以下配電線，除雷電活動強烈地區外，一般不設避雷線；35KV線路只在靠近變電站1-2km的范圍內裝設避雷線；僅110KV及以上線路，才沿線架設避雷線以保護全線。三相四線制低壓架空線路，一般水平排列；中性線在三相均衡時為零電位，截面較小，機械強度較差，一般架設在靠近電桿的位置。三相三線制架空線路的導線，可三角形排列，也可水平排列；導線在電桿上的排列方式廠區的架空線路，多是同一電桿上架設多種類型的線路；這些線路的排列順序： 從高到底：高壓線路、低壓線路，最下層是通信和廣播線路。多回路導線同桿架設時，可三角、水平混合排列，也可垂直排列；架空線路的檔距、弧垂及其他

10、距離檔距：指同一線路上相鄰兩根電桿間的水平距離；弧垂：指架空線路一個檔距內導線最低點與兩端電桿上導線掛點間的垂直距離，因導線存在荷重形成。 弧垂過大則在導線擺動時容易引起相間短路造成導線對地或對其他物體的安全距離不夠； 弧垂過小則使導線內應力增大，天冷時可能使導線收縮繃斷。電壓等級擋距/m說明380V5060廠區、居民區選擇偏小數字610KV8012035KV150以上檔距選擇表線路電壓等級電桿擋距/m40以下506070809010010KV0.600.650.700.750.850.91.00380V0.20.40.450.50同桿架設的導線之間的最小距離橫擔類別直線桿分支或轉角桿610K

11、V與610KV0.80.45/0.6610KV與0.4KV1.21.00.4KV與0.4KV0.60.3610KV與信號線2.02.00.4KV與信號線0.60.6同桿架設線路各層橫擔間的最小距離（單位：m）經過地區或跨越對象線路至線路電壓/KV1以下11035居民區、廠區地面6.06.57.0非居民區地面5.05.56.0道路地面6.07.07.0拉線至地面5.0鐵路公用軌頂7.57.57.5非公用667.5不能通航或浮運的河、湖水面3.03.03.0冰面5.05.06建筑物建筑物頂端2.53.04.0外側導線至建筑物凸出部分1.01.52.0特殊用途的管道電力線在管道上面1.53.04.0

12、電力線在管道下面1.5不允許不允許架空線路導線對地面、水面和跨越物的限距保護層又分為內護層和外護層：內護層：直接保護絕緣層。外護層：保護內護層免受機械損傷和腐蝕的，通常為鋼絲或鋼帶構成的鋼鎧，外覆麻被、瀝青或塑料護套。5.2.3 電纜線路的結構電纜-特殊結構的導線，在幾根（或單根）絞繞的絕緣導電芯線外面，都包有絕緣層和保護層。5.2.3 電纜線路的結構優點：運行可靠，不易受外界影響，不需架設電桿，不占地面，不礙觀瞻； 特別在有腐蝕性氣體和易燃易爆場所，不宜架空線路時，只有敷設電纜線路。缺點：成本高，投資大，維修不便。電力電纜類型：按纜芯材質分：銅芯和鋁芯；按絕緣介質：油浸紙絕緣電纜塑料絕緣電纜

13、（又分為：聚氯乙烯絕緣及護套電纜、交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜）電纜頭：包括電纜中間接頭和電纜終端頭。 對電纜頭的要求：足夠機械強度，體積尺寸盡可能小，結構簡單，安裝方便。 安裝要求：密封要好，耐壓強度不應低于電纜本身的耐壓強度。電纜頭是電纜線路中的薄弱環節，電纜線路的大部分故障都發生在電纜接頭處。5.2.3 電纜線路的結構1、電纜敷設路徑選擇考慮原則：（1）避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等的危害；（2）在安全要求滿足后，應使電纜較短；（3）便于敷設、維護；（4）應避開將要挖掘施工的位置。2、電纜敷設方式：直接埋地敷設；利用電纜溝、電纜橋架；電纜排管和電纜隧道。5.2.4 電纜線路的敷設

