供配电线路的结构与运行

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供配电线路的结构与敷设
（3）架空导线的排列 架空线路的排列相序应符合下述规定。  高压线路：面向负荷从左至右为L1、L2、L3。 低压线路：面向负荷从左至右为L1、N、L2、L3。
图4-7导线在电杆的排列方式
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（4）架空导线的距离
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在正常情况下，线路各相导线受风力作用而摆动。在风向、风速变 化的情况下，有时会因为线间距离过小而发生放电或跳闸。根据运行经 验，导线的水平距离可采用表4-3所列的数值。
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1.架空线路的结构 架空线路由架空导线、电杆、绝缘子和线路金具等原件组成，如 图4－1所示。在110kV及以上的架空线路上，还应装设避雷线，以 保护全部线路。35kV的线路在靠近变电所1~2km的范围内应装设避 雷线，作为变电所的防雷措施。10kV以下的配电线路，除了雷电活 动强烈的地区，一般不需要装设避雷线。
图4-10 1~10kV电缆环氧树脂中间头
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图4－11 户内式环氧树脂终端头
图4－12 交联电缆热缩终端头
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2.电力电缆的敷设方式
（1）直埋敷设 这种敷设方式投资省、散热好，但不 便检修和查找故障，且易受外来机械 损伤和水土侵蚀，一般用于户外电缆 不多的场合，直埋敷设应使用具有铠 装和防腐层的电缆。如图4－13所示。
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在选择导线截面时要考虑几个条件，即：发热条件、电压损耗 条件、经济电流密度、机械强度等。 根据设计经验，一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路， 通常先按发热条件选择 导线和电缆截面积，再校验电压损耗和机械 强度（电缆不校验机械强度）。低压照明线路，由于照明对电压水 平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条 件和机械强度。35kV及以上的高压线路及35kV以下长距离大电流线 路，可先按经济密度确定经济截面，再校验其他条件。
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电缆线路，在一般环境和场所，可采用铝芯电缆。在重要场 所及有剧烈振动、强烈腐蚀和有爆炸危险场所，宜采用铜芯电缆。 在低压TN系统中，应采用三相四芯或五芯电缆。埋地敷设的电缆， 应采用有外护层的铠装电缆。在可能发生位移的土壤中埋地敷设 的电缆，应采用钢丝铠装电缆。敷设在电缆沟、桥架和水泥排管 中的电缆，一般采用裸铠装电缆或塑料护套电缆，宜优先选用交 联电缆。凡两端有较大高度差的电缆线路，不能采用油浸纸绝缘 电缆。 住宅内的绝缘线路，只允许采用铜芯绝缘线，一般采用铜芯 塑料线。
图4-13 直埋敷设
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（2）电缆沟敷设 电缆沟内可敷设多根电缆，这种敷设方式占 地少，且便于维修，如图4－14所示。
图4－14电缆沟敷设 （a）户内的 （b）户外的 （c）厂区的
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（3）电缆桥架敷设 电缆桥架由支架、托臂、线槽及盖板组成。电缆桥架在户内和户外 均可使用。采用电缆桥架敷设的线路，整齐美观、便于维护，槽内可 以使用价廉的无铠装全塑电缆。电缆桥架亦称电缆托盘，有全封闭与 半封闭等型式。如图4－15所示。
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三、供配电线路导线和电缆的选择
1. 导线和电缆的选择要求 为了保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行，其导线和 电缆的材质与截面积选择非常重要。 在选择导线的材质时，要考虑电网电压等级与敷设的环境等因素。 对于敷设在城市繁华街区、高层建筑群区及旅游区和绿化区的10kV 及以下的架空线路，以及架空线路与建筑物间的距离不能满足安全 要求的地段及建筑施工现场，宜采用绝缘导线。对于10kV及以下的 架空线路，一般采用铝绞线。35kV及以上的架空线路及35kV以下线 路在档距较大、电杆较高时，则宜采用钢芯铝绞线。沿海地区及有 腐蚀性介质的场所，宜采用制绞线或绝缘导线。
表4-7 线路的档距（单位：m）
电压等级 地区 高压 城镇 郊区 40～50 60～100 低压 40～50 40～60
