第5部分工厂电力线路

第5章 工厂电力线路工厂供电工厂供电天津理工大学中环信息学院自动化工程系本章属于工厂供电的一次部分内容本章属于工厂供电的一次部分内容教学内容教学内容：工厂电力线路及其结线方式；工厂电力线：工厂电力线路及其结线方式；工厂电力线路的结构和敷设；导线和电缆截面的选择计算；车间路的结构和敷设；导线和电缆截面的选择计算；车间动力电气平面布线图；工厂电力线路的运行维护。动力电气平面布线图；工厂电力线路的运行维护。教学重点教学重点：工厂电力线路及其结线方式；工厂电力线：工厂电力线路及其结线方式；工厂电力线路的结构和敷设；路的结构和敷设；导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算第5章 工厂电力线路放射式、树干式和环式放射式、树干式和环式（一）放射式接线（一）放射式接线 指变配电所高压母线上引出指变配电所高压母线上引出的一回线路直接向一个车间变电所的一回线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不支接或高压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。其他负荷。优点：优点：可靠性较高；可靠性较高；保护装置保护装置简单且易于整定计算简单且易于整定计算运行操作简运行操作简单，切换方便单，切换方便缺点：缺点：某一回路断电后，该回路某一回路断电后，该回路短时难以恢复供电；短时难以恢复供电；投资较多投资较多(a)(a)双干线供电双干线供电 (b)两端供电两端供电 双干线供电及两端供电的接线方式双干线供电及两端供电的接线方式 （三）环式接线（三）环式接线影响整个电网，也影响整个电网，也为了便于实现线路为了便于实现线路的选择性，因此多的选择性，因此多数环式线路采取数环式线路采取“开口开口”运行方式，运行方式，即环式线路有一处即环式线路有一处开关是断开的。开关是断开的。为了避免环式线路上发生故障时为了避免环式线路上发生故障时环式接线，实质上是两端供电的树干式接线。环式接线，实质上是两端供电的树干式接线。低压母线放射式低压母线放射式配电的树干式配电的树干式低压低压“变压器变压器-干线组干线组”的树干的树干式式链式接线链式接线 特点与树干式基本相同，适于用电气设备彼此特点与树干式基本相同，适于用电气设备彼此相距很近而容量均较小的次要用电设备。链式相连相距很近而容量均较小的次要用电设备。链式相连的用电设备一般不宜超过的用电设备一般不宜超过5 5台，链式相连的配电箱不台，链式相连的配电箱不宜超过宜超过3 3台，且总容量不宜超过台，且总容量不宜超过10kW10kW。(a)(a)连接配电箱连接配电箱 (b)(b)连接电动机连接电动机 低压链式接线低压链式接线 架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线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、耐腐蚀性和机械路。导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。强度。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。电缆线路由电力电缆和电缆线路由电力电缆和电缆头电缆头(包括电缆中间接头包括电缆中间接头和电缆终端头和电缆终端头)组成。组成。电缆的类型很多。电力电缆按其缆芯材质分铜芯电缆的类型很多。电力电缆按其缆芯材质分铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分油浸纸绝缘油浸纸绝缘的的和和塑料绝缘塑料绝缘的两大类。塑料绝缘电缆又有的两大类。塑料绝缘电缆又有聚氯乙烯绝聚氯乙烯绝缘及护套电缆缘及护套电缆和和交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆两种。两种。在配电系统中应用较广在配电系统中应用较广导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择导线和电缆（含母线）的截面的选择必必须满足下列条件：须满足下列条件：.发热条件发热条件 导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温度，度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。不应超过其正常运行时的最高允许温度。2.2.电压损耗电压损耗 导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗值。不应超过正常运行时允许的电压损耗值。.经济电流密度经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路，高压线路及特大电流的低压线路，一般应按规一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面，以使线路定的经济电流密度选择导线和电缆的截面，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。电能和有色金属。.机械强度机械强度 导线的截面导线的截面应不小于最小允许截面应不小于最小允许截面由于电缆的机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。路热稳定度。00alalK 必须注意，按发热条件选择导线和电缆截面时，还必须注意，按发热条件选择导线和电缆截面时，还必须按式（必须按式（6-46-4）或式（）或式（6-156-15）来校验导线和电缆截面）来校验导线和电缆截面与其保护装置（熔断器或低压断路器保护）是否配合得与其保护装置（熔断器或低压断路器保护）是否配合得当。当。3.3.