工厂供电课件第5章.ppt
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1、5.1 工厂电力网路的基本接线方式5.2 工厂架空线路5.3 工厂电缆线路5.4 车间内配电线路5.5 线路运行时突然停电的处理5.6 供电线路导线和电缆的选择,第五章 工厂电力线路,5.1 工厂电力网路的基本接线方式,5.1.1 高压配电线路的接线方式5.1.2 低压配电线路的接线方式,高、低压电力线路的基本接线方式有三种类型:放射式树干式环式,5.1.1 高压配电线路的接线方式,高压配电线路的接线方式:放射式、树干式及环式。,1放射式高压放射式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的一回线路,只直接向一个车间变电所或高压用电设备供电,沿线不分接其他负荷,如图5.1(a)所示。这种接线方式简捷
2、,操作维护方便,保护简单,便于实现自动化。但高压开关设备用得多,投资高,线路故障或检修时,由该线路供电的负荷要停电。,图4.1 高压放射式接线,2树干式高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上,沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式,如图5.2(a)所示。这种接线从变配电所引出的线路少,高压开关设备相应用得少。配电干线少可以节约有色金属,但供电可靠性差,干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。所以一般干线上连接的变压器不得超过5台,总容量不应大于3 000kVA。,(a)无备用的单回路树干式(b)两端电源的单回路树干式图5.2 高压树干式接线,3环式高压环式接线
3、其实是树干式接线的改进,如图5.3所示,两路树干式线路连接起来就构成了环式接线。这种接线运行灵活,供电可靠性高。当干线上任何地方发生故障时,只要找出故障段,拉开其两侧的隔离开关,把故障段切除后,全部线路可以恢复供电。由于闭环运行时继电保护整定比较复杂,所以正常运行时一般均采用开环运行方式。,图5.3 高压环式接线,图5.2 高压树干式接线,两端电源的单回路树干式,放射式,供电可靠性较高,所用开关设备及配电线路也较多。多用于用电设备容量大,负荷性质重要,车间内负荷排列不整齐及车间为有爆炸危险的厂房等情况。,5.1.2 低压配电线路的接线方式,引出的配电干线较少,采用的开关设备较少,干线出现故障就
4、会使所连接的用电设备均受到影响,供电可靠性较差。,树干式,供电可靠性高,一般线路故障或检修只是引起短时停电或不停电,经切换操作后就可恢复供电。保护装置整定配合比较复杂,所以低压环形供电多采用开环运行。,环式,5.2工厂架空线路,5.2.1 工厂架空线路的结构5.2.2 工厂架空线路的运行管理和检修5.2.3 低压架空绝缘线路,架空线路和电缆线路是应用最普遍的两大类室外供电线路。架空线路在城区外部应用的较为广泛。优点:成本低、投资少、安装容易、维护和检修方便,易于发现和排除故障;缺点:架空线路会占用较多的土地,影响环境美观,易发生故障,可能会影响交通等;电缆线路在城市(特别是大中城市)内部应用很
5、广泛。,优点:一般埋设在土壤、室内、沟道或隧道中,它占地少,整齐美观,并且受气候条件和周围环境的影响小,传输性能稳定,故障少,安全可靠,维护工作量小。缺点:电缆线路投资大,线路不易变动,寻测故障困难,检修费用大,电缆终端的制作工艺要求也很复杂等。因此,在决定供电线路是使用电缆,还是使用架空线时,要全面统筹考虑,综合各方面的因素来决定。,工厂架空电力线路是由电杆、导线、金具、绝缘子、横担构成的,为了平衡电杆各方向的拉力,增强电杆稳定性,有的电杆上还装有拉线。为防雷击,有的架空线路上还架有避雷线。架空线路的基本结构如图5.7所示。,5.2.1 工厂架空线路的结构,图5.7 架空线路的基本结构1导线
