电力线路的敷设.ppt

电力线路的敷设,电气工程系2009年3月,架空线路的成本低，投资少，安装容易，维护和检修比较方便，容易发现和排除故障；但它易受环境(如气温、大气质量和雨雪大风、雷电等)影响，一旦发生断线或倒杆事故，将可能引发次生灾害；而且，架空线路要占用一定的地面和空间，有碍观瞻、交通和整体美化，因此其使用受到一定的限制。,架空线路的结构与敷设,1.架空线路的结构,架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图所示。了防止雷击的侵害，有的架空线路上还架设避雷线(架空地线)。为了加强电杆的稳固性，有的电杆还安装拉线或扳桩。,架空线路的结构1低压导线 2针式绝缘子 3、5横担 4低压电杆 6高压悬式绝缘子 7线夹 8高压导线 9高压电杆 10避雷线,架空线路的导线 导线是架空线路的主体，担负着输送电能的任务。它架设在电杆上，须承受自重和各种外力作用，并受到环境中各有害物质的侵蚀。因此，导线必须考虑导电性能、截面、绝缘、防腐性、机械强度等要求；此外，还要求重量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。架空导线按电压分，有低压导线和高压导线两类。常用低压架空导线电压为220380V，高压架空导线大多为10kV及以上。按导线材料分，有铜、铝、和钢三种。铜线的导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，但价格贵。我国铜资源缺乏，应尽量节约。铝导线的导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差，但它质轻价廉，因此在可以以铝代铜的场合，应优先采用。钢的机械强度很高，且价廉，但导电性差，功率损耗大，并且易生锈，所以，钢线一般只用作避雷线，而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于25。,按导线结构分,有裸导线和绝缘导线。高压架空导线一般采用裸导线，低压架空导线大多采用绝缘导线。裸导线又有单股线和多股绞线两种。架空导线一般采用多股绞线，有铜绞线（TJ）、铝绞线(LJ)和钢芯铝绞线(LGJ)。架空线路的导线一般采用铝绞线，但机械强度要求较高和35kV及以上的架空线路上宜采用钢芯铝绞线（外层为铝线，作为载流部分；内层线芯是钢线，以增强机械强度）。在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区，宜采用防腐钢芯铝绞线(LGJF)或铜绞线。对工厂、城市10kV及以下的架空线路，如安全距离不能满足要求，或者靠近高层建筑、繁华街道及人口密集区，还有空气严重污染和建筑施工场所，按GB50061199766kV及以下架空电力线路设计规范规定，可采用架空绝缘导线。,（2）电杆、横担和拉线 电杆是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱，是架空线路最基本的元件之一。它应有足够的机械强度，尽可能经久耐用，价廉，且便于搬运和安装。电杆按材料分，有水泥杆、木杆和金属杆。目前以水泥杆应用最为普遍，它使用年限长，机械强度高，维护简单，成本低，但重量大，搬运安装不便。金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔，它机械强度大，维修量小，使用年限长，但维修费用高、价格贵，因此，主要用于110kV以上的高压架空线路上；35kV及以上线路和l0kV线路的终端杆一般用铁塔。木杆虽便于加工和运输，但寿命短，又浪费木材，现已基本淘汰。,按电杆在架空线路中的地位和功能分，有直线杆(中间杆)、分段杆(耐张杆)、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式。图5-9是各类型电杆在低压架空线路上的应用。,架空线路的杆型及应用1、8、13、16终端杆 2、6分支杆 14转角杆 3、4、5、7、9、10、15直线杆（中间杆）5分段杆（耐张杆）11、12跨越杆,横担安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以固定导线。常用的有铁横担、木横担和瓷横担。从保护环境和经久耐用看，现在普遍采用的是铁横担和瓷横担，一般不用木横担。