工廠供電 第五章

1、 第五章 工廠電力線路及其選擇計算 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計算 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 第四節(jié) 工廠電力線路電氣安裝圖 返回 目錄 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 一、概述 二、高壓線路的接線方式 工廠的高壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 （一）高壓放射式接線（圖5-1） 圖5-1 高壓放射式線路 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 （二）高壓樹干式接線（圖5-2） 該接線方式的供電可靠性低，要提高其供電可靠性，可采 用雙干線供電或兩端供電的接線方式，如圖5-3所示。 圖5-2 高壓樹干式線路 第一節(jié) 工

2、廠電力線路的接線方式 圖5-3 雙干線供電及兩端供電的線路 a）雙干線供電 b）兩端供電 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 （三）高壓環(huán)形接線 三、低壓線路的接線方式 工廠的高壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形等基本方式。 （一）低壓放射式接線（圖5-5） 圖5-5 低壓放射式線路 第一節(jié) 工廠電力線路的接線方式 （二）低壓樹干式接線 （三）低壓環(huán)形接線（圖5-8） 工廠內(nèi)的一些車間變電所的低壓側(cè)，可通過低壓聯(lián)絡(luò)線相 互連接成為環(huán)形。 圖5-8 低壓環(huán)形線路 返回本 章目錄 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 由于架空線路與電纜線路相比，具有成本低、投資少、安 裝容易、維護和檢

3、修方便、易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等優(yōu)點，所以 架空線路過去在工廠中應(yīng)用比較普遍。 架空線路由導(dǎo)線、電桿、絕緣子和線路金具等主要元件組 成（參看圖5-9） 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-9 架空線路的結(jié)構(gòu) a）低壓架空線路； b）高壓架空線路 1-低壓導(dǎo)線 2-低壓針式絕緣子 3-低壓橫擔(dān) 4-低壓電桿 5-高壓橫擔(dān) 6-高壓懸式絕緣子串 7-線夾 8-高壓導(dǎo)線 9-高壓電桿 10-避雷線 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （一）架空線路的導(dǎo)線 導(dǎo)線是線路的主體，擔(dān)負著輸送電能的功能。 架空線路一般采用裸導(dǎo)線。裸導(dǎo)線按其結(jié)構(gòu)分，有單股線 和多股絞線，一般采用多股絞線。絞線又有銅絞線、鋁絞線和

4、 鋼芯鋁絞線。架空線路一般情況下采用鋁絞線。鋼芯鋁絞線簡 稱鋼芯鋁線，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。 圖5-10 鋼芯鋁絞線截面結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （二）電桿、橫擔(dān)和拉線 電桿按其在架空線路中的地位和功能分，有直線桿、分段 桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、跨越桿和分支桿等型式。圖5-11是上述 各種桿型在低壓架空線路上應(yīng)用的示意圖。 橫擔(dān)安裝在電桿的上部，用來安裝絕緣子以架設(shè)導(dǎo)線。常 用的橫擔(dān)有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)。圖5-12是高壓電桿上安 裝的瓷橫擔(dān)。 拉線是為了平衡電桿各方面的作用力，并抵抗風(fēng)壓以防止 電桿傾倒用的，如終端桿、轉(zhuǎn)角桿、分段桿等往往都裝有拉線。 拉線的結(jié)構(gòu)，如圖5-

5、13所示。 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-11 各種桿型在低壓架空線路上的應(yīng)用 1、5、11、14-終端桿 2、9-分支桿 3-轉(zhuǎn)角桿 4、6、7、10-直線桿（中 間桿） 8-分段桿（耐張桿） 12、13-跨越桿 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-12 高壓電桿上安裝的瓷橫擔(dān) 1-高壓導(dǎo)線 2-瓷橫擔(dān) 3-電桿 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-13 拉線的結(jié)構(gòu) 1-電桿 2-拉線的抱箍 3-上把 4-拉線絕緣子 5-腰把 6-花籃螺釘 7-底把 8-拉線底盤 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （三）線路絕緣子和金具 （四）架空線路的敷設(shè) 1.架空線路敷設(shè)的要求和路徑的