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图4-8 架空导线的档距和弧垂
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二、电力电缆的结构与敷设
在城市和现代化的工厂里逐渐减少架空线路改用电缆。特别是在有腐 蚀气体的易燃易爆场所，更不宜架设架空线路。电缆线路与架空线路相比 虽具有成本高、技资大、维修不便等缺点，但它与架空线路比有以下优点。 1）由于电力电缆大部分敷设于地下，所以不受外力破坏（如雷击、风 害、鸟害、机械碰撞等），不受外界影响，运行可靠，发生故障的几率较 少。 2）供电安全，不会对人身造成各种伤害。 3）维护工作量少，无需频繁地巡视检查。 4）不需要架设杆塔，使市、厂容整洁，交通方便，还能节省钢材。 5）电力电缆的充电功率为容性，有助于提高功率因数。 所以电缆线路在现代化工厂和城市中，得到了越来越广泛的应用。
表4-3 架空导线间的最小距离
档距/m 电压等级 40及 以下 Biblioteka Baidu0 60 70 80 90 100 110 120
高压
0.60
0.65
0.70
0.75
0.85
0.90
1.00
1.05
1.15
低压
0.30
0.40
0.45
0.50
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（5）架空线路的档距、弧垂 架空线路的档距(跨距)是指同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离， 如图4-8所示 线路的档距一般可采用表4-7所列的数值，耐张段不宜超过2km。
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图4-9电力电缆的结构 a）泊浸纸绝缘电力电缆  b)交联聚乙烯绝缘电力电缆 
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（3）电缆的型号 电缆的型号由字母和数字组成，分别表示电缆的结构、适用场合、绝缘种类 和特征。
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（4）电缆头的结构 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。电缆的一端与其他电气设备连 接时，需用电缆终端头；将两条电缆的一端连接成为一条电缆线路时，需 利用电缆中间接头，电缆终端头和中间接头统称为电缆头。
模块四 供配电线路的结构与运行
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供配电线路是电力系统的重要组成部分，担负着输 送和分配电能的任务。按电压等级不同分为高压线路和 低压线路，按结构型式不同又分为架空线路、电缆线路 和室内线路。本模块主要学习工厂供配电线路的结构与 敷设方式，导线和电缆的选择方法以及供配电线路的运 行和维护等方面的技能。使学生对工厂供配电线路施工、 运行和维护有明确的认识，为今后从事工厂供配电线路 维护方面的工作奠定基础。
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学习单元一 供配电线路的结构与敷设
知识目标 理解供配电系统中的电力线路的类型与敷设方式，导线和电 缆的选择原则。 能力目标 明确架空线路和电缆线路的结构与敷设要求，理解导线和电 缆的选择原则，为后续内容的学习打下基础。 重点和难点 教学重点：电力线路的结构和敷设、电力线路导线截面的选 择。 教学难点：电力线路导线截面的选择。
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一、架空线路的结构与敷设 二、电力电缆的结构与敷设 三、供配电线路导线和电缆的选择
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一、架空线路的结构与敷设
架空线路是利用电杆架空敷设导线的露天线路。其优点是敷 设比较容易，投资少、成本低、维修方便、易于发现和排查故障， 因此，在一般的企业里被广泛采用；但它的缺点是占用一定的地 面面积、有碍交通和观瞻、受环境影响、安全可靠性差，因此城 市和现代化的工厂里逐渐减少架空线路，在有腐蚀气体、易燃、 易爆场所更不宜架设架空线路。
图4-1 架空线路的结构
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（1）导线 导线是线路的主体，承担这输送电能的功能。 架空线路的导线一般采用多股绞线。 按材质分，有铜绞线（TJ）、铝绞线（LJ） 和钢芯铝绞线（LGJ）。目前最常用的是 铝绞线，在35kV及以上的架空线路上， 则多采用钢芯铝绞线。钢芯铝绞线简称 “钢芯铝线”，其横截面结构如图4－2 所示。钢芯铝绞线的线芯为钢线，外围 用铝线，利用了钢线机械强度高和铝线 导电性好的优点。
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1.  电力电缆的结构