保护中性线保护中性线(PEN(PEN线线)截面的选择截面的选择 PENPEN线兼有线兼有PEPE线和线和N N线的双重功能，因此其截面线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述选择应同时满足上述PEPE线和线和N N线的要求，取其中的最线的要求，取其中的最大值。大值。30ececIAj 5.3.3 5.3.3、按经济电流密度选择导线和电缆的截面、按经济电流密度选择导线和电缆的截面按经济电流密度按经济电流密度j jecec计算计算经济截面经济截面A Aecec的公式为：的公式为：从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用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，用符号接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号A Aecec表表示。示。5.3.4 5.3.4、按线路电压损耗选择导线和电缆的截面、按线路电压损耗选择导线和电缆的截面a)b)图图5-31 两相三线线路两相三线线路a)电路图电路图 b)线路电压降相量图线路电压降相量图 电力线路的类型电力线路的类型发热条件发热条件允许电允许电压损失压损失经济电经济电流密度流密度机械强度机械强度35kV35kV及以上及以上电源进线电源进线无调压设备的无调压设备的6 610 kV10 kV较长线路较长线路6 610 kV10 kV较短线路较短线路低压低压线路线路照明线路照明线路动力线路动力线路电力线路截面的选择和校验项目电力线路截面的选择和校验项目 校验的项目，校验的项目，选择的依据选择的依据车间动力电气平面布线图车间动力电气平面布线图 电气平面布线图，就是在建筑平面图上，应电气平面布线图，就是在建筑平面图上，应用国家标准规定的有关图形符号和文字符号，按用国家标准规定的有关图形符号和文字符号，按照电气设备的安装位置及电气线路的敷设方式、照电气设备的安装位置及电气线路的敷设方式、部位和路径绘制的电气布置图。部位和路径绘制的电气布置图。电气平面布线图按布线地区来分，有厂区平电气平面布线图按布线地区来分，有厂区平面布线图、车间电气平面布线图和弱电系统（包面布线图、车间电气平面布线图和弱电系统（包括广播、电视、电话和网络等）电气平面布线图括广播、电视、电话和网络等）电气平面布线图等。等。车间动力电气平面布线图是表示供电系统对车间动力电气平面布线图是表示供电系统对车间动力设备配电的电气平面布线图车间动力设备配电的电气平面布线图机械加工车间机械加工车间(一角一角)的动力电气平面布线图的动力电气平面布线图电力线路的运行维护与检修试验电力线路的运行维护与检修试验一般要求一般要求 对厂区架空线路，一般要求每月进行一次巡视对厂区架空线路，一般要求每月进行一次巡视检查、特殊情况下，要临时增加巡视次数检查、特殊情况下，要临时增加巡视次数巡视项目巡视项目 电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现 象；如有，象；如有，应设法修理或更换应设法修理或更换。沿线路周围，有无危险建筑物；沿线路周围，有无危险建筑物；应尽可能保证应尽可能保证在雷雨季节和大风季节里。周围建筑物不致对线在雷雨季节和大风季节里。周围建筑物不致对线路造成损坏路造成损坏。沿线路的地面是否堆放有易燃、易爆和强腐蚀性沿线路的地面是否堆放有易燃、易爆和强腐蚀性 物品；如有，物品；如有，应设法清除应设法清除 线路上无树枝、风筝等杂物悬挂；如有，线路上无树枝、风筝等杂物悬挂；如有，应设法应设法清除清除。拉线和板桩是否完好，绑扎线是否良好，紧固可拉线和板桩是否完好，绑扎线是否良好，紧固可靠；如有缺陷，靠；如有缺陷，应设法修理或更换应设法修理或更换。导线接头是否接触良好，有无过热发红、严重氧导线接头是否接触良好，有无过热发红、严重氧化、腐蚀或断脱现象，绝缘子有无破损和放电现象。化、腐蚀或断脱现象，绝缘子有无破损和放电现象。如有，如有，应设法修理或更换应设法修理或更换。避雷装置的接地是否良好，接电线有无锈断情况。避雷装置的接地是否良好，接电线有无锈断情况。有雷雨季节来临之前，应重点检查，以确保防雷安有雷雨季节来临之前，应重点检查，以确保防雷安全全。其他危及线路安全运行的异常情况。其他危及线路安全运行的异常情况。5.5.25.5.2电缆线路的运行维护电缆线路的运行维护 每季进行一次巡视检查，并应经常监视其负荷每季进行一次巡视检查，并应经常监视其负荷大小和发热情况。遇特殊情况，应增加巡视次数。大小和发热情况。遇特殊情况，应增加巡视次数。巡视项目巡视项目u 电缆头及瓷套管有无损坏和放电痕迹；对填充有电缆电缆头及瓷套管有无损坏和放电痕迹；对填充有电缆胶的电缆头，还应检查有无漏油现象。胶的电缆头，还应检查有无漏油现象。u 对明敷电缆，还应检查电缆外皮有无锈蚀、损伤、沿对明敷电缆，还应检查电缆外皮有无锈蚀、损伤、沿线支架或挂钩有无脱落，线路上及附近有无堆放易燃易爆线支架或挂钩有无脱落，线路上及附近有无堆放易燃易爆及强腐蚀性物品。及强腐蚀性物品。u 对暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板和其他保护对暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板和其他保护设施是否完好，有无挖掘痕迹，路线标桩水斗完整无缺。设施是否完好，有无挖掘痕迹，路线标桩水斗完整无缺。一般要求一般要求u 电缆沟内有无积水或渗水现象，是否堆放有杂物及易电缆沟内有无积水或渗水现象，是否堆放有杂物及易燃易爆等危险品。燃易爆等危险品。5.5.35.5.3车间配电线路的运行维护车间配电线路的运行维护一般要求一般要求每周进行一次巡视检查每周进行一次巡视检查巡视项目巡视项目检查导线的发热情况检查导线的发热情况检查线路的负荷情况检查线路的负荷情况检查配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地保检查配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地保护装置等的运行情况护装置等的运行情况检查线路上及线路周围有无影响检查线路上及线路周围有无影响 线路安全的异常情况线路安全的异常情况对敷设在潮湿、有腐蚀性物质的场所的线路和设备，要作对敷设在潮湿、有腐蚀性物质的场所的线路和设备，要作定期的绝缘检查，绝缘电阻一般不低于定期的绝缘检查，绝缘电阻一般不低于0.5M0.5Mu线路上各种接地是否良好，有无松脱、断股和腐蚀现象。