瓷横担具有良好的电气绝缘性能，兼有横担和绝缘子的双重功能，可节约木材和钢材，而且一旦发生断线故障时它能作相应的转动，以避免事故的扩大；而且瓷横担结构简单，安装方便，能加快施工进度，又便于维护，因此，在l0kV及以下的高压架空线路中仍有应用。但瓷横担脆而易碎，在运输和安装中要注意。图为高压电杆上安装的瓷横担。,10kV电杆上的瓷横担1-高压导线 2-磁横担 3-电杆,拉线用于平衡电杆所受到的不平衡作用力，并可抵抗风压防止电杆倾倒，如图所示。在受力不平衡的转角杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。拉线必须具有足够的机械强度并要保证拉紧。为了保证其绝缘性能，其上把、腰把和底把用钢绞线制作，且均须安装拉线绝缘子进行电气绝缘。,拉线的结构1电杆 2抱箍 3上把 4拉线 5腰把 7底把 8地盘,（3）绝缘子和金具 绝缘子又称瓷瓶，用于固定导线并使导线和电杆绝缘。因此绝缘子应有足够的电气绝缘强度和机械强度。线路绝缘子有高压和低压两类。图为高压线路绝缘子的外形结构。针式绝缘子按针脚长短分有长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上，短脚绝缘子用在铁横担上。蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。拉线绝缘子用在拉线上，使拉线上下两段互相绝缘。金具是用于安装和固定导线、横担、绝缘子、拉线等的金属附件。,常用的金具如图所示。圆形抱箍把拉线固定在电杆上；花篮螺丝可调节拉线的松紧度；用横担垫铁和横担抱箍把横担固定在电杆上；支撑扁铁从下面支撑横担，防止横担歪斜，而支撑扁铁需用带凸抱箍进行固定；穿心螺栓用来把木横担固定在木电杆上。,2.架空线路的敷设（1）敷设要求 敷设架空线路必须严格遵守有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）路径和杆位的选择 选择架空线路的路径和杆位应符合下列要求：,1）应综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素。路径要短，转角要少，要运输方便施工容易利于巡视和维修。2）宜沿道路平行架设，避免通过行人、车辆、起重机械等频繁活动的地区及露天堆放场而导致的交通与人行困难。,常用的金具a)圆形抱箍 b)带凸抱箍 c)支撑扁铁d)穿心螺栓 e)横担垫铁 f)横担抱箍 g)花篮螺丝,3）宜尽可能减少与其他设施的交叉或跨越建筑物，并与建筑物保持一定的距离。4）避免低洼积水、多尘、有腐蚀性化学气体的场所及有爆炸物和可燃液(气)体的生产厂房、仓库、贮罐等场所。5）应与工厂及城镇规划、环境美化、网络改造等协调配合，并适当考虑今后的发展。（3）导线的排列 三相四线制低压架空线路的导线一般采用水平排列，如图a所示。其中，因中性线的截面较小，机械强度较差，一般架设在中间靠近电杆的位置。如线路沿建筑物架设，应靠近建筑物。中性线的位置不应高于同一回路的相线，同一地区内中性线的排列应统一。三相三线制架空线可采用三角形排列，如图b、c所示，也有水平排列如图f所示。多回路导线同杆架设时，可混合排列或垂直排列，如图d、e所示。但对同一级负荷供电的双电源线路不得同杆架设。而且不同电压的线路同杆架设时，电压较高的导线在上方，电压较低的导线在下方。动力线与照明线同杆架设时，动力线在上，照明线在下。仅有低压线路时，广播通信线在最下方。,导线在电杆上的排列方式1电杆 2横担 3导线 4避雷线,架空线路导线的弧垂，又称弛垂，是指架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线固定点间的垂直距离，如图所示。导线的弧垂不宜过小，也不宜过大。因为弧垂过小会使导线所受的内应力增大，遇大风时易吹断，而天冷时又容易收缩绷断；如果弧垂过大，则不但浪费导线材料，而且导线摆动时容易导致相间短路。此外，架空线路的线间距离、导线对地面和水面的距离、架空线和各种设施接近、交叉的距离以及上述的档距、弧垂等，在GB500611997等的技术规程中都有规定，设计和安装时须严格遵守。,电缆线路的结构与敷设,电缆线路的成本高，投资大，查找故障困难，工艺复杂，施工困难，但它受外界因素(雷电、风害等)的影响小，供电可靠性高，不占路面，不碍观瞻，且发生事故不易影响人身安全，因此在建筑或人口稠密的地方，特别是有腐蚀性气体和易燃、易爆的场所，不方便架设架空线路时，宜采用电缆线路。在现代化工厂和城市中，电缆线路已得到日益广泛的应用。,1.