第5章 电力线路

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2) 钢芯铝绞线 钢芯铝绞线(LGJ)简称钢芯铝线，其线芯为钢线， 用以增强机械强度，弥补铝绞线机械强度差的缺 点，其外围为铝线，导电性较好。交流电具有集 肤效应，所以导体电流实际只从铝线经过，这样 确定钢芯铝绞线的截面时，只需考虑铝线部分的 面积。钢芯铝绞线在机械强度要求较高的场合和 35kV及以上的架空线路上多被采用。
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§ 5.1 电力线路的接线方式 § 5.2 导线和电缆选择的一般原则 § 5.3 按发热条件选择导线和电缆截面
§ 5.4 按允许电压损失选择导线和电缆截面
§ 5.5 按经济电流密度选择导线和电缆截面§ § 5.6 电力线路的结构和敷设 思考题与习题

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5.2.2 导线和电缆截面的选择原则 为保障供配电线路安全、可靠、优质、经济的运 行，其导线和电缆的截面选择应满足以下条件。 1) 按发热条件选择 导线和电缆通过正常最大负荷电流(即线路计算电 流)时，为防止导线或电缆过热引起绝缘损坏或老 化，其发热温度不应超过正常运行时的最高允许 温度，即通过导线或电缆的最大负荷电流不应大 于其热允许载流量。
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§ 5.3 按发热条件选择导线和电缆截面
5.3.1 三相系统相线截面的选择 导线和电缆在通过正常最大负荷电流(即线路计算电流)时产生的发热 温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度 I30≤Ial 5.3.2 中性线和保护线截面的选择 １.中性线(N线)截面积的选择 １)一般三相四线制的中性线截面积Ａ０，应不小于相线截面积Ａφ的５ ０%。 ２)由三相四线制线路分支的两相三线线路和单相线路，由于其中性线电 流与相线电流相等，因此其中性线截面积A０应与相线截面积Ａφ相同。

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当电力设备容量较小，相互间距离不大时，可采 用链式配电，由一条线路供电，先接至一台设备， 然后由这台设备接至邻近的电力设备，通常一条 线路可接至3～4台设备。链式供电系统可节省导 线，但供电可靠性较差，一条线路发生故障时可 能会影响多台设备。

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§ 5.2 导线和电缆选择的一般原则
5.2.1 导线和电缆型号的选择原则 1．裸导线 架空线路10kV及以上电压等级一般采用裸导线， 常用的型号有3种。 1) 铝绞线 铝绞线(LJ)导电性能较好，重量轻，对风雨作用 的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差， 多用于10kV的线路。其受力不大，杆距不超过 100～125m。

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3) 氯丁橡皮绝缘线 氯丁橡皮绝缘线的耐油性能好，不易霉，不易燃， 适应气候性能好，光老化过程缓慢，老化时间为 普通橡皮绝缘线的两倍，适宜在户外敷设。但其 绝缘层机械强度差，不宜穿管敷设。

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4．电缆 电缆是一种特殊导线，线芯是几根或单根绞绕的绝缘导线， 外面绕包有绝缘层和保护层。电缆线芯的断面形状有圆形、 半圆形、扇形、空心形和同心形圆筒等。线芯采用扇形， 可减小电缆外径。电缆可分单芯、双芯、三芯、四芯、五 芯等多种。绝缘层用于承受电压，起到线芯之间或线芯和 大地之间的绝缘作用。绝缘层所用的材料很多，如橡胶、 聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、棉、麻、纸、矿物油等。 保护层又分内护层和外护层。内护层用来直接保护绝缘层， 而外护层用来防止内护层免受机械损伤和腐蚀。外护层通 常为钢丝或钢带构成的钢铠，并在铅包与钢带铠装之间用 浸沥青的麻被作衬垫隔开，以防止铅皮被钢带扎破，铠装 的外面再用麻被浸渍沥青作保护层，以防锈蚀。没有外保 护层的电缆用在无机械损伤和化学腐蚀的地方。