线路上各种接地是否良好，有无松脱、断股和腐蚀现象。u其他危及电缆安全运行的异常情况。其他危及电缆安全运行的异常情况。5.5.45.5.4线路运行中突然停电的处理线路运行中突然停电的处理根据不同情况分别进行处理根据不同情况分别进行处理当进线没有电压时当进线没有电压时当双回路进线中的一回路进线停电时当双回路进线中的一回路进线停电时厂内架空线路发生故障使开关跳闸时厂内架空线路发生故障使开关跳闸时对放射式线路中某一分支线上的故障对放射式线路中某一分支线上的故障检查，可采用检查，可采用“分路合闸检查分路合闸检查”的方法。的方法。5.5.55.5.5电力线路的检修电力线路的检修分为停电检修和不停电检修分为停电检修和不停电检修架空线路的检修架空线路的检修电缆线路的检修电缆线路的检修大多发生在电缆的中间接头和终端头处大多发生在电缆的中间接头和终端头处5.5.65.5.6电力线路的试验电力线路的试验绝缘电阻的测量和定相绝缘电阻的测量和定相作业P196 5-1；5-214:5448附录表附录表19 绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量 1.绝缘导线明敷时的允许载流量绝缘导线明敷时的允许载流量 （单位为A）注：注：型号表示：铜芯橡皮线-BX，铝芯橡皮线-BLX，铜芯塑料线-BV，铝芯塑料线-BLV。塑 料 绝 缘 线4035204415704766155106602403003873284233554583804903324283634683925064205401852573322813623033913254192843663114013364333604641502252902463172663432833652433162683462803613104001201972542162792333012503232092702292952473192653429516220917722819124620526417422419024520626622028470130168142183154199165213138178151195163210175226501021321121441211561301681091411191541291661381783583107901169812610513587112951231021321101422563816989749580103678673947910285110164659516655715976516656726077658410334136463950425435453849425445586253227352937324127353039324135454192521272330253221272330253227352.5铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯4035302540353025环 境 温 度橡 皮 绝 缘 线芯线截面/mm214:54496571778374838794839199106铝50(50)40849299107(50)32951041121214032107117128137铜35535863686065717668748086铝40(50)406875818840327784929840328895103111铜25414448524651555952576166铝(50)40403253576267323259667176322567747985铜16313437403639434641444852铝403232254044852322546505559322553576267铜10232528302629313429323437铝3225252530323639252034374044252037414448铜6181921231921232522242628铝2520252023252730252025273032252028313436铜4121314161516171916181921铝2520252015171821201519212225201521232527铜2.5MTSCMTSC40353025MTSC40353025MTSC40353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3根穿管管径/mm3根单芯线2根穿管管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm22.橡皮绝缘导线穿钢管时的允许载流量橡皮绝缘导线穿钢管时的允许载流量 （单位为A）下页接续下页接续14:54502.橡皮绝缘导线穿钢管时的允许载流量（续）橡皮绝缘导线穿钢管时的允许载流量（续）（单位为A）197216233250213233252270233255275295铝100802542793013238027530132534880301329355381铜185174190205220180207224240205224243260铝100802242452662847024426728931070264289313335铜150150164177190166181196210181198215230铝80701942162282457021423325327170233255277297铜120126138149160142155168180158173187200铝70701631781922067018320021723270204223241258铜95105113124133118129140150130142154164铝7070135148160172(50)50152166181194(50)50168183199212铜7083909810593102110118105115124133铝7050107116126135(50)50120132142152(50)40135148160172铜50MTSCMTSC40353025MTSC40353025MTSC40353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3根穿管管径/mm3根单芯线2根穿管管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm2注：注：1.