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（1）电缆的类型 1）按电压可分为高压电缆和低压电缆。 2）按线芯数可分为单芯、双芯、三芯、四芯和五芯等。 3）按线芯材料可分为铜心和铝心两类。 4）按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶绝缘电缆等，还 有正在发 展的低温电缆和超导电缆。 （2）电缆构造 1）线芯 2）绝缘层 3）保护覆盖层
架空线一般采用裸导线，但敷设 在大、中城市区主次干道、繁华街区、 新建高层建筑群区、及新建住宅区的 中、低压架空配电线路以及有腐蚀性 物质的环境中的架空线路，宜采用绝 缘导线。
图4-2 钢芯铝绞线的截面
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表4-2 架空裸导线的最小截面
导线最小截面/mm2 线路类别
铝及铝合金线
图4－15 电缆桥架
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3.电缆敷设的一般要求
（1）为防止电缆在地形发生变化时受过大的拉力，电缆在直埋敷设时要比较 松弛，可作波浪形埋设。电缆长度可考虑1.5%~2%的余量，以便检修。 （2）下列地点的电缆应穿管保护：电缆引入或引出建筑物或构筑物；电缆穿 过楼板及主要墙壁处；从电缆沟道引出至电杆、 或沿墙敷设的电缆距地面2m 以下及地下0.3m深度的一段；电缆 与道路、铁路交叉的一段。所用保护管内径 不得小于电缆外径的1.5倍。以前是采用铜管作保护管，现在可用“碳素管” 作保护管，其性能和价格均优于钢管。 （3）电缆与不同管道一起敷设时应满足下列要求：不允许在敷设煤气管、天 然气管及液 体燃料管路的沟道中敷设电缆；在热力管道的明沟或隧道中，一 般不要敷设电缆；个别情况 下，如不致使电缆过热时，可允许少数电缆敷设 在热力管道的沟道中，但应分隔在不同侧，或将电缆安放在热力管道的下面。 （4）直埋电缆埋地深度不得小于0.7m，土壤沟离建筑物基础不得小于0.6m。 直埋于冻 土地区时，宜埋在冻土层以下。 （5）电缆沟的结构应考虑到防火和防水。电缆沟进入建筑物及隧道的连接处 应设置防火 隔板。电缆沟的排水坡度不得小于0.5%，而且不能排向建筑物内 侧。 （6）电缆的金属外皮和金属电缆头及保护钢管和金属支架等，均应可靠接地 或作等电位 联结。
35kV及以上的线路 居民区 3～10kV线路 非居民区 一般 低压线路 25 16 35 35 35
钢芯铝线
35 25 16 16 16
铜绞线
35 25 16 16 16
与铁道交叉跨 越档
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（2）电杆 电杆是支撑导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。对电杆的要 求是要有足够的机械强度，尽可能地经久耐用，价廉，便于搬运和安 装。 电杆按其材料不同，有木杆、水泥杆和铁塔等。其中水泥杆因其经 济耐用，维护简单等优点，同时可节约大量的木材和钢材，因此得到 普遍的应用。 根据电杆在线路中的的不同作用和受力情况，可分为直线杆、耐张 杆、转角杆、终端杆、分支杆和跨越杆等，各种杆在低压架空线路上 的应用如图4-3所示。
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图4-4 拉线的结构
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图4-5 绝缘子的外形结构
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图4-6 常用的金具
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学习单元一 2.架空线路的敷设
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（1）敷设要求 敷设架空线路要严格遵守相关技术规程和操作规程，自始至终重 视安全教育，采取安全 保障措施，防止发生事故，并严格保证工 程质量，竣工后必须严格按规定的手续和项目进行检查验收，才能 投入使用。 （2）架空线路路径的选择 架空线路路径的选择，应认真进行调查研究，综合考虑运行、 施工、交通条件和路径长度等因素，统筹兼顾，全面安排，进行多 方案的比较，做到经济合理、安全适用。
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图4-3 各种电杆在低压架空线路中的应用
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(3)横担 横担安装在电杆的上部，用来安装绝缘子以架设导线。 (4)拉线 拉线的作用是平衡电杆各方面的受力，防止电杆倾斜。 （5）绝缘子和金具 架空线路的绝缘子又叫瓷瓶，用来固定导线，并使导线之间、导线 与电杆横担之间绝缘。绝缘子要具有一定的电气绝缘强度和机械强度 。