6、;2绝缘子;3横担;4金具;5拉线;6电杆,电线杆,导线,针式绝缘子,铁横担,拉线抱箍,楔形线夹,可调式U形线夹,拉线,拉线盘,抱箍,卡盘,底盘,电杆,机械强度大,维修工作量小,使用年限长,但价格较贵且材料来源比较紧张,主要应用于高压架空线路。,使用年限长,维修工作量小,能节省大量的钢材和木材,质量大,运输与施工不方便。,被淘汰,电杆类型,(1)直线杆:又称中间杆,是架空线路使用最多的电杆,大约占全部电杆的80%。直线杆只承受导线本身的重量和拉力,顶部比较简单,一般不装拉线。(2)耐张杆:又称承力杆或锚杆,是为了防止线路某处断线,使整个线路拉力不平衡以致倾倒而设的。通常在耐张杆的前后方各装一根
7、拉线,用来平衡这种拉力。(3)终端杆:终端杆是安装在线路起点和终点的耐张杆。终端杆只有一侧有导线,为了平衡单方向导线的拉力,需要在导线的对面装拉线。,(4)转角杆:转角杆用在线路改变方向的地方,通过转角可以实现线路转弯。(5)分支杆:分支杆用于线路的分支处,它是一种特殊的耐张杆,受外力作用较多,承受顺线路方向的拉力、导线的重力、水平方向的风力及分支线路方向的导线拉力、重力等。(6)特种杆:用于跨越铁路、公路、河流、山谷的跨越杆塔,线路中导线需要换位处的换位杆塔及其他电力线路所采用的特殊形式的杆塔,统称为特种杆。,导线,导线有裸导线和绝缘导线两种。架空线路一般采用裸导线导线在电杆上的排列方式有三
8、种三角形排列水平排列垂直排列,导线的材料有铝和铜两种铝绞线的优点是重量轻,价格低,缺点是导线性能比铜差,机械强度低,运行中表面易形成氧化铝薄膜,使接头的接触电阻增大。工厂里最常用的是LJ型铝绞线。在负荷较大、机械强度要求高和35kV及以上的架空线路上,多采用LGJ型钢芯铝绞线,用以增强导线的机械强度。铜绞线的优点是导电性能最好,机械强度也高,抗腐蚀性能好,但密度大,价格贵。,电杆与横担组装在一起,其作用是支持绝缘子架设导线,保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。常用的横担有角铁横担、木横担以及低压瓷横担。铁横担的机械强度高,应用广泛。瓷横担兼有横担和绝缘子的作用,但机械强度低,一般仅用于较
9、小截面导线的架空线路。,横担,角铁横担和木横担的长度根据导线的根数、相邻电杆间挡距(跨距)的大小和线间距离决定。规程规定,高、低压线路同杆架设时,直线杆横担间的垂直距离不小于1.2m,分支杆或转角杆横担间垂直距离不小于1m。低压线路与低压线路同杆架设时,直线杆横担间的垂直距离不小于0.6m,分支杆或转角杆横担间垂直距离不小于0.3m。,表5.1 低压线路不同挡距时的最小线间距离,绝缘子,绝缘子用来支承架空导线,使导线与大地保持足够的绝缘,同时还承受着导线的质量与其他作用力。在工厂架空线路上常用的绝缘子有针式绝缘子、蝴蝶式绝缘子、拉线绝缘子。,图5.8 常见的几种绝缘子,针式绝缘子有木横担直脚、
10、铁横担直脚和铁横担弯脚三种类型。按针脚长短分为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。,金具和拉线 金具是架空线路上用来连接导线、安装横担和绝缘子等所用到的金属部件。,图4.9 常用的金具,圆形抱箍可以把拉线固定在电杆上花篮螺丝可以调节拉线的紧度横担垫铁和横担抱箍可以把横担装在电杆上支撑扁铁从下面支撑横担,可以防止横担歪斜,支撑扁铁的下端需要固定在带凸抱箍上木横担安装在木电杆上时,需要用穿心螺钉拧紧各种金具都应该镀锌或涂漆,防止生锈。,1线路巡视(1)定期巡视(2)特殊巡视(
