【課件】母線、絕緣子、電力電纜

1、6-7 母線、絕緣子、電力電纜一、母線的作用 母線：在發(fā)電廠和變電站的各級電壓配電裝置中，將發(fā)電機、變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器裝置連接的導(dǎo)體。 母線的作用：匯集、分配和傳送電能 母線包括：一次設(shè)備部分的主母線和設(shè)備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統(tǒng)的直流母線、二次部分的小母線等。首頁二、母線的結(jié)構(gòu)類型 （一）敞露母線1.按母線的使用材料分類（1）銅母線 銅具有導(dǎo)電率高、機械強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，但在工業(yè)上有很多重要用途，而且產(chǎn)量少，價格貴，故主要用在易腐蝕的地區(qū)（如化工廠附近或沿海地區(qū)等）。 鋁的導(dǎo)電率僅次于銅，且質(zhì)輕、價廉、產(chǎn)量高，在屋內(nèi)和屋外配電裝置中廣泛采用。 （2）鋁母線（3）

2、鋁合金母線 有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種。鋁錳合金母線載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金母線機械強度大，但載流量小，焊接困難，使用范圍較小。 鋼的機械強度大，但導(dǎo)電性差，僅用在高壓小容量電路（如電壓互感器回路以及小容量廠用、所用變壓器的高壓側(cè)）、工作電流不大于200A的低壓電路、直流電路以及接地裝置回路中。 （4）鋼母線二、母線的結(jié)構(gòu)類型 二、母線的結(jié)構(gòu)類型2.按母線的截面形狀分類（1）矩形截面母線 常用在35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中。 散熱條件好，集膚效應(yīng)小，安裝簡單，連接方便。當工作電流超過最大截面的單條母線之允許電流時，每相可用兩

3、條或三條矩形母線固定在支持絕緣子上，每相矩形母線的條數(shù)不宜超過三條。 （2）圓形截面母線 用在110kV及以上的戶外配電裝置中以防止發(fā)生電暈。 常用在35kV及以下，持續(xù)工作電流在40008000A的配電裝置中。優(yōu)點：電流分布均勻，集膚效應(yīng)小、冷卻條件好、金屬材料的利用率高、機械強度高。 （3）槽形截面母線二、母線的結(jié)構(gòu)類型 鋼芯鋁絞線由多股鋁線繞單股或多股鋼線的外層構(gòu)成，一般用于35kV及以上屋外配電裝置中。組合導(dǎo)線由多根鋁絞線固定在套環(huán)上組合而成，用于發(fā)電機與屋內(nèi)配電裝置或屋外主變壓器之間的連接。 常用在110kV及以上，持續(xù)工作電流在8000A以上的配電裝置中。優(yōu)點：集膚效應(yīng)小，電暈放電

4、電壓高，機械強度高，散熱條件好。 （5）絞線圓形軟母線（4）管形截面母線 二、母線的結(jié)構(gòu)類型 二、母線的結(jié)構(gòu)類型（二）封閉母線 用外殼將母線封閉起來，用于單機容量在200MW以上的大型發(fā)電機組、發(fā)電機與變壓器之間的連接線以及廠用電源和電壓互感器等分支線。塑料外殼母線和金屬外殼母線1.封閉母線的結(jié)構(gòu)類型（1）按外殼材料分（2）按外殼與母線間的結(jié)構(gòu)形式分 1）不隔相式封閉母線 三相母線設(shè)在沒有相間板的公共外殼內(nèi)，只能防止絕緣子免受污染和外物所造成的母線短路，而不能消除發(fā)生相間短路的可能性，也不能減少相間電動力和鋼構(gòu)的發(fā)熱。二、母線的結(jié)構(gòu)類型 2）隔相式封閉母線 三相母線設(shè)在相間有金屬（或絕緣）隔板

