第5章工廠電力線路工廠供電本章屬于工廠供電的一次部分內容教學內容：工廠電力線路及其結線方式；工廠電力線路的結構和敷設；導線和電纜截面的選擇計算；車間動力電氣平面布線圖；工廠電力線路的運行維護。教學重點：工廠電力線路及其結線方式；工廠電力線路的結構和敷設；導線和電纜截面的選擇計算2第5章工廠電力線路5.1工廠電力線路及其接線方式5.3導線和電纜截面的選擇計算5.2工廠電力線路的結構和敷設5.4車間動力電氣平面布線圖5.5電力線路的運行維護與檢修試驗35.1工廠電力線路及其接線方式5.1.1電力線路的任務和類型電力線路（electricpowerline）是電力系統的重要組成部分，擔負著輸送和分配電能的主要任務。

電力線路分類：按電壓高低：高壓線路和低壓線路按結構型式：架空線路、電纜線路、車間（室內）線路45.1.2高壓線路的接線方式放射式、樹干式和環式（一）放射式接線

指變配電所高壓母線上引出的一回線路直接向一個車間變電所或高壓用電設備供電，沿線不支接其他負荷。優點：①可靠性較高；②保護裝置簡單且易于整定計算③運行操作簡單，切換方便缺點：①某一回路斷電后，該回路短時難以恢復供電；②投資較多56（二）樹干式接線

指由變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，沿線支接了幾個車間變電所或負荷點的結線方式。

這種接線與放射式接線相比，主要具有下列優點

（1）能減少饋出線回路數。

（2）采用的高壓開關數量少。

（3）無需設高壓配電室，投資較少。7(a)雙干線供電(b)兩端供電雙干線供電及兩端供電的接線方式缺點：

（1)供電可靠性更低，當高壓配電干線發生故障或檢修時，其上的所有變電所都要停電.

(2)在實現自動化方面，適應性更差。

要提高供電可靠性，可采用雙干式供電或兩端供電的方式。8（三）環式接線影響整個電網，也為了便于實現線路的選擇性，因此多數環式線路采取“開口”運行方式，即環式線路有一處開關是斷開的。為了避免環式線路上發生故障時環式接線，實質上是兩端供電的樹干式接線。95.1.3低壓線路的接線方式

工廠低壓線路的接線方式：放射式、樹干式和環式。

（一）放射式接線

放射式接線的特點是：其引出線發生故障時互不影響供電，可靠性較高；但在一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開關設備較多。這種接線多用于供電可靠性要求高的車間，特別是用于大型設備的供電。10（二）樹干式接線

樹干式接線的特點正好與放射式相反，一般情況下，它采用的開關設備較少，有色金屬消耗量也較少；但干線發生故障時，影響范圍大，故供電的可靠性較差。一般用于機械加工車間，機修車間，適用于供電容量較小而分布較均勻的用電設備。低壓母線放射式配電的樹干式低壓“變壓器-干線組”的樹干式11鏈式接線

特點與樹干式基本相同，適于用電氣設備彼此相距很近而容量均較小的次要用電設備。鏈式相連的用電設備一般不宜超過5臺，鏈式相連的配電箱不宜超過3臺，且總容量不宜超過10kW。(a)連接配電箱(b)連接電動機低壓鏈式接線12環式接線，供電可靠性比較高。任一段線路發生故障或檢修時，都不致造成供電中斷，或暫時停電，一旦切換電源的操作完成，就能恢復供電。

環式接線，可使電能損耗和電壓損耗減少，既能節約電能，又能提高電壓水平。但是環式供電系統的保護裝置及其整定配合相當復雜，如配合不當，容易發生誤動作，反而擴大故障停電的范圍。一個工廠內的所有車間變電所的低壓側，可以通過低壓聯絡線相互聯接成為環式。（三）環式接線135.2工廠電力線路的結構和敷設架空線路是指室外架設在電桿上用于輸送電能的線路。導線材質必須具有良好的導電性、耐腐蝕性和機械強度。5.2.1架空線14架空線路主要由導線（一般為鋼芯鋁絞線）、桿塔、絕緣瓷瓶和線路金具等基本元件組成。優點：1）設備簡單，造價低。2）露置空中，易于檢修和維護。3）利用空氣絕緣，建造比較容易。缺點：1）侵占地面位置，有礙交通。2）易受環境影響、安全可靠性較差。3）影響廠區美化。為了防雷，有些架空線還架設有避雷線。155.2.2電纜線路電纜線路與架空線路相比，具有運行可靠，不易受外界影響，不占地面的優點，但同時也具有投資大，敷設維修困難，難于發現和排除故障的缺點。1.電纜的結構 電纜主要由導體、絕緣層、護套層和鎧裝層組成。電纜線路由電力電纜和電纜頭(包括電纜中間接頭和電纜終端頭)組成。16電纜的類型很多。電力電纜按其纜芯材質分銅芯和鋁芯兩大類。按其采用的絕緣介質分油浸紙絕緣的和塑料絕緣的兩大類。塑料絕緣電纜又有聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜兩種。2.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。