14、382.電纜敷設 電纜的敷設路徑要求盡量最短，轉彎最少，盡量避免與各種地下管道交叉，散熱要好。 常用的電纜敷設方式有： 直接埋地敷設 電纜溝 電纜橋架 另外還有電纜隧道、電纜排管等方式，但較少使用。 39直接埋地敷設 首先挖一深0.71m的壕溝，于溝底填上100mm的細砂或軟土，再鋪設電纜，然后填以沙土，加上保護板，最后回填沙土。這種方式電纜易受機械損傷，土壤化學腐蝕，可靠性差，檢修不便，多用于根數不多、敷設途徑較長的線路 。40電纜溝電纜溝敷設占地少，走向靈活，能容納較多電纜，但檢修維護也不方便，適用于多條電纜走向相同的情況，在容易積水的場所不宜使用。在配電系統中應用較廣41電纜橋架電纜敷設

15、在電纜橋架內，電纜橋架裝置是由支架、蓋板、支臂和線槽等組成。電纜橋架敷設克服了電纜溝敷設電纜時存在的積水、積灰、易損壞電纜等多種弊病，改善了運行條件，具有占用空間少、投資省、建設周期短、便于采用全塑電纜和工廠系列化生產等優點。在國內外已被廣泛應用。 5.2.5 車間線路的結構和敷設車間線路包括：室內配電線路多用絕緣導線，配 電干線則用裸母線， 少數電纜。 室外配電線路絕緣導線（一）絕緣導線的結構和敷設按芯線材質分：銅芯和鋁芯；重要回路（辦公樓、實驗室等）及振動場所或對鋁線有腐蝕的場所，均應采用銅芯絕緣導線。其他場所可用鋁芯絕緣導線。按絕緣材料分：橡皮絕緣（室外敷設優先選用）和塑料絕緣（室內明敷

16、和空管敷設時優先考慮）絕緣導線的敷設方式：明敷和暗敷PVC穿線管（絕緣阻燃電工套管）PVC線槽金屬穿線管金屬線槽絕緣導線敷設時，應特別注意：1、接頭必須經專門的接線盒，線槽布線及穿管布線的導線中間不許直接接頭；2、穿金屬管或金屬線槽的交流線路，應將同一回路的所有相線和中性線穿于同一管、槽內； 否則由于線路電流不平衡而在金屬管、槽內產生鐵磁損耗，使管、槽發熱，致導線過熱甚至燒毀；3、電線管路與熱水管、蒸汽管同側敷設時，應敷設在水、汽管的下方； 如不得不敷設在水、汽管上方，應適當增大相互間距，或采取隔熱措施。（二）裸導線的結構和敷設車間內配電裸導線（配電干線）大多采用裸母線結構；其截面有：圓形、管

17、形、矩形等；其材質有：銅、鋁、鋼；采用LMY型硬鋁母線最普遍。多采用封閉式母線（或稱“母線槽”）布線。導線類別A相B相C相N線PE線涂漆顏色黃綠紅淡藍黃綠雙色交流三相系統中裸導線的涂色照明母線槽插接式母線槽發熱條件： 導線和電纜在通過計算電流時產生的發熱高溫， 不應超過其正常運行時的最高允許溫度。電壓損耗條件：導線和電纜在通過計算電流時產生的電壓損耗, 不應超過正常運行時允許的電壓損耗值。對于工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。機械強度： 導線的截面應不小于最小允許截面。 由于電纜的機械強度很好，因此電纜不校驗機械強度，但需校驗短路熱穩定度。此外，對于絕緣導線和電纜，還需滿足工作電壓的

18、要求。5.3 導線和電纜截面的選擇計算經濟電流密度：高壓線路及特大電流的低壓線路， 一般應按規定的經濟電流密度選擇電纜截面，以使線路年運行費用（包括電能損耗費）接近最小，節約電能和有色金屬。但對工廠內10kV及以下的高壓線路和母線，可不按經濟電流密度選擇。按經濟電流密度選擇的導線截面，稱為“經濟截面”。5.3 導線和電纜截面的選擇計算線路類別導線材質年最大有功負荷利用小時3000h以下30005000h5000h以上架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54表5-3 導線和電纜經濟電流密度（A/mm2）根據設計經驗：

