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、機械強度大、質(zhì)量輕、不易腐導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機械強度大、質(zhì)量輕、不易腐 蝕

2、、價格便宜、運行費用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。蝕、價格便宜、運行費用低等，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(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)線的型號有：架空導(dǎo)線的型號有： 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的高低、檔距的大小、安橫擔(dān)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：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，對強線）情況下導(dǎo)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(dǎo)線的拉力，后一個耐張段內(nèi)導(dǎo)線

6、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)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。 第五章電力線路 v瓷橫擔(dān)的特點：有良好瓷橫擔(dān)的特點：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，自懸掛點至導(dǎo)線最

10、低：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點至導(dǎo)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：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，可三角、水平混合排列，也可多回路導(dǎo)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(dǎo)線和其他線路交叉跨越時，電力線路應(yīng)在上面，架空導(dǎo)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。 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(dǎo)線因其散熱性好可不做熱穩(wěn)定校驗。 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具備以下條件 1、導(dǎo)線上的實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級及以上電纜采用 使導(dǎo)體與導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護層之間相互絕緣 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 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 。可根據(jù)要求選擇，其中D級標準僅適用于絕緣電線。 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 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 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

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。 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)備進行連接。 v（二）不同型電纜之間嚴禁直接連接，

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。 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。 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

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)熱條件進行校驗 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）按電壓損失條件進行校驗 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 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 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）按電壓損失條件進行校驗 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)定條件進行校驗 3 22 k3 min 2 10kA 100.2s 31.3mm150mm 143As /mm It S K