17直接埋地敷設

首先挖一深0.7～1m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。18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19電纜橋架 電纜敷設在電纜橋架內，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。205.2.3車間線路的結構和敷設 車間線路，包括室內配電線路和室外配電線路。室內配電線路大多采用絕緣導線，但配電干線則采用裸導線（裸母線結構），少數采用電纜。室外配電線路指沿車間外墻或屋檐敷設的低壓配電線路，都采用絕緣導線，也包括車間之間用絕緣導線敷設的短距離的低壓架空線路。211．絕緣導線的結構和敷設 絕緣導線按芯線材質分，有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及震動場所或對鋁有腐蝕的場所應采用銅芯絕緣導線外，一般應優先選用鋁芯絕緣導線。絕緣導線按絕緣材料分，有橡皮絕緣和塑料絕緣兩種。 絕緣導線的敷設方式，分明敷和暗敷兩種。明敷是導線直接或在管子、線槽等保護體內，敷設于墻壁、頂棚的表面及絎架、支架等處。暗敷是導線在管子、線槽等保護體內，敷設于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內部，或者在混凝土板孔內敷線等。222.裸導線的結構和敷設 車間內的配電裸導線大多采取硬母線的結構，其截面形狀有圓形、管形和矩形等，其材質有銅、鋁和鋼。車間中以采用LMY型硬鋁母線最為普遍?，F代化的生產車間，大多采用封閉式母線（亦稱母線槽）布線，封閉式母線安全、靈活、美觀，但耗用鋼材較多，投資較大。 23 為了識別裸導線相序，以利于運行維護和檢修，GB2681-1981《電工成套裝置中的導線顏色》規定交流三相系統中的裸導線應按表所示涂色。裸導線涂色不僅用來辨別相序及其用途，而且能防蝕和改善散熱條件。交流三相系統中裸導線的涂色黃綠雙色淡藍紅綠黃涂漆顏色PE線N線和PEN線C線B線A線裸導線類別245.3導線和電纜截面的選擇計算5.3.1概述為了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行，導線和電纜（含母線）的截面的選擇必須滿足下列條件：

１.發熱條件

導線和電纜在通過計算電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2.電壓損耗

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。25３.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導線和電纜的截面，以使線路的年運行費用（包括電能損耗費）接近于最小，節約電能和有色金屬。

４.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。

265.3.2按發熱條件選擇導線和電纜的截面（一）三相系統相線截面的選擇按發熱條件選擇三相系統中的相線截面時，應使其允許載流量不小于通過相線的計算電流，即

Ia1≥I30

如果導線敷設地點的環境溫度與導線允許載流量所采用的環境溫度不同時，則導線的允許載流量應乘以溫度校正系數：27必須注意，按發熱條件選擇導線和電纜截面時，還必須按式（6-4）或式（6-15）來校驗導線和電纜截面與其保護裝置（熔斷器或低壓斷路器保護）是否配合得當。對于電纜，還應當考慮到電纜的敷設方式對散熱條件的影響。如果幾根電纜并排直接埋于土中，由于電纜互相影響，使散熱條件變壞，其允許溫度還應乘以并排修正系數Kp。電纜埋于土中，土壤的熱阻系數不同于允許電流表中所指出的數值時，應乘以土壤熱阻修正系數Ktr。28（二）中性線、保護線和保護中性線截面的選擇

1.中性線（N線）截面的選擇三相四線制線路中的N線，要通過不平衡電流或零序電流，因此N線的允許載流量不應小于三相系統中的最大不平衡電流，同時應考慮諧波電流的影響。

1）一般三相四線制的中性線截面，應不小于相線截面Aφ的50％，即：

A0≥0.5Aφ2）由三相四線制線路分支的兩相三線線路和單相線路，由于其中性線電流與相線電流相等，因此其中性線截面A0應與相線截面Aφ相同，即：

A0=Aφ29

3）三次諧波電流相當突出的三相四線制線路，由于各相的三次諧波電流都要通過中性線，使得中性線電流可能接近甚至超過相電流，因此這種情況下，中性線截面A0宜等于或大于相線截面Aφ，即