19、10KV及以下的高壓線路和低壓動力線-因其負荷電流較大，所以一般先按發熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線-因照明對電壓水平要求較高，所以一般先按允許電壓損耗來選擇截面，然后校驗其發熱條件和機械強度。長距離大電流和35KV以上高壓線路-往往先按經濟電流密度來選擇截面，再校驗其他條件。5.3 導線和電纜截面的選擇計算5.3.1 按發熱條件選擇導線和電纜截面（一）三相系統相線截面的選擇按發熱條件選擇相線截面時，應使其允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流I30，即：Ia1 I30導線的允許載流量Ial （allowable current-carrying capacity）

20、： 在規定環境溫度條件下，導線能夠連續承受而不致使其穩定溫度超過允許值的最大電流。（附錄表1619）回顧一、需要系數法1.單組用電設備的計算負荷 按需要系數法確定三相用電設備組計算負荷的基本公式 有功計算負荷（kW）: 無功計算負荷（kvar）: 視在計算負荷（kVA）: 計算電流（A）: 若導體敷設處的環境溫度與允許載流量所采用的環境溫度不同時，則導體的允許載流量應乘以溫度校正系數：按規定，選擇導體的“實際環境溫度”：戶外（含戶外電纜溝），采用當地最熱月平均最高氣溫；戶內（含戶內電纜溝），可采用當地最熱月平均最高氣溫加5C；而直接埋地電纜，則取當地最熱月地下0.8m的地壤平均溫度，或近似地取

21、當地最熱月平均氣溫。 Ia1 I30或三相導線相線截面的選擇：Note: 按發熱條件選擇導線和電纜截面，還必須校驗與其相應的保護裝置（熔斷器或低壓斷路器的過流脫扣器）是否匹配。（二）中性線和保護線截面的選擇1、中性線（N線）截面A0的選擇 三相四線制系統的中性線，要通過系統的不平衡電流和零序電流； 故中性線的允許截流量，應不小于三相系統的最大不平衡電流，還應考慮諧波電流的影響。在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相四線中接入一個電流互感器，這時感應電流為零。當電路中發生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為

22、：Ia+Ib+Ic=I(漏電電流）。這樣互感器二次線圈中就有一個感應電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護區裝置預定動作電流值相比較，如大于動作電流，即使靈敏繼電器動作，作用于執行元件跳閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產生的電流即為零序電流。1、無論是縱向故障、橫向故障，還是正常時和異常時的不對稱，都有零序電壓的產生；2、零序電流有通路。以上兩個條件缺一不可。1、中性線（N線）截面A0的選擇一般三相四線制線路的中性線截面A0： 應不小于相線截面A的50%，即A0 0.5A兩相三線制及單相線路（單相二線）的A0： 因中性線與相線電流相等，故其中性線截面

23、A0應與相線截面A相同，即A0 A三次諧波電流突出的三相四線制線路的A0： 由于各相的三次諧波電流均通過中性線，使其電流可能等于甚至超過相線電流，故中性線截面A0宜等于或大于相線截面，即A0 A2、保護線（PE線）截面APE的選擇-要考慮系統發生單相短路，短路電流通過時的短路熱穩定度。根據短路熱穩定度的要求，保護線（PE線）的截面APE，按GB500541995低壓配電設計規范規定：（1）當相線截面A16mm2時， APE A（2）當16mm2 35mm2時， APE 0.5A3、保護中性線（PEN線）截面的選擇PEN線兼雙重功能，故其截面選擇應同時滿足PE線和N線的要求，取其中的最大截面。5

24、.3.2 按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面曲線1-線路年折舊費（線路投資除以折舊年限之值）年維修管理費與導線截面的關系；曲線2-線路年電能損耗費與導線截面的關系；曲線3為曲線1、2的疊加-線路的年運行費用（線路年折舊費、維修管理費、電能損耗費）與導線截面的關系。經濟截面Aec:從全面經濟效益出發，使線路的年運行費用接近于最小而又適當考慮有色金屬節約的導線截面。按經濟電流密度jec計算經濟截面Aec：計算出Aec后，選取最接近的標準截面（可取較小值），再校驗其他條件。例53一條用LGJ型鋼芯鋁線架設的5km長的35kv架空線中，計算負荷為2500kw，cos=0.7，Tmax=4800h。試選