11、3)夜间巡视(4)故障巡视(5)登杆塔巡查,5.2.2 工厂架空线路的运行管理和检修,2事故预防架空配电线路经常出现故障的设备有电杆、导线、绝缘子等。应根据事故特点,掌握季节和环境变化,采取以下的预防措施:,(1)防污(2)防雷(3)防暑监视(4)防寒防冻(5)防风(6)防汛,低压架空线路长期露天运行,受环境和气候影响会发生断线、污染等故障。为确保线路长期安全运行,必须坚持经常性的巡视和检查,以便及时消除设备隐患。(1)电杆电杆的检修主要是加固电杆基础,扶直倾斜的电杆,修补有裂纹露钢筋的水泥杆,处理接触不良的接头和松弛、脱落的绑线,紧固电杆各部分的连接螺母,更换或加固腐朽的木杆及横担。,3线路
12、检修,(2)导线检修导线主要是调整导线的弧垂,修补或更换损伤的导线,调整交叉跨越距离。(3)绝缘子绝缘子要清扫,并及时更换劣质或损坏的绝缘子、金具或横担。,特点绝缘线具有耐候性能,估计能够使用20年,其载流量略大于裸导线,在截面为16240mm的范围内,同截面的绝缘铝芯线比铝绞线的载流量大约大1.051.15倍。绝缘层的耐磨性能很好。安装绝缘线可以吊在钢索上成束架设,也可以采用传统的裸导线方式架设,甚至可以将绝缘线紧密接触平行架设。,5.2.3 低压架空绝缘线路,我国已生产10kV架空绝缘线,并且在供电部门使用,效果良好。10kV绝缘线主要采用交联聚乙烯绝缘,有两种型号:铜芯交联聚乙烯绝缘线铝
13、芯交联聚乙烯绝缘线,我国生产的低压塑料绝缘线有以下几种JV型(铜芯聚氯乙烯绝缘线)JLV型(铝芯聚氯乙烯绝缘线)JY型(铜芯聚乙烯绝缘线)JLY型(铝芯聚乙烯绝缘线)JYJ型(铜芯交联聚乙烯绝缘线)JLYJ型(铝芯交联聚乙烯绝缘线)等。,裸导线是没有绝缘层的导线,多用铝、铜、钢制成按其构造形式分为单线和绞线两种单线裸导线有圆形的,也有扁形的多根圆单线绞合在一起成为绞线架空电力线、电缆芯线都用绞合线绞线具有一定的机械强度,同时可以避免趋表效应(或集肤效应)。,常用导线、电缆的型号和规格及其选择,(一)导线导线分裸导线和绝缘导线两大类。,在交流电通过导体时,导体截面上各处电流分布不均匀,电体中心处
14、密度最小,越靠近导体表面密度越大,这种趋向于沿导体表面的电流分布现象称为集肤效应。,绝缘导线,分类按照绝缘材料的不同,导线可分为塑料绝缘导线和橡胶绝缘导线;按芯线材料不同,可分为铜芯线和铝芯线;按芯线构造不同,可分为单芯线、多芯线和软线等。,绝缘导线型号及其含义,B在第一位表示布线用;在第二位表示外护套为玻璃丝编制;第三位表示外形为扁平型。X 表示橡皮绝缘。L 表示铝芯,无L为铜芯。V 表示聚氯乙烯绝缘。VV 第一位表示聚氯乙烯绝缘;第二位表示聚氯乙烯护套。,绝缘导线型号及其含义,F 表示丁腈(jing)聚氯乙烯复合物。R 表示软线。S 表示双绞线。P 屏蔽。ZR阻燃。NH耐火。K控制。Y聚乙
15、烯塑料。,导线、电缆型号标注中常用字符的含义,绝缘导线的选择,敷设低压配电线路时。选择什么型号的导线,是由多方面的因素决定的。线路敷设方式电路的额定电压线路周围的环境温度、湿度有无腐蚀性气体、是否需要防火等。,根据线路敷设方式选择绝缘导线参考表,5.3工厂电缆线路,5.3.1 电缆的结构、型号及敷设5.3.2 电缆线路的运行维护5.3.3 电缆故障的确定,5.3.1 电缆的结构、型号及敷设,1电缆的种类(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 和四芯 等。(3)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及交联聚乙烯绝缘电缆等,还有正在发展的低温
