第五章電力線路

1、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) 架空線路主要由導架空線路主要由導線、避雷線、桿塔、橫線、避雷線、桿塔、橫擔、絕緣子和金具等部擔、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 架空線路架空線路鋼芯鋁絞線截面示鋼芯鋁絞線截面示意圖意圖導線材料：要求電阻率小、機械強度大、質(zhì)量輕、不易腐導線材料：要求電阻率小、機械強度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價格便宜、運行費用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。蝕、價格便宜、運

2、行費用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導線的結(jié)構(gòu)型式：架空線一般采用裸導線。導線的結(jié)構(gòu)型式：架空線一般采用裸導線。導線和避雷線：導線和避雷線：導線的作用是傳導電流、輸送電能；避雷線導線的作用是傳導電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護電力線路免遭雷擊。的作用是將雷電流引入大地，以保護電力線路免遭雷擊。 裸導體沒有絕緣層的導體，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。架空導線的型號有：架空導線的型號有： TJ銅絞線銅絞線LJ鋁絞線，用于鋁絞線，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

3、路及以上線路 GJ鋼絞線，用作避雷線鋼絞線，用作避雷線 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：橫擔：其作用是用來固定絕緣子，并使各相導線之間保持其作用是用來固定絕緣子，并使各相導線之間保持一定的距離，防止風吹擺動而造成相間短路。常用的有木橫一定的距離，防止風吹擺動而造成相間短路。常用的有木橫擔、鐵橫擔和擔、鐵橫擔和

4、瓷橫擔瓷橫擔三種。三種。 橫擔的長度取決于線路電壓等級的高低、檔距的大小、安橫擔的長度取決于線路電壓等級的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點等。裝方式和使用地點等。桿塔：桿塔：用來支撐導線和避雷線，并使導線與導線、導線用來支撐導線和避雷線，并使導線與導線、導線與大地之間保持一定的安全距離。與大地之間保持一定的安全距離。 “l(fā) 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l 跨越桿塔跨越桿塔用來懸掛導線，僅承受導線自用來懸掛導線，僅承受導線自重、覆冰重及風壓，是線路上重、覆冰重及風壓，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

5、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，用來承擔線路正常及故障（如斷來承擔線路正常及故障（如斷線）情況下導線的拉力，對強線）情況下導線的拉力，對強度要求較高。度要求較高。設(shè)置在進入發(fā)電廠或變電所線設(shè)置在進入發(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耐張段內(nèi)導線的拉力，后一個耐張段內(nèi)導線的拉力，以減輕對發(fā)電廠或變電所建筑以減輕對發(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)實現(xiàn)三相是為了在一定長度內(nèi)實現(xiàn)

6、三相導線的輪流換位，以便三相導導線的輪流換位，以便三相導線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計的一線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計的一種特殊桿塔。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。 v瓷橫擔的特點：瓷橫擔的特點：有良好有良好的電氣絕緣性能，兼有的電氣絕緣性能，兼有絕緣子和橫擔的雙重功絕緣子和橫擔的雙重功能，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%。 常用的絕緣子主要有常用的絕緣子主

7、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；60kV為為5片串接；片串接；110kV為為7片串接）。片串接）。 棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔使用，在棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔使用，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：是用來連接導線和絕緣子的金屬部件的總稱是用來連接導線和

8、絕緣子的金屬部件的總稱。絕緣子：絕緣子：用來將導線固定在桿塔上，并使帶電導線之間、導用來將導線固定在桿塔上，并使帶電導線之間、導線與橫擔之間、導線與桿塔之間保持絕緣線與橫擔之間、導線與桿塔之間保持絕緣。架空線路器件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拉棒絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔絕緣子高壓線路瓷橫擔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

9、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：導線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點至導線最低：導線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點至導線最低點的垂直距離稱為弧垂。點的垂直距離稱為弧垂。說明：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。F三相四

10、線制低壓線路的導線，一般都采用水平排列；三相四線制低壓線路的導線，一般都采用水平排列；F三相三線制的導線，可三角排列，也可水平排列；三相三線制的導線，可三角排列，也可水平排列；F多回路導線同桿架設(shè)時，可三角、水平混合排列，也可多回路導線同桿架設(shè)時，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，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，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架空導線和其他線路交叉跨越時，電力線路應(yīng)在上面，架空導線和其他線路交叉跨越時，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

11、。確定導線在桿塔上的確定導線在桿塔上的排列方式排列方式 三、導體截面選擇al%UU minSS1. 發(fā)熱條件（允許溫升條件長時允許電流）查教材附表7IIcaal 2. 電壓損失條件3. 短路熱穩(wěn)定條件4. 經(jīng)濟電流條件 所謂經(jīng)濟電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運行費用綜合經(jīng)濟的原則確定的工作電流（范圍）查教材表5-3。 5. 機械強度條件（查教材表5-2） 架空裸導線因其散熱性好可不做熱穩(wěn)定校驗。 caececISJ四、煤礦供電能力的核定alII3cosalNPIU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具備以下條件1、導線上的實際最大工作電流不得超過即：2、線路電壓