25、擇其經濟載面，并校驗其發熱條件和機械強度。解題步驟：計算I30；由表5-3，得經濟電流密度；計算經濟截面，并查出標準截面；（附表16）查表16得允許載流量，并校驗發熱條件；查表14得最小截面，并校驗機械強度。解（1）選擇經濟截面查表53，得jec=1.15A/mm2,故由附錄表16，選標準截面50mm2，即選LGJ50型鋼芯鋁線。（2）校驗發熱條件查附錄表16，得LGJ50的允許載流量（設環境溫度為40C最嚴峻的情況）Ial=178AI30=58.9A，滿足發熱條件。（3）校驗機械強度查附錄表14，得35kv架空鋼芯鋁線的最小截面Amin=35mm2A=50mm2,所以， LGJ50也滿足機械

26、強度要求。635.3.4 母線、電纜和絕緣導線的校驗 （一）母線的校驗 母線在按發熱條件選擇后，應校驗其短路的動穩定度和熱穩定度。 （二）電纜和絕緣導線的校驗 電纜和絕緣導線不需要校驗其短路的動穩定度，但需要校驗熱穩定度。64電力線路的類型發熱條件允許電壓損失經濟電流密度機械強度35kV及以上電源進線無調壓設備的610 kV較長線路610 kV較短線路低壓線路照明線路動力線路電力線路截面的選擇和校驗項目 校驗的項目，選擇的依據電力線路的運行維護與檢修試驗一、架空線路的運行維護 架空線路所經路線較長，環境復雜，設備不僅本身會自然老化，還要受空氣腐蝕和各種氣候及其他外界因素的影響，因此應加強運行維

27、護工作，發現缺陷及時處理，以保證供電。 巡視期限對廠區架空線路，一般要求每月進行一次巡視檢查。如遇大風、大雨、大雪、濃霧或發生故障等特殊情況時，需臨時增加巡視次數。2022/7/2565 巡視項目 電桿、橫擔有無傾斜、變形、腐朽、損壞及下陷等現象，拉線和板樁是否完好，綁扎線是否緊固可靠，如存在缺陷應設法修理或更換。 導線接頭是否接觸良好，有無過熱發紅、嚴重氧化、腐蝕或斷落現象，絕緣子有無破損和放電現象，如有，應及時修復。 避雷裝置及其接地是否完好，接地線有無銹斷情況，在雷電季章到來之前，應重點檢查，確保防雷安全。 線路上有無樹枝、風箏等雜物。如有，應設法清除。 沿線地面是否堆放易燃、易爆和強腐

28、蝕性物品，如有，應立即移開。 沿線的周圍有無危險建筑物，以致在雷雨、大風季章里，對線路造成損壞，如有，應請有關部門處理。 檢查導線弧垂，冬季是否過緊可能引起斷線，夏季是否過大使對地距離不足。 其他危及線路安全運行的異常情況。在巡視中發現的異常情況，應記入專用記錄本，重要情況應及時匯報上級，請示處理。2022/7/2566二、電纜線路的運行維護電纜線路大多是埋地敷設的，為保證電纜線路的安全、可靠運行，就必須全面了解電纜的敷設方式、走線方向、結構布置及電纜中間接頭的位置等。 巡視期限：電纜線路一般要求每季進行一次巡視檢查。對戶外終端頭，應每月檢查一次。如遇大雨、洪水及地震等特殊情況或發生故障時，還

29、需臨時增加巡視次數。 巡視項目： 電纜頭及瓷套管是否清潔，有無破損和放電痕跡；對填充有電纜膠（油）的電纜頭，還應檢查有無漏油溢膠現象； 對于暗敷及埋地電纜，應檢查沿線的蓋板和其他保護物是否完好，走線標志是否完整無缺，有無挖掘痕跡。2022/7/2567 電纜溝內有無積水、滲水現象，是否堆有雜物或易燃易爆危險品。 對于明敷電纜，應檢查電纜外皮有無機械損傷、金屬護套是否腐蝕穿孔或脹裂，沿線支架、掛鉤是否牢固，線路附近有無易燃易爆危險品或腐蝕性物質。 線路上各種接地是否良好，有無松脫、斷股和腐蝕現象。 其他危及電纜安全運行的異常情況。在巡視中發現的異常情況，應記入專用記錄本，重要情況應及時向上級反映，請示處理。2022/7/2568三、車間配電線路的運行維護要做好車間配電線路的運行維護，就必須全面了解車間配電線