5、的金屬外殼之內(nèi)，可較好地防止相間故障，在一定程度上減少母線電動力和周圍鋼構(gòu)的發(fā)熱，但是仍然可能發(fā)生因單相接地而燒穿相間隔板造成相間短路的故障。 二、母線的結(jié)構(gòu)類型 每相導(dǎo)體分別用單獨的鋁制圓形外殼封閉。根據(jù)金屬外殼各段的連接方法，又可分為分段絕緣式和全連式兩種。 3）分相封閉式母線二、母線的結(jié)構(gòu)類型 1-母線2-封閉外殼3-相間隔板二、母線的結(jié)構(gòu)類型2.全連式分相封閉母線的基本結(jié)構(gòu)（1）載流導(dǎo)體 一般用鋁制成，采用空心結(jié)構(gòu)以減小集膚效應(yīng)。當電流很大時可采用水內(nèi)冷圓管母線。 采用多棱邊式結(jié)構(gòu)以加長漏電距離，每個支持點可采用一個至四個絕緣子支持。一般采用三個絕緣子支持的結(jié)構(gòu)，具有受力好、安裝檢修方

6、便、可采用輕型絕緣子等優(yōu)點。（2）支柱絕緣子（3）保護外殼 由58毫米的鋁板制成圓管形，在外殼上設(shè)置檢修與觀察孔。 （4）伸縮補償裝置 在一定長度范圍內(nèi)設(shè)置焊接的伸縮補償裝置；在與設(shè)備連接處適當部位設(shè)置螺接伸縮補償裝置。 二、母線的結(jié)構(gòu)類型二、母線的結(jié)構(gòu)類型二、母線的結(jié)構(gòu)類型3.全連式分相封閉母線的特點優(yōu)點： （1）運行安全、可靠性高 各相的外殼相互分開，母線封閉于外殼中，不受自然環(huán)境和外物的影響，能防止相間短路，同時外殼多點接地，保證了人員接觸外殼的安全。 三相外殼短接，鋁殼電阻很小，外殼上感應(yīng)產(chǎn)生與母線電流大小相近而方向相反的環(huán)流，環(huán)流的屏蔽作用使殼外磁場減小到敞露母線的10%以下，殼外鋼

7、構(gòu)發(fā)熱可忽略不計。（2）母線附近鋼構(gòu)中的損耗和發(fā)熱顯著減小 （3）母線的載流量可做到很大母線和外殼可兼作強迫冷卻的管道。 二、母線的結(jié)構(gòu)類型 當母線通過三相短路電流時，由一相電流產(chǎn)生的磁場，經(jīng)其外殼環(huán)流屏蔽削弱后所剩余的磁場再進入別相外殼時，還將受到該相外殼渦流的屏蔽作用，使進入殼內(nèi)磁場明顯減弱，作用于該相母線電動力一般可減小到敞露母線電動力的1/4左右。同時，各殼間電動力也減小很多。 （4）短路時母線之間的電動力大為減小 二、母線的結(jié)構(gòu)類型缺點：（1）有色金屬消耗約增加一倍。 （2）外殼產(chǎn)生損耗，母線功率損耗約增加一倍。 （3）相同截面母線載流量減小。二、母線的結(jié)構(gòu)類型三、母線的安裝和維護1

8、.母線的布置（1）水平布置（2）垂直布置 如圖(a)(b)所示：三相母線固定在支持絕緣子上，具有同一高度。 豎放式：散熱條件好，母線的額定允許電流較其他放置方式要大，但機械強度不是很好。 平放式：載流量不大，機械強度較高 如圖（c）所示：三相母線分層安裝，采用豎放式垂直布置，散熱性強，機械強度和絕緣能力較高。 如圖所示：槽形母線均采用豎放式，每相均由兩條相同母線之間每隔一段距離用焊接片進行連接，構(gòu)成一個整體。 一般為三相水平布置，用絕緣子懸掛。 （3）槽形母線布置 （4）軟母線的布置三、母線的安裝和維護三、母線的安裝和維護 2.母線的相序排列要求（1）上、下布置的交流母線，由上到下排列為U、V