6、選擇 2.導(dǎo)線在電桿上的排列方式 3.架空線路的檔距、弧垂及其他有關(guān)間距 架空線路的檔距（又稱跨距），是指同一線路上相鄰兩根 電桿之間的水平距離，如圖5-17所示。 圖5-17 架空線路的檔距和弧垂 a）平地上 b）坡地上 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （一）電纜和電纜頭 1.電纜 電纜是一種特殊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線，在其幾根絞繞的（或單根） 絕緣導(dǎo)電芯線外面，統(tǒng)包有絕緣層和保護層。 （1）油浸紙絕緣電力電纜。如圖5-18所示。 （2）塑料絕緣電力電纜 它有聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯 護套電纜兩種類型。 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-18 油浸

7、紙絕緣電力電纜 1-纜芯（銅芯或鋁芯） 2-油浸紙絕緣層 3-麻筋（填料） 4-油浸紙 （統(tǒng)包絕緣） 5-鉛包 6-涂瀝青的紙帶（內(nèi)護層） 7-浸瀝青的麻被（內(nèi) 護層） 8-鋼鎧（外護層） 9-麻被（外護層） 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 2.電纜頭 電纜頭就是電纜接頭，包括電纜中間接頭和電纜終端頭。 電纜頭按使用的絕緣材料或填充材料分，有填充電纜膠的、環(huán) 氧樹脂澆注的、纏包式的和熱縮材料的等。 圖5-20是10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜熱縮中間頭剝切尺寸和 安裝示意圖。 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-20 10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜熱縮中間頭 a）中間頭剝切尺寸示意圖； b）每相接

8、頭安裝示意圖 1-聚氯乙烯外護套 2-鋼鎧 3-內(nèi)護套 4-銅屏蔽層（內(nèi)有纜芯絕緣） 5-半導(dǎo)管 6- 半導(dǎo)層 7-應(yīng)力管 8-纜芯絕緣 9-壓接管 10-填充膠 11-四氟帶 12-應(yīng)力疏散膠 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （二）電纜的敷設(shè) 1.電纜敷設(shè)路徑的選擇 選擇電纜敷設(shè)路徑時，應(yīng)考慮以下原則：1）避免電纜遭受 機械性外力、過熱和腐蝕等的危害；2）在滿足安全要求條件下 應(yīng)使電纜較短；3）便于敷設(shè)和維護；4）應(yīng)避開將要挖掘施工 的地段。 2.電纜的敷設(shè)方式 工廠中常見的電纜敷設(shè)方式有直接埋地敷設(shè)（圖5-23）、 利用電纜溝（圖5-24）和電纜橋架（圖5-25）等幾種。而在發(fā) 電廠、某

9、些大型工廠和現(xiàn)代化城市 中，則還有的采用電纜排管 （圖5-26）和電纜隧道（圖5-27）等敷設(shè)方式。 3.電纜敷設(shè)的一般要求 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-23 電纜直接埋地敷設(shè) 1-保護蓋板 2-砂 3-電力電纜 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-24 電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè) a）戶內(nèi)電纜溝 b）戶外電纜溝 c）廠區(qū)內(nèi)電纜溝 1-蓋板 2-電纜支架 3-預(yù)埋鐵件 4-電纜 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-25 電纜橋架 1-支架 2-蓋板 3-支臂 4-線槽 5-水平分支線槽 6-垂直分支線槽 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-26 電纜排管 1-水泥排管 2-電纜