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2) 按允许电压损失条件选择 导线和电缆通过正常最大负荷电流(即线路计算电流)时， 为保证供电质量，线路上产生的电压损失不应超过正常运 行时允许的电压损失，即要求按允许电压损失条件选择线 缆截面。 3) 按经济电流选择 导线截面影响线路投资和电能损耗，为了节省投资，要求 导线截面小些；为了降低电能损耗，要求导线截面大些。 综合考虑，确定一个比较合理的导线截面，称为经济截面， 与其对应的电流密度称为经济电流密度。经济电流密度指 使线路的经济费用总支出最小的电流密度。以经济截面作 为选择线缆截面上限的做法，即按经济电流选择线缆截面。 35kV及以上线路和35kV以下但电流很大的线路，其导线 和电缆截面宜采用经济电流密度选择。
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§ 5.1电力线路的接线方式
5.1.1 高压供配电线路的基本接线方式 高压供配电线路的基本接线方式有放射式、树干式和环形 3种。 1．放射式接线 图示是高压放射式的接线图。这种供电方式是自源头放射 形分散，从每条线路向一个用户直接供电，中间不接任何 其他的负荷，各用户之间也没有任何电气联系。此方式的 特点是供电可靠性高，任意一回路线路故障时不影响其他 回路供电，且操作灵活方便，投切容易，便于装设自动装 置；但高压开关设备较多，每路的高压开关和断路器须装 设一个高压开关柜，故屏箱多，线路多，有色金属耗量大。 该方式适用于容量大、稳定性好、重要的负荷接线。

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5.1.2 低压供配电线路的基本接线方式 通常低压供配电线路是指从6～10kV变电所的低 压侧或市电的低压进线装置，到民用建筑内部低 压设备的电力线路，电压一般为380V/220V。低 压供配电线路常有以下几种形式。 1．放射式 图示是低压放射式接线图。在这种方式中，配电 线发生故障时互不影响，供电可靠性较高，配电 设备集中，检修比较方便，但采用的开关电器比 较多，有色金属消耗较大。

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2．树干式接线 图示是高压树干式的接线图。这种方式是经公共 的干线分散引至各用户。其特点与放射式正相反， 电源端出线回路数较放射式少，采用的开关设备 较少，节省有色金属，节约一次投资；但其供电 可靠性较差，配电干线检修或故障时会使所有用 户停电，扩大了停电范围。要提高供电可靠性， 可采用两端供电或双干线供电接线方式。章 电力线路
3．环形接线 图示是高压环形接线图。环形是电源引入用户后 又从用户引出，各用户的电源线彼此串接，闭合 成环网。它实际上是两端供电的树干式接线。这 种接线运行灵活，供电可靠性高。由于运行时继 电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发 生故障时影响整个电网，因此大多数环形线路采 用开环运行方式，即环形线路中有一处开关是断 开的。在现代化城市配电网中这种接线应用较广。

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4) 按机械强度选择 导线在正常运行时，由于受其自身重量和风、雨、 雪、冰等外部作用力的影响，以及在安装过程中 也要受到拉伸的作用力，为保证在安装和运行过 程中，导线不致折断而中断正常供电和发生其他 事故，导线的截面不得小于其最小允许截面。


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2) 槽形母线 与同截面矩形母线比，槽形母线电流分布均匀， 机械强度高，散热条件好，载流能力大，安装方 便。 3) 管形母线 管形母线作为空心导体，集肤效应系数小。户外 使用可减少占地，简明构架，清晰布置。但导体 和设备的连接复杂，户外易产生微风振动。

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3．绝缘电线 在低压照明电路及部分动力电路中广泛使用绝缘 电线。绝缘电线按线芯材料分为铜芯和铝芯。按 绝缘材料分有以下3种。 1) 橡皮绝缘线 橡皮绝缘线的耐温度变化性能好，为室内敷设优 选。常用型号为BX(BLX)、BBX(BBLX)、 BXF(BLXF)、BXR等(中间有L的线芯为铝芯，没 有则为铜芯)。