16、电缆和超导电缆。,油浸纸绝缘电缆成本低,结构简单,制造方便,易于安装和维护,不宜用在有高度差的环境下。塑料绝缘电缆稳定性高,安装简单,但塑料受热易老化变形。交联聚乙烯绝缘电缆耐热性好,载流量大,适宜高落差甚至垂直敷设。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电力电缆的基本结构,图5.10 电缆的剖面图1铅皮;2缠带绝缘;3芯线绝缘;4填充物;5导体,电缆由线芯、绝缘层和保护层三部分组成。线芯导体要有好的导电性,以减少输电时线路上能量的损失。,绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离,因此必须具有良好的绝缘性能、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
17、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免受机械损伤和腐蚀,通常为钢丝或钢带构成的钢铠,外覆沥青、麻被或塑料护套。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,施工和运行中要由专业人员进行操作。,3电缆的型号,电缆型号中的字母排列一般按照下列次序:,绝缘种类线芯材料内护层其他结构特点外护层,表5.2 电力电缆型号中各符号的含义,电缆结构代号含义,聚氯乙烯绝缘及护套的电力电缆有lkV及6kV两级,制造工艺简便,没有敷设高差的限制,可以在很大范围内代替油浸纸绝缘电力电缆、滴
18、干绝缘或不滴流浸渍纸绝缘电力电缆。重量轻,弯曲性能好,具有内铠装结构,使铠装不易腐蚀。接头安装操作简便。能耐油和酸碱的腐蚀,而且还具有不延燃的特性,可适用于有火灾发生的环境中。其中聚氯乙烯绝缘、聚乙烯护套的电力电缆除有优良的防化学腐蚀作用外,还具有不吸水特性,适应于潮湿、积水或水中敷设。但聚氯乙烯绝缘的电力电缆其绝缘电阻较油浸纸绝缘电缆低,介质损耗大,特别是6kV的介质损耗比油浸纸绝缘的电缆大得多。,交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆有lkV、3kV、6kV、l0kV、35kV等电压等级,其中YJV42及YJLV42仅有6kV及l0kV两种电压等级。它具有聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套的电力电
19、缆相同的特性外,还具有载流量大,重量轻的优点,但它价格较贵。,橡皮绝缘的电力电缆弯曲性能好,能在严寒地区敷设,特别适用于水平高差大或垂直敷设场合,它不仅适用于固定敷设的线路,也可适用于定期或移动的固定敷设线路。橡皮绝缘、橡皮护套软电缆(简称橡套软电缆),适用于移动式设备的供电线路。但橡胶的耐油、耐热水平较差,受热橡胶老化快,因此它的芯线允许温升低,相应载流量也较低。,控制电缆常用的有塑料绝缘、塑料护套及橡皮绝缘塑料护套的控制电缆。在高层建筑及大型民用建筑内部可采用不延燃的聚氯乙烯护套控制电缆,如KVV、KXV等。需要承受大的机械力的采用钢带铠装的控制电缆,如KVV20、KXV20。高寒地区可采
20、用耐寒塑料护套控制电缆,如KXVD、KWD等。有防火要求的可采用非燃性橡套控制电缆如KXHF等。,控制电缆型号及用途,阻燃、耐高温或防火的电力线缆及控制线缆在高层或大型民用建筑中,水消防、防排烟、消防电梯、疏散指示照明、安全照明、消防广播、消防电话及消防报警设施等的线路,应采用阻燃、耐高温或防火的电力线缆及控制线缆。凡是塑料绝缘导线,塑料绝缘及护套的电缆型号前面加“ZR”,即为阻燃型的线缆;加“NT”或RV-105、BV-105、BVP-105、BVVP-105、RVVP-105、RV-105、BLV-105等均为耐高温线缆。防火的有氧化镁绝缘的防火电缆,它防潮性能较差,线路且粗又硬,安装比较