电缆线路的结构,电缆是一种特殊结构的导线，它由线芯、绝缘层和保护层三部分组成，还包括电缆头。电缆结构的剖面示意图如图所示。,1.电缆的类型和结构（1）电缆的类型电缆的种类很多，根据电压、用途、绝缘材料、线芯数和结构等特点分有以下类型：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。单芯电缆一般用于工作电流较大的电路、水下敷设的电路和直流电路；双芯电缆用于低压TN-C、TT、IT系统的单相电路；三芯电缆用于高压三相电路、低压IT系统的三相电路和TN-C系统的两相三线电路、TN-S系统的单相电路；四芯电缆用于低压TN-C系统和TT系统的三相四线电路；五芯电缆用于低压TN-S系统的电路。3)按线芯材料可分为铜芯和铝芯两类。其中，控制电缆应采用铜芯，以及须耐高温、耐火、有易燃、易爆危险和剧烈震动的场合等也须选择铜芯电缆。其他情况下，一般可选用铝芯电缆。,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。油浸纸绝缘电缆耐压强度高，耐热性能好，使用寿命长，且易于安装和维护但因为其内部的浸渍油会流动，因此不宜用在高度差较大的场所。我国生产的塑料绝缘电缆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。塑料绝缘电缆结构简单，成本低，制造加工方便，稳定性高，重量轻，敷设安装方便，且不受敷设高度差的限制及抗腐蚀性好，特别是交联聚乙烯绝缘电缆，它的电气性能更好，耐热性好，载流量大，适宜高落差甚至垂直敷设，因此其应用日益广泛。但塑料受热易老化变形。橡胶绝缘电缆弹性好，性能稳定，防水防潮，一般用做低压电缆。（2）电缆的基本结构电缆是一种特殊结构的导线，它由线芯、绝缘层和保护层三部分组成，还包括电缆头。电缆结构的剖面示意图如图所示。,电缆的剖面图1铅皮 2缠带绝缘 3线芯绝缘 4填充物 5线芯导体,线芯导体要有好的导电性，以减少输电时线路上电能的损失。绝缘层的作用是将线芯导体和保护层相隔离，因此必须具有良好的绝缘性能和耐热性能。油浸纸绝缘电缆以油浸纸作为绝缘层，塑料电缆以聚氯乙烯或交联聚乙烯作为绝缘层。保护层又可分为内护层和外护层两部分。内护层直接用来保护绝缘层，常用的材料有铅、铝和塑料等。外护层用以防止内护层受到机械损伤和腐蚀，通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外覆沥青，麻被或塑料护套。油浸纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆的结构图如图所示。,油浸纸绝缘电缆1缆芯（铜芯或铝芯）2油浸纸绝缘层 3麻筋（填料）4油浸纸（统包绝缘）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）,交联聚乙烯绝缘电缆1缆芯（铜芯或铝芯）2交联聚乙烯绝缘层 3聚氯乙烯护套（内护层）4钢铠或铝铠（外护层）5聚氯乙烯外套（外护层）,电缆头指的是两条电缆的中间接头和电缆终端的封端头。电缆头是电缆线路的薄弱环节，是大部分电缆线路故障的发生处。因此，电缆头的安装和密封非常重要，在施工和运行中要由专业人员进行操作。,（3）电缆的型号每一个电缆的型号表示这种电缆的结构，同时也表明这种电缆的使用场合、绝缘种类和某些特征。电缆型号的表示顺序如下：,电缆型号中每个字母的含义见表,2.电缆线路的敷设,电缆敷设的基本方法有直接埋地敷设、采用电缆隧道敷设、电缆排管敷设、利用电缆沟敷设和电缆桥架敷设等。,电缆直接埋地敷设,电缆隧道,电缆隧道敷设 1电缆 2支架 3维护走廊 4照明灯具,电缆在电缆沟内敷设a)户内电缆沟 b)户外电缆沟 c)厂区电缆沟1盖板 2电力电缆 3电缆支架 4预埋铁件,对于工厂配电所、车间、大型商厦和科研单位等场所，因其电缆数量较多或较集中，且设备分散或经常变动，一般采用电缆桥架的方式敷设电缆线路，电缆桥架的结构如图所示。电缆桥架使电缆的敷设更标准、更通用且结构简单、安装灵活，可任意走向，并具有绝缘和防腐蚀功能，适用于各种类型的工作环境，使配电线路的敷设成本大大降低。,电缆桥架的结构1支架 2盖板 3支臂 4线槽 5水平分支线槽 6垂直分支线槽,（2）电缆的敷设要求 电缆敷设要严格遵守技术规程和设计要求；竣工后，要按规定的手续和要求检查和验收，以保证电缆线路的质量。具体的规定和要求可查阅GB502171994电力工程电缆设计规范。