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2．母线 母线是裸金属的导电型材，是用来汇集和分配电能的导体， 又称汇流排。由于它最常用的形状为矩形，即排状，也称 为母排。母线类型包括以下几种。 1) 矩形母线 矩形母线具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、 连接方便等优点，一般工作电流不大于2000A，主要有铜 母线TMY及铝母线LMY及少量使用的钢母线GMY 3类(最 近出现复铜铝母线)。 随着片数的增加，集肤效应系数显著增大，附加损耗显著 增大，故载流量不随片数的增长而成倍增长。

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1—缆芯(铜芯或铝芯)；2—油浸纸绝缘层；3—填料(麻筋)； 4—油浸纸绕包绝缘；5—铅包；6—涂沥青的纸带(内护层)； 7—浸沥青的麻被(内护层)；8—钢铠(外护层)；9—麻被(外护层)； 10—交联聚乙烯绝缘层；11—聚氯乙烯护套(内护层)； 12—钢铠或铝铠(外护层)；13—聚氯乙烯外套(外护层)

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3) 铜绞线 铜绞线(TJ)导电性能好，机械强度好，对风雨和 化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高，是 否选用应根据实际需要而定。 选择裸导线的环境温度应符合以下两点要求。户 外取决于最热月平均最高温。最热月平均最高温 为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均 值。户内取决于该处通风设计温度。选择屋内裸 导线的环境温度时，若该处无通风设计温度资料， 可取最热月平均最高温度加50℃。

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2) 塑料绝缘线 塑料绝缘线的绝缘性能好，价格低，耐油和抗酸、 碱腐蚀，相对橡皮绝缘线可节省橡胶和棉纱。其 缺点是对气候适应性差，低温变硬发脆，高温、 日晒又易于老化。在无隔热的高温环境、日晒及 严寒地应选择特殊型塑料电线。在有消防要求时 选择阻燃(ZR)、耐火(NH)型产品。常用的型号是 BV(BLV)、BVV(BLVV)、BVR等。

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2．树干式 图示是低压树干式接线图，由变压器引出少数干 线，直接向各分支回路的配电箱供电。这种接线 结构简单，比起放射式接线，采用的开关电器设 备及有色金属消耗较少，系统灵活性好，但一旦 干线发生故障时影响范围大，因而可靠性较差。 一般用于设备容量小，负荷分布比较均匀，而且 对供电可靠性无特殊要求的三级负荷。建筑工地 现场往往采用树干式配电。

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电缆的类型很多。电力电缆按其线芯材质可分为铜芯和铝 芯两大类。按其采用的绝缘介质可分为油浸纸绝缘的和塑 料绝缘的两大类。塑料绝缘电缆又有聚氯乙烯绝缘及护套 电缆和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆两种。油浸纸绝 缘电缆具有耐压强度高、耐热性能好和使用寿命较长等优 点，但它工作时其中的浸渍油会流动，不适用于两端安装 高度差大的场所。塑料绝缘电缆具有结构较简单、制造成 本较低、敷设方便、不受高度差限制及耐酸碱腐蚀等优点， 特别是交联聚乙烯绝缘电缆，其电气性能更优异，因此应 用越来越广泛。图示分别是油浸纸绝缘电力电缆和交联聚 乙烯绝缘电力电缆的结构图。

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3．环形接线 工厂内某些车间变电所低压侧可采用环形接线， 如图示。民用建筑中低压环形接线较为少见。采 用环形接线时，任一段线路发生故障或检修都不 致造成供电中断，或只短时停电，一旦切换电源 的操作完成，即能恢复供电。环形接线电能损耗 和电压损耗减少，但是其保护装置及其整定配合 较复杂。如果保护的整定配合不当，容易误动作， 反而扩大故障停电范围。低压环形接线通常也采 用开环运行方式。