9、、W相；直流母線正極在上，負極在下。（2）水平布置的交流母線，由盤后向盤面排列U、V、W相；直流母線正極在后，負極在前。（3）引下線的交流母線，由左到右排列為U、V、W相；直流母線正極在左，負極在前右。三、母線的安裝和維護3.母線的著色a.作用 ： 有利于母線的散熱，可增加載流量（1215%）。 防止生銹。 便于識別直流的極性及交流的相序。（1）三相交流母線： U相黃色，V相綠色，W相紅色（2）單相交流母線： 從三相母線分支來的應(yīng)與引出相顏色相同（3）直流母線：正極紅色，負極藍色（4）直流均衡匯流母線及交流中性匯流母線： 不接地者白色，接地者紫色 軟母線因受溫度影響而伸縮較大以及各股絞線常有相

10、對扭動都會破壞著色層，故不需著色。 b.母線應(yīng)按下列規(guī)定刷漆著色：四、絕緣子的作用和分類 作用：支持和固定裸載流導(dǎo)體，并使裸載流導(dǎo)體與地絕緣，或使裝置中處于不同電位的載流導(dǎo)體之間絕緣。 1.按額定電壓分2.按安裝地點分3. 按結(jié)構(gòu)形式分4. 按用途分（1）高壓絕緣子（1000V以上）（2）低壓絕緣子（1000V及以下）（1）戶內(nèi)式（無傘裙）（2）戶外式（有傘裙 ）支柱式、套管式、盤形懸式（1）電站絕緣子（2）電器絕緣子（3）線路絕緣子 電站絕緣子用來支持和固定發(fā)電廠及變電所屋內(nèi)外配電裝置的硬母線，并使母線與大地絕緣。 又分為支柱絕緣子和套管絕緣子 電器絕緣子用來固定電器的載流部分。 又分為支持

11、絕緣子和套管絕緣子 線路絕緣子用來固結(jié)架空輸、配電導(dǎo)線和屋外配電裝置的軟母線，并使它們與接地部分絕緣。 又分為針式、懸式、蝴蝶式和瓷橫擔四種四、絕緣子的作用和分類 五、絕緣子的基本結(jié)構(gòu)1.主要結(jié)構(gòu)部件（1）絕緣件（2）金屬附件 2.金屬附件與瓷件的膠裝方式（1）外膠裝（2）內(nèi)膠裝（3）聯(lián)合膠裝電工瓷、鋼化玻璃作用：固定 鑄鐵底座和圓形鑄鐵帽均用水泥膠合劑膠裝在瓷件的外表面將絕緣子的上、下金屬配件均膠裝在瓷件孔內(nèi) 上金屬配件采用內(nèi)膠裝，下金屬配件采用外膠裝六、電站絕緣子的類型和特點戶內(nèi)支柱絕緣子 六、電站絕緣子的類型和特點戶外式支柱絕緣子 針式支柱絕緣子 棒式絕緣子 六、電站絕緣子的類型和特點懸

12、式絕緣子 六、電站絕緣子的類型和特點套管絕緣子 七、電力電纜的用途 優(yōu)點：防潮、防腐、防損傷，不占地面、不占用空中走廊、不妨礙觀瞻，基本不受外力和氣象條件影響、運行安全可靠 缺點：造價高、敷設(shè)麻煩、維護檢修不便、難于發(fā)現(xiàn)和排除故障 電力電纜主要用于：發(fā)電廠、變電站的進出線；跨越海峽、山谷及江河地區(qū)；大城市缺少空中走廊的地區(qū)；國防等特殊需要的地區(qū) 八、電力電纜的基本結(jié)構(gòu) 1.電纜線芯1導(dǎo)體；2相絕緣；3紙絕緣；4鉛包皮；5麻襯；6鋼帶鎧甲；7麻被；8鋼絲鎧甲；9填充物 傳導(dǎo)電流。通常由多股銅絞線或鋁絞線制成。根據(jù)導(dǎo)體的芯數(shù)，可分為單芯、雙芯、三芯和四芯電纜。 使各導(dǎo)體之間及導(dǎo)體與包皮之間相互絕緣

