5供电 技术

教学内容：
第一节电力线路概述
架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。

导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。

一、架空线路的结构与型号
架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。

为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。

（一）导线
导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。

由于多股绞线优于单股线，故架空导线多采用多股绞线。

1．铝绞线（LJ）
导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差，故多用于挡距不大的10kV及以下的架空线路。

2．钢芯铝绞线（LGJ）
将多股铝线绕在钢芯外层，铝导线起载流作用，机械载荷由钢芯与铝线共同承担，使导线的机械强度大为提高，因而在10kV以上的架空线路中得到广泛应用。

3．铝合金绞线（LHJ）
机械强度大、防腐性能好、导电性亦好，可用于一般输配电线路。

4．铜绞线（TJ）
导电率高、机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电材料。

但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区使用。

5．钢绞线（GJ）
机械强度高，但导电率差、易生锈、集肤效应严重，故只适用于电流较小、年利用小时低的线路及避雷线。

（二）杆塔：作用、分类
（三）横担：作用、长度
（四）绝缘子：作用、分类
（五）金具
二、电缆线路的结构与型号
电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。

（一）电缆种类与结构
在输、配电线路中，目前常用的1～35kV电力电缆，主要有铠装电缆与软电缆两大类。

铠装电缆具有高的机械强度，但不易弯曲，主要用于向固定及半固定设备供电；软电缆轻便易弯曲，主要用于向移动设备供电。

1．铠装电缆
2．软电缆
（二）电缆型号的选择
1. 电力电缆的型号
2. 常用型号及选择原则
①塑料绝缘电力电缆
结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。

常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已达10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（已达110kV电压等级）。

②油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆
可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。

3.常用绝缘导线型号及选择
塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。

常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。

第二节架空线路导线截面选择计算
一、导线截面选择原则
为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件：
（一）经济电流密度
高压线路及特大电流的低压线路，一般应按规定的经济电流密度选择和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。

（二）长时允许电流（允许载流量）
导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温,不应超过其正常运行时的最高允许温度。

（三）正常运行允许电压损失
导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗, 不应超过正常运行时允许的电压损耗值。

（四）机械强度条件
导线的截面应不小于最小允许截面由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。

二、高压架空线路导线截面选择计算
高压架空线路导线截面的选择，应先按经济电流密度初选，然后按其他条件进行校验，全部条件都校验合格者为所选。

（一）按经济电流密度选择导线截面
选择原则从两方面考虑：
1. 选择截面越大，电能损耗就越小，但线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用就越高；
2. 截面选择小，线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用虽然低，但电能损耗大。

从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号Sec 表示。

对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符号Jec表示。

按经济电流密度计算经济截面的公式为2ca
ec ec
, mm I S J =
选取等于或稍小于S ec 的标准截面S l ，即S l ≤S ec （二）按长时允许电流选择导线截面
按长时允许电流选择导线截面应满足线路最大长时负荷电流I l o.m 不大于导线长时允许电流I a l 的条件，即I a l ≥I ca
一般决定导线允许载流量时，周围环境温度均取＋25℃作为标准，当周围空气温度不是＋25℃，而是0θ'时，导线的长时允许电流应按下式进行修正。

al
al al I I I K '==
（三）按允许电压损失选择导线截面
电流通过导线时，线路两端电压不等
12
U U U ∆=- 12N
%100%U U U U -∆=⨯ 为了保证供电质量，对各类电网规定了最大允许电压损失，见表5－5。

在选择导线截面时，要求实际电压损失ΔU ％不超过允许电压损失ΔU ac ％，即ac %%U U ∆≤∆
讲解教材136页例题。

三、低压架空线路导线截面选择
对于1kV 以下的低压架空线，与高压架空线相比，线路比较短，但负荷电流较大。

所以一般不按经济电流密度选择。

低压动力线按长时允许电流初选，按允许电压损失及机械强度校验；低压照明线，因其对电压水平要求较高，所以，一般先按允许电压损失条件初选截面，然后按长时允许电流和机械强度校验。

（一）按长时允许电流选择导线截面
要求导线的长时允许电流不小于线路的最大长时负荷电流（计算电流），即I a l ≥I ca 。

（二）按允许电压损失选择导线截面
因低压线路负荷电流大，相应的电压损失也大，故必须按允许电压损失来校验所选择导线截面 。

电压损失的计算公式与高压线路相同。

（三）按机械强度选择导线截面
第三节 电力电缆芯线截面选择计算
一、高压电缆芯线截面选择计算
电缆与架空线相比，散热条件较差，故还应考虑在短路条件下的热稳定问题。

因此高压电缆截面除按经济电流密度、允许电压损失、长时允许电流选择外，还应按短路的热稳定条件进行校验。

（一）按经济电流密度选择电缆截面
根据高压电缆线路所带负荷的最大负荷年利用小时，及电缆芯线材质，查出经济电流密度Jec ，然后计算最大长时负荷电流Ica （如为双回路并联运行的线路，应按最大长时负荷电流的一半计算），电缆的经济截面Sec 为2ca
ec ec
, mm I S J =
（二）按长时允许电流校验所选电缆截面
根据按经济电流密度选择的标准截面，查出其长时允许电流I a l ，应不小于其最大长时负荷电流（此时双回路供电应按一回故障的情况考虑），即
KI a l ≥I ca K = K 1K 2K 3 （三）按电压损失校验电缆截面
c N V PL
U S U γ
∆=
（四）按短路电流校验电缆的热稳定性
2min S I ∞
= 二、低压电缆截面选择
低压电缆截面选择与高压电缆选择不同，主要考虑电缆正常运行时的发热与电压损失，并考虑故障时短时承受大电流所引起的温升，故不再按经济电流密度选择，而是按长时允许负荷电流初选截面，再用正常运行允许电压损失和满足短路热稳定的要求进行校验，所选电缆必须满足上述所有条件。

（一） 按长时允许负荷电流选择
要求电缆芯线的实际温升不超过绝缘所允许的最高温升。

为了满足这一要求，实际流过芯线的最大长时负荷电流必须小于或等于它的长时允许电流，即ca a l I KI ≤
（二）按正常运行允许电压损失选择
为保证用电设备的正常运行，其端电压不得低于额定电压的95％。

否则电动机等电气设备将因电压过低而过载，甚至过热而烧毁。

计算电压损失时，应从变压器二次侧出口算至用电设备的接线盒处，即负荷电缆的终端，要求其总和不超过允许值（5％U N ）。

（三）按短路热稳定要求选择
按短路条件校验电缆的最小热稳定截面，当用公式计算出来的电缆最小热稳定截面大于所选电缆截面时，应增大一级标准截面，直到合格为止。

当短路保护采用熔断器时，电缆热稳定最小截面应与熔体额定电流相配合。

第四节 设计计算实例
讲解教材148页例题。