穿线管符号：SC-焊接钢管，管径按内径计；MT-电线管，管径按外径计。2.45根单芯线穿管的载流量，是指低压TN-C系统、TN-S系统或TN-C-S系统中的相线载流量，其中N 线或PEN线中可有不平衡电流通过。如果三相负荷平衡，则虽有4根或5根导线穿管，但导线的载流 仍按3根导线穿管考虑，而穿线管管径则按实际穿管导线数选择。14:54513.塑料绝缘导线穿钢管时的允许载流量塑料绝缘导线穿钢管时的允许载流量 （单位为A）6369748071778490798693100铝40(50)40818995103403292991081164032102111120129铜35515660655560657063697480铝(50)324032667277843232717784903225818995103铜25394346504448525649545863铝4032322550555965322557626772252563707581铜16303235383438414438424549铝3225252539414549252044495357252049545863铜10222426282527293227303235铝2525252028313436201532353741201535394145铜6171920221820222421232527铝2020201521232628151523262831151527303235铜4111214151415161915171820铝2015151514161819151518192123151519212326铜2.5MTSCMTSC40353025MTSC40353025MTSC40353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3根穿管管径/mm3根单芯线2根穿管管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm2下页接续下页接续14:5452铝80802332552772977025928430732970290317343368铜185158173187200177194210225197216233250铝80702042232412587022825027129070254279301323铜150136148160172154168182195174190205220铝807017319120622250199217235252(50)50224245264284铜120120131142152134147158170150164177190铝707015516918319650173190204219(50)50194212228245铜95100109118127113123133143122134144155铝7050129141150164(50)501461591721845050157173186200铜70798693100879510211098108116125铝50(50)50102111120129(50)401121231321425040126139150161铜50MTSCMTSC40353025MTSC40353025MTSC40353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3根穿管管径/mm3根单芯线2根穿管管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm2注：注：同上表注。3.塑料绝缘导线穿钢管时的允许载流量（续）塑料绝缘导线穿钢管时的允许载流量（续）（单位为A）14:5453 58 64 69 74 66 72 78 84 7582 8895铝5040 75 83 89 9540 85 9310110840 97106114123铜35 47 51 56 60 53 58 63 68 60667177铝4040 61 66 72 7732 68 75 81 8832 77859299铜25 36 39 4346 41 44 48 52 45505458铝4032 46 50 55 59 32 53 57 62 6732 58657075铜16 27 30 32 35 31 34 3740 34 384144铝3232 35 38 41 4525 40 44 48 5225 44495357铜10 20 22 24 26 22 25 27 29 26283033铝3225 26 28 31 3420 28 32 35 3720 34363943铜6 15 17 18 20 18 19 21 23 19212325铝2520 20 22 23 2620 23 25 27 3020 25273032铜4 11 12 14 15 13 14 15 17 15161719 铝2520 14 16 18 1915 17 18 19 2215 19212225铜2.5403530 25 40 3530 2540353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管 管径 /mm4根穿管 管径 /mm45根单芯线3根穿管 管径 /mm3根单芯线2根穿管 管径 /mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm24.