21、困难,价格也较贵,特殊场合才使用。,对于民用建筑中室内敷设电缆线路,按其敷设方式可参考下表来选择电缆型号。,4电缆的敷设,(1)直接埋地,如图5.11所示(单位:mm)。,图5.11 电缆直接埋地,(2)敷设在混凝土管中,如图5.12所示(单位:mm)。,图5.12 电缆敷设在混凝土管中,(3)敷设在电缆沟中,如图5.13所示(单位:mm)。,图5.13 电缆敷设在电缆沟中1盖板;2电缆支架;3预埋铁件,对于车间内线路的敷设,可采用沿墙架设、沿梁架设或电缆穿管埋地敷设等方式。,图5.14 组合式汇线桥架空间布置示意图,保证电缆正常运行要注意以下几个方面:(1)塑料电缆不允许浸水。(2)要经常测
22、量电缆的负荷电流,防止电缆过负荷运行。(3)防止受外力损坏。(4)防止电缆头套管出现污闪。,5.3.2 电缆线路的运行维护,表5.3 电力电缆线路常见故障和预防方法,5.3.3 电缆故障的确定,1确定故障性质,(1)接地故障,又分为高、低阻接地。(2)短路故障,有两芯或三芯短路。(3)断线故障,电缆一芯或数芯形成完全或不完全断线。(4)闪络性故障,大多在预防性试验中发生,并多数出现在电缆中间接头和终端头处。当所加电压达到某一值时击穿,电压低至某一值时绝缘又恢复。(5)综合性故障,即同时具有两种或两种以上性质的故障。,鉴定故障性质的试验应包括测量每根电缆芯线对地绝缘电阻、各电缆芯线间的绝缘电阻和
23、每根芯线的直流电阻。测试仪表用兆欧表。若电缆在运行中或试验中已发生故障而兆欧表却不能检测出时,可采用高压直流法来测试。确定故障性质可利用兆欧表测量绝缘电阻,并将电缆一端所有相线短接接地,在另一端重作相对地及相与相之间的绝缘电阻遥测,测量的结果与过去正常运行时的数据或与该等级电缆的绝缘电阻水平相比较,判断故障是对地高阻漏电还是断线接地故障。如果各相绝缘电阻都很高,还可用直流电桥法测量电缆的直流电阻来判断电缆是否发生断线故障。,表5.4 图5.15所示故障电缆的绝缘电阻测量结果,故障现象,测量结果,2故障点距离的测量,故障点的确定可以采用直流电桥法进行距离粗测,利用声测法进行故障定点。直流电桥法是
24、利用电缆沿线均匀,其长度与阻值成正比的特点,将电缆短路接地,故障点两侧引入电桥,根据测得的比值和电缆全长,计算出测量端到故障点的距离。故障定点通常采用音频感应法或电容放电声测法。,图5.16 电容放电声测法探测电缆故障点1高压整流设备;2保护电阻;3电容器;4放电球间隙,3用兆欧表测量电缆绝缘电阻,测量时,1kV以下电压等级的电缆可用500V的兆欧表,1kV及以上电压等级的电缆应使用1 500V或2 500V兆欧表。运行中的电缆要充分放电,拆除一切对外连线,并用清洁干燥的布擦净电缆头,然后将非被试相线芯与铅皮一同接地,逐相测量。油浸纸绝缘电缆每根芯线对外皮的绝缘电阻(20时每公里的数值)在额定
25、电压为13kV的应不小于50M,额定电压为6kV及以上的应不小于100 M。,3用兆欧表测量电缆绝缘电阻,图5.17 用兆欧表测量电缆的绝缘电阻1电缆外皮;2绝缘层;3电缆芯线;4兆欧表;E接地端子;L线路端子;P保护端子,4三相线路的核相,(1)测定相序。测定三相线路的相序,可采用电容式或电感式指示灯相序表。图5.18(a)为电容式指示灯相序表的原理接线。图5.18(b)为电感式指示灯相序表的原理接线。,图5.18 指示灯相序表的原理接线,U相电容C的容抗与B、C两相灯泡的阻值相等。此相序表接上待测三相线路电源后,灯亮的相为B相,灯暗的相为C相,U相电感L的感抗与B、C两相灯泡的阻值相等。此
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