A0≥Aφ2.保護線（PE線）截面的選擇

PE線要考慮三相線路發生單相短路故障時的單相短路熱穩定度。根據短路熱穩定度的要求，PE線的截面APE，按GB50054—1995《低壓配電設計規范》規定：

1）當Aφ≤16mm2時APE≥Aφ2)當16mm2<Aφ≤35mm2時APE≥16mm23)當Aφ>35mm2時APE≥0.5Aφ303.保護中性線(PEN線)截面的選擇

PEN線兼有PE線和N線的雙重功能，因此其截面選擇應同時滿足上述PE線和N線的要求，取其中的最大值。

例：有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220/380V的TN-S線路，計算電流為150A。當地最熱月的日最高溫度平均值為+30℃。試按發熱條件選擇此線路的導線截面。

解此TN-S線路除三根相線外，尚有N線和PE線。(1)相線截面的選擇查附錄表19-1，30℃時明敷的BLX-500型鋁芯橡皮線截面為50mm2時的Ial=163A>I30=150A31滿足發熱條件，因此相線截面選Aφ=50mm2。(2)N線截面的選擇按A0≥0.5Aφ

選A0=25mm2(3)PE線截面的選擇由于Aφ>35mm2，故選APE≥0.5Aφ=25mm2所選線路的導線型號規格可表示為

BLX－500－(3×50+1×25+PE25)

例：上例所示線路，如采用BLV-500型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設。當地最熱月平均氣溫為+25℃。試按發熱條件選擇此線路的導線截面及穿線管內徑。32解：查附錄表19-3得+25℃時5根單芯線穿硬塑料管的BLV-500型導線截面為120mm2的Ia1=160A>I30=150A。因此按發熱條件，選Aφ=120mm2。

N線截面按A0≥0.5Aφ，選A0=70mm2PE線截面按公式，選APE=70mm2。穿線的硬塑料管（PC）內徑，查附錄表19-3，得d=80mm。所選導線和管徑可表示為：

BLV－500－(3×120+1×70+PE70)－PC80四、按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面導線（或電纜，下同）的截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量卻要增加。因此從經濟方面考慮，導線應選擇一個比較合理的截面，既使電能損耗小，又不致過分增加線路投資、維修管理33

5.3.3、按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面按經濟電流密度jec計算經濟截面Aec的公式為：從全面的經濟效益考慮，使線路的年運行費用接近最小的導線截面，稱為經濟截面，用符號Aec表示。34

5.3.4、按線路電壓損耗選擇導線和電纜的截面a)b)35圖5-31兩相三線線路a)電路圖b)線路電壓降相量圖

365.3.5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。37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6～10kV較長線路△★△6～10kV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385.4車間動力電氣平面布線圖5.4.1概述電氣平面布線圖，就是在建筑平面圖上，應用國家標準規定的有關圖形符號和文字符號，按照電氣設備的安裝位置及電氣線路的敷設方式、部位和路徑繪制的電氣布置圖。電氣平面布線圖按布線地區來分，有廠區平面布線圖、車間電氣平面布線圖和弱電系統（包括廣播、電視、電話和網絡等）電氣平面布線圖等。395.4.2車間動力電氣平面布線圖車間動力電氣平面布線圖是表示供電系統對車間動力設備配電的電氣平面布線圖機械加工車間(一角)的動力電氣平面布線圖405.5電力線路的運行維護與檢修試驗5.5.1架空線路的運行維護一般要求對廠區架空線路，一般要求每月進行一次巡視檢查、特殊情況下，要臨時增加巡視次數巡視項目電桿有無傾斜、變形、腐朽、損壞及基礎下沉等現象；如有，應設法修理或更換。沿線路周圍，有無危險建筑物；應盡可能保證在雷雨季節和大風季節里。周圍建筑物不致對線路造成損壞。沿線路的地面是否堆放有易燃、易爆和強腐蝕性物品；如有，應設法清除41線路上無樹枝、風箏等雜物懸掛；如有，應設法清除。拉線和板樁是否完好，綁扎線是否良好，緊固可靠；如有缺陷，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、腐蝕或斷脫現象，絕緣子有無破損和放電現象。如有，應設法修理或更換。避雷裝置