（3）电缆敷设路径的选择 电缆敷设路径的选择应符合以下要求：1）避免电缆遭受机械性外力、过热和腐蚀等的危害；2）在满足安全条件下尽可能缩短电缆敷设长度；3）便于运行维护；4）避免将要挖掘施工的场所。,车间线路的结构和敷设,车间线路.包括室内配电线路和室外配电线路。室内(厂房内)配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则多采用裸导线(母线)，少数采用电缆。室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路，都采用绝缘导线。,1.车间线路的导线种类和结构（1）绝缘导线 按芯线材料分，有铜芯和铝芯两种。重要线路如办公楼、实验室、图书馆和住宅等的导线以及高温、剧烈振动和有腐蚀性气体的场所，应采用铜芯绝缘导线。,绝缘导线按绝缘材料分，有橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好，耐油和酸碱腐蚀，且价格较低，又可节约大量橡胶和棉纱，因此在室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线；但塑料在低温下易变硬发脆高温时又易软化老化，因此室外敷设应优先选用橡皮绝缘导线。,（2）裸导线 车间内的配电裸导线大多采用硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。常用的有矩形的硬铝母线（LMY）和硬铜母线（TMY）。为了识别裸导线（裸母线）的相序，现在的方法是在导线上刷贴不同颜色的油漆来代表其相序。如：三相交流系统中的L1、L2、L3分别用黄、绿、红表示；PEN和N线用淡蓝表示；PE线用黄绿双色表示。在直流系统中，正极用褚色，负极用蓝色。,2.车间线路的敷设（1）绝缘导线的敷设,1)绝缘导线的敷设方式 绝缘导线的敷设方式分明敷和暗敷两种。在明敷情况下，导线每隔一定距离，固定在夹持件上，或者穿过硬塑料管、钢管、线槽等保护体内，再直接固定在建筑物的墙壁上、顶棚的表面或支架上。这种敷设方式广泛用于潮湿的房间、地下室和过道内。,而暗敷是导线直接或者穿在保护它的管子、线槽内，敷设在墙壁、顶棚、地坪、楼板等的内部或水泥板孔内。按照绝缘导线在敷设时是否穿管或线槽又有以下几种方式：塑料护套绝缘导线的直敷布线（建筑物顶棚内不得采用）；绝缘导线穿金属管（钢管）、电线管的明敷和暗敷（不宜用在有严重腐蚀的场所）；绝缘导线穿塑料管的明敷、暗敷（不宜用在易受机械损伤的场所）、穿金属线槽的明敷（适用于无严重腐蚀的室内）和地面内暗装金属线槽布线（适用于大空间且隔断变化多、用电设备移动多或同时敷设有多种功能线路的室内，一般暗敷在水泥地面、楼板或楼板垫层内）。,2)绝缘导线的敷设要求，应符合有关规程的规定，其中有几点要特别提出 线槽布线和穿管布线的导线，在中间不许直接接头，接头必须经专门的结线盒；穿金属管和穿金属线槽的交流线路，应将同一回路的所有相线和中性线(如有中性线时)穿于同一管、槽内；如果只穿部分导线，则由于线路电流不平衡而产生交变磁场作用于金属管、槽，导致涡流损耗的产生，对钢管还将产生磁滞损耗，使管、槽发热，而导致其中的绝缘导线过热甚至可能烧毁。,导线管槽与热水管、蒸汽管同侧敷设时，应敷设在水、汽管的下方；有困难时，可敷设在其上方，但相互间的距离应适当增大，或采取隔热措施。（2）裸导线的敷设方式在现代化的生产车间内，裸导线大多采用封闭式母线(又称母线槽)布线。封闭式母线安全、灵活、美观、容量大，但耗用金属材料多，投资大。如图所示为封闭式母线在机械加工车间内的应用。,封闭式母线适用于干躁和无腐蚀性气体的场所。封闭式母线水平敷设时，至地面的距离不应小于2.2m。垂直敷设时，距地面1.8m以下部分应采取防止机械损伤的措施。但敷设在电气专用房间内如配电室、电机室时除外。,封闭式母线槽常采用插接式母线槽。其特点为容量大、绝缘性能好、通用性强、拆装方便、安全可靠、使用寿命长等，并且可通过增加母线槽的数量来延伸线路。,封闭式母线在机械加工车间内的应用1馈电母线槽 2配电装置 3插接式母线槽 4机床 5照明母线槽 6灯具,插接式母线槽在高层建筑内的敷设方式1变压器 2进线箱 3配电箱 4结线节 5垂直L形弯头 6水平L形头 7变容节 8地面支架 9出线口 10楼层 11分线箱 12垂直Z形弯头 13水平Z形弯头,插接式母线槽在车间内的敷设方式1配电盘 2结线节 3垂直L形弯头 4吊装支架 5水平T形弯头 6-水平字弯头 7垂直Z形接头 8变容节 9分线箱 10出线口 11端封 12水平L形弯头,