10、孔 3-電纜溝 圖5-27 電纜隧道 1-電纜 2-支架 3-維護走廊 4-照明燈具 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 三、車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （一）絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) （二）裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 車間內(nèi)配電的裸導(dǎo)線大多數(shù)采用裸母線的結(jié)構(gòu)，其截面形 狀有圓形、管形和矩形等，其材質(zhì)有銅、鋁和鋼。現(xiàn)代化的生 產(chǎn)車間，大多采用封閉式母線（亦稱“母線槽”）布線，如圖5 -28所示。 為了識別裸導(dǎo)線的相序，以利于運行維護和檢修，GB2681- 1981電工成套裝置中的導(dǎo)線顏色規(guī)定交流三相系統(tǒng)中的裸 導(dǎo)線應(yīng)按表5-2所示涂色。 導(dǎo)線類別A相B相C相N線、PEN線PE線 涂漆顏色黃綠紅淡藍黃綠雙色 表5-

11、2 交流三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的涂色 第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 圖5-28 封閉式母線（母線槽）在車間內(nèi)的應(yīng)用 1-饋電母線槽 2-配電裝置 3-插接式母線槽 4-機床 5-照明母線槽 6-燈具 返回本 章目錄 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計算 一、概述 為保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導(dǎo) 線和電纜截面時必須滿足下列條件： （1）發(fā)熱條件。 （2）電壓損耗條件。 （3）經(jīng)濟電流密度。 （4）機械強度。 二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面 （一）三相系統(tǒng)相線截面的選擇 （二）中性線和保護線截面的選擇 1.中性線（N線）截面的選擇 2.保護線（PE線）截面的選擇 3.保護中性線（

12、PEN線）截面的選擇 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計算 三、按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面和電纜的截面 導(dǎo)線（包括電纜，下同）的截面越大，電能損耗越小，但 是線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量都要增加。 圖5-29是線路年運行費用C與導(dǎo)線截面A的關(guān)系曲線。 圖5-29 線路年運行費用與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計 算 各國根據(jù)其具體國情特別是其有色金屬資源的情況，規(guī)定了 導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟電流密度。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟電流密度規(guī)定如表5- 3所示。 四、線路電壓損耗的計算 由于線路存在著阻抗，所以線路通過負荷電流時要產(chǎn)生電壓 損耗。一般線路的允許電壓損耗不超過5%（對線路額定

13、電壓）。 線路類別 導(dǎo)線材質(zhì) 年 最 大 有 功 負 荷 利 用 小 時 3000h以下 30005000h 5000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(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟電流密度 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計算 （一）集中負荷的三相線路電壓損耗的計算 （以如圖5-30a）所示帶兩個集中負荷的三相線路為例，線 路圖中的負荷電流都用小寫i表示，各線段電流都用大寫I表示。 圖5-30 帶有兩個集中 負荷的三相線路 a）單相電路圖 b）線 路電壓降相量圖 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計

14、算 （二）均勻分布負荷的三相線路電壓損耗計算 設(shè)線路有一段均勻分布負荷，如圖5-32所示。單位長度線 路上的負荷電流為 ，這一負荷電流 流過線路產(chǎn)生的電壓 損耗為 0 i 0 i dl 00 ()3dUi dl R l 圖5-32 均勻分布負荷的線路 第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面積的選擇計算 因此整個線路由分布負荷產(chǎn)生的電壓損耗為 令 為與均勻分布負荷等效的集中負荷，則得 02 i LI 1212 11 0000 ()33 LLLL LL UdUi R ldli Rldl 12 1 2 00 33 2 LL L l i R 2122 000201 (2) 3 22 LLLL i Ri L RL 2 01 3 2 L UIRL 返回本 章目錄 第四節(jié) 工廠電力線路電氣安裝圖 一、概述 工廠電力線路的電氣安裝圖，主要包括其電氣系統(tǒng)圖和電 氣平面布置圖。 第四節(jié) 工廠電力線路電氣安裝圖 二、電氣安裝圖上電力設(shè)備和線路的標注方式與 文字符號 （一）電力設(shè)備的標注 （二）配電線路的標注 三、工廠電力線路電氣安裝圖的繪制和示例 （一）車間動力配電線路的電氣安裝圖 1.低壓配電線路電氣系統(tǒng)圖的繪制和示例 繪制低壓配電線路