13、。使用的材料：橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚丁烯、棉、麻、絲、綢、紙、礦物油、植物油、氣體等。 保護導(dǎo)體和絕緣層，防止外力損傷、水分侵入和絕緣油外流。分內(nèi)保護層和外保護層。內(nèi)保護層由鋁、鉛或塑料制成，外保護層由內(nèi)襯層和外被層組成。 2.絕緣層3.保護層八、電力電纜的基本結(jié)構(gòu) 九、電力電纜的種類及特點 （1）按電壓等級分 低壓電纜（1kV及以下）；中壓電纜（3、6、l0、35kV）；高壓電纜（60kV及以上）。 2.5，4，6，110，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，625，800mm2。 單芯、雙芯、三芯、四芯。 （2）按電纜

14、導(dǎo)電線芯截面分（3）按電纜芯數(shù)分（4）按傳輸電能的形式分直流電纜和交流電纜。 輸送大容量電能的電纜、阻燃電纜和光纖復(fù)合電纜等。 油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜（簡稱塑力電纜）、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（簡稱交聯(lián)電纜）、橡皮絕緣電纜、高壓充油電纜等。（6）按電纜絕緣材料和結(jié)構(gòu)分（5）按特殊需求分九、電力電纜的種類及特點 十、電力電纜的種類及特點1.油浸紙絕緣電纜 主絕緣用經(jīng)過處理的紙浸透電纜油制成，適用于35kV及以下的輸配電線路。 優(yōu)點：絕緣性能好、耐熱能力強、承受電壓高、使用壽命長 黏性浸漬電纜：將電纜以松香和礦物油組成的黏性浸漬劑充分浸漬，其額定電壓為135kV。 不滴流電纜：采用與黏性浸漬電

15、纜完全相同的結(jié)構(gòu)尺寸，以不滴流浸漬劑的方法制造，敷設(shè)時不受高差限制。 主絕緣采用聚氯乙烯，內(nèi)護套大多也是采用聚氯乙烯。主要用于6kV及以下電壓等級的線路。 優(yōu)點：電氣性能好、耐水、耐酸堿鹽、防腐蝕、機械強度較好、敷設(shè)不受高差限制，可垂直敷設(shè)。 缺點：塑料易老化，絕緣強度低，介質(zhì)損耗大，耐熱性能差，并且燃燒時會釋放氯氣，對人體有害，對設(shè)備有嚴重腐蝕作用。1線芯；2聚氯乙烯絕緣；3聚氯乙烯內(nèi)護套 4鎧裝層；5填料；6聚氯乙烯外護套2.聚氯乙烯電力電纜十、電力電纜的種類及特點 主要絕緣材料為交聯(lián)聚乙烯，用于1110kV線路。在35kV及以下電壓等級，交聯(lián)聚乙烯電纜已逐步取代了油浸絕緣電纜。 優(yōu)點：結(jié)

16、構(gòu)簡單、外徑小、質(zhì)量小、耐熱性能好、線芯允許工作溫度高（長期90，短路時250）、比相同截面的油浸紙絕緣電纜允許載流量大、可制成較高電壓級、機械性能好、敷設(shè)不受高差限制、安裝工藝較為簡便。缺點：抗電暈和游離放電性能差。 3.交聯(lián)聚氯乙烯電力電纜1線芯；2線芯屏蔽；3交聯(lián)聚乙烯絕緣；4絕緣屏蔽；5保護帶；6銅絲屏蔽；7螺旋銅帶；8塑料帶；9中心填芯；10填料；11內(nèi)護套；12鎧裝層；13外護層十、電力電纜的種類及特點4.橡膠絕緣電力電纜1線芯；2線芯屏蔽層；3橡皮絕緣層；4半導(dǎo)電屏蔽層；5銅帶屏蔽層；6填料；7橡皮布帶；8聚氯乙烯外護套 絕緣材料為橡皮，主要用于35kV及以下電力線路。 優(yōu)點：柔軟性好，彎曲方便，防水及防潮性能好，具有較好的耐寒性能、電氣性能、機械性能、化學穩(wěn)定性。缺點：耐壓強度不高，耐熱、耐油性能差且絕緣易老化，易受機械損傷。十、電力電纜的種類及特點5.高壓充油電力電纜 特點：鉛套內(nèi)部有油道。油道由纜芯導(dǎo)線或扁銅線繞制成的螺旋管構(gòu)成。在單芯電纜中，油道就直接放在線芯