橡皮绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量橡皮绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量下页接续下页接续14:5454注：注：如前面附录表19-2的注2所述，如果三相负荷平衡，则虽有4根或5根导线穿管，但导线的载流量仍按3 根导线穿管选择，而穿线管管径则按实际穿管导线数选择。183200216232201220238255223243263282铝1001002362582792998025928430732080288313339364铜185162177191205179196212227197215233250铝90802092282462647523125327329375254277301323铜150134147158170150164177190166181196210铝80801731902042196519421222824565214233253271铜120118129140150130142154165143159172184铝80751521661811946516818319921350187205222237铜95 94103112120106116126135121132143153铝75651221331441555013715016317450156170184197铜70 7582 88 95 86 93100108 94103112120铝6550 971061141235011112012913940121133145155铜50403530 25 40 3530 2540353025环境温度/环境温度/环境温度/5根穿管 管径 /mm4根穿管 管径 /mm45根单芯线3根穿管 管径 /mm3根单芯线2根穿管 管径 /mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm24.橡皮绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量（续）橡皮绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量（续）14:545565507177849040818995103409299108116铜35556065706369748071778490铝45495357515660653257636873铝504058636874406672778474818894铜25343841443842454943475155铝40324449535732495458633251616671铜16262830333032353833363942铝32323436394325394245492543465054铜10192123252123252724262831铝32252527303220273032352031343640铜6151617191719202218202224铝25201920222520222426282023262831铜4111213141213141614151618铝25201415171815151718211518192123铜2.5403530254035302540353025环境温度/环境温度 /环境温度 /5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3根穿管管径/mm3根单芯线2根穿管管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm2 5.塑料绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量塑料绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量 下页接续下页接续14:5456 5.塑料绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量（续）塑料绝缘导线穿硬塑料管时的允许载流量（续）16713198212185203219235209220247265铝100902152362552738023926228330375270295319342铜185146160172185163179193207181198215230铝90801882062222307521023124926775233255277297铜150126138149160142155168180158173187206铝80751631781922066518320021723265205223241266铜120110121130140124136147158138151163175铝75751421561681816516017519020465178195210226铜959098107115102112121130114125135145铝75651161281381485013214415616850147161174187铜70717784908089951029098106114铝656592991081165010311412313250116126137147铜50403530254035302540353025环境温度/环境温度 /环境温度 /5根穿管管径/mm4根穿管管径/mm45根单芯线3管穿管管径/mm3根单芯线2根穿管 管径/mm2根单芯线芯线材质芯线截面/mm2注：注：1.同上表注。2.管径在工程中常用英寸（in）表示，管径的SI制（单位mm）与英制（单位in）近似对照如下：43(1/2)32(3/4)2(1/2)21(1/2)1(1/4)13/41/2 英制，单位in10090807065504032252015 SI制，单位