12、損失5%即：2%100% 5%NPRQXUU供電線路的供電能力為：式中：P取以上兩者最小值； W噸煤電耗去上年度實際數(shù)。4330 1610lPAW（二）、電源供電能力4cos330 1610NTSAW礦井的供電能力取Al、At較小值。幾根（單根）絞繞的導線6kV級及以上電纜采用使導體與導體間及導體與保護層之間相互絕緣導體: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)護層: 外護層防止受到外界的機械力作用保護鎧裝層、防腐一. 電力電纜的結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) 電纜線路電纜線路二、電纜的分類（一）鎧裝電纜 橡皮絕緣電纜彎曲性能較好，能夠在嚴寒氣候下敷設(shè)，特別適用于水

13、平高差大和垂直敷設(shè)的場合。 （二）橡套電纜機械強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間內(nèi)能自行熄滅的特性。 阻燃電線電纜的阻燃等級從高到低分為A、B、C、D四級?？筛鶕?jù)要求選擇，其中D級標準僅適用于絕緣電線。（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)簡單、制造方便，外徑小、重量輕、載流量大（耐熱性能優(yōu)于聚氯乙烯）、敷設(shè)方便，因而應(yīng)用廣泛。 三 、型號編制 根據(jù)MT818-2009四、電纜的

14、敷設(shè)（一）一般要求 （二）注意事項 1、允許彎曲半徑 2、傾角 3、環(huán)境溫度 4、特殊地點需要加防護 （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行敷設(shè)。夾持裝置應(yīng)能承受電纜重量，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?shù)某诙?，并能在意外受力時自由墜落。其懸掛高度應(yīng)保證電纜在礦車掉道時不受撞擊，在電

15、纜墜落時不落在軌道或輸送機上。 （三）電纜懸掛點間距，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。 （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)備進行連接。 v（二）不同型電纜之間嚴禁直接連接，必須經(jīng)過符合要求的接線盒、連接器或母線盒進行連接。 v（三）同型電纜之間直接連接時必須遵守下列規(guī)定： v1.橡套電纜的修補連接（包括絕緣、護套已損壞的橡套電纜的修補）必須采用

16、阻燃材料進行硫化熱補或與熱補有同等效能的冷補。在地面熱補或冷補后的橡套電纜，必須經(jīng)浸水耐壓試驗，合格后方可下井使用。在井下冷補的電纜必須定期升井試驗； v2.塑料電纜連接處的機械強度以及電氣、防潮密封、老化等性能，應(yīng)符合該型礦用電纜的技術(shù)標準。 （一）導體截面選擇條件五、電線電纜導體截面選擇al%UU 1. 發(fā)熱條件（允許溫升條件）LalIIcal 或 2. 電壓損失條件3. 短路熱穩(wěn)定條件對絕緣電線、電纜和母線，4. 經(jīng)濟電流條件 所謂經(jīng)濟電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運行費用綜合經(jīng)濟的原則確定的工作電流（范圍）。 5. 機械強度條件 電纜不必校驗其機械強度。minjtSSIC240

17、0 kW, 1100kvar PQk313.5kAI例5-1 某用戶10/0.38kV變電所計算負荷為，距離上級地區(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，高壓進線過電流保護動作時間為0.8s，斷路器全開斷時間0.1s。線路全長允許電壓損失為5。試選擇該用戶高壓進線電纜截面。 解：（1）先按短路熱穩(wěn)定條件選擇電纜導體截面22k3k332min2(0.05)(13.5kA)(0.90.05)s101096mm137As /mmItSK初選高壓電纜截面為120mm2。（2）按發(fā)熱條件進行校驗2222cn(2400kW)(110

18、0kvar) =152.4A33 10kVPQIUal245 A 0.9=220.5AI 滿足發(fā)熱條件 （3）按電壓損失條件進行校驗2n21%1012400 kW 0.181 /km 3km 1100kvar 0.095 /km 3km10 (10kV)1.625UPrlQxlU滿足電壓損失要求 例5-2 某220/380V的TN-C線路全長150m，距線路首端100m處接有一個集中負荷，最大負荷為50kWj40kvar。線路末端接有一個集中負荷，最大負荷為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套電力電纜穿管埋地敷設(shè)，環(huán)境溫度為

19、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過流脫扣器動作時間為0.2s。試選擇電纜截面。 解：（1）先按發(fā)熱條件選擇電纜截面221212cn()()3PPQQIU22(50kW+60kW)(40kvar+50kvar)215.9A30.38kVal271 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。 （2）按電壓損失條件進行校驗112 2112 22n2()()%100.145 /km 50 kW 0.1km 60 kW 0.15km +0.077 /km 40kvar 0

20、.1km 50kvar 0.15km10 (0.38kV)2.02 5r PlPlxQlQlUU滿足電壓損失要求 （3）按短路熱穩(wěn)定條件進行校驗322k3min210kA 100.2s31.3mm150mm143As /mmItSK滿足熱穩(wěn)定要求 例5-3 設(shè)有一回10kV LJ型架空線路向兩個負荷點供電，線路長度和負荷情況如圖4-19所示。已知架空線路線間幾何均距為1m，空氣中最高溫度為40，允許電壓損失 al%U5，試選擇導線截面。解 （1）先按電壓損失條件選擇導線截面1 12 21 12 2AC2n%10r PlPlx QlQ lUU21000kW 3km+800kW 5km0.35km500kvar 3km+3