第五章 工厂电力线路 内容提要： 介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设， 重点讲述导线和电缆截面的选择计算，

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1 第五章 工厂电力线路 内容提要： 介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设， 重点讲述导线和电缆截面的选择计算，
第五章 工厂电力线路 内容提要： 介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设， 重点讲述导线和电缆截面的选择计算， 介绍工厂电力线路的电气安装图知识。 本章也是工厂供电一次系统的重要内容。 本章重点：电力线路接线方式 导线和电缆截面的选择计算 本章难点：导线和电缆截面的选择计算

2 第一节 工厂电力线路及其接线方式 一、概述 电力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重要任务。 电力线路的分类：
第一节 工厂电力线路及其接线方式 一、概述 电力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重要任务。 电力线路的分类： 按电压高低分：高压线路（即1kV以上线路） 低压线路（即1kV及以下线路） 有的细分为低压（1kV及以下）、中压（1kV以上～35kV）、高压（35～220kV）和超高压（220kV及以上）等线路。 按其结构型式分： 架空线路、电缆线路和车间（室内）线路等。 接线方式——电源端（变、配电所）向负荷端（电能用户或者用电设备）输送电能时所采用的网络形式。

3 二、高压线路的接线方式 高压配电线路——厂区中总变电所到车间变电所高压电力线路，一般采用10KV/6KV，一般10KV优先；
 低压配电线路——车间变压器到用电设备，一般1KV或者380V/220V；  二、高压线路的接线方式 常用的典型网络结构分为： 放射式 树干式 环形

4 （1） 放射式 1. 单回路放射式网络结构 优点：供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。 应用：可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。在中压和低压系统中均比较常见。 缺点 ：其高压开关设备用得较多，且每台断路器须装设一个高压开关柜，从而使投资增加。在发生故障或检修时，该线路所供电的负荷都要停电。

5 2. 双回路放射式网络结构 对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。 一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。

6 3. 带公共备用线的放射式网络结构 当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。

7 （2） 树干式网络结构 1. 单回路树干式网络结构 如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。

8 优点: ◎变(配)电所馈电出线少，配电装置简单; ◎投资少，线损小。 缺点: ◎可靠性差-----干线故障影响所有负荷 一般用于向三级负荷供电 。 ◎每条线路所接变压器<5台,总容量<3000KVA ------干线不宜承担过大的负荷电流（投资线损）

9 高压电缆分支箱 硅橡胶电缆插头 美式电缆分支箱（1分3） 电缆插座 欧式电缆分支箱（对接式分支 ≤8）

10 1.分支箱顶盖 2.分支箱侧门 3.电缆出线分支 4.电缆进线分支 5.双通套管 6.分支箱侧门 7.分支箱箱体 8.避雷器
续上页 1.分支箱顶盖    2.分支箱侧门    3.电缆出线分支    4.电缆进线分支 5.双通套管   6.分支箱侧门  7.分支箱箱体  避雷器 9.接地线        10.接地线板     11.防鼠罩         电缆固定夹

11 2. 双回路树干式网络结构 对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。

12 （3）环式网络结构 环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如下图，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的 。 普通环式

13 环网电缆分支箱 电动操作箱 环网柜主电路 环网柜 户外防护箱IP33

14 拉手环式

15 （二）高压配电网的设计 1、高压配电网接线的基本原则  可靠：根据负荷等级确定电源个数，一二级负荷一般两个电源  灵活：便于操作和维护  经济：费用低，投资少  冗余：考虑日后负荷的增加  能够短时间过负荷：双电源进线时，若其中一条停电，其余进线能够承担一二级负荷用电，一般不考虑二者同时故障的情况。 考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量及分布、地理环境等。 配电级数不宜多于两级。

16 2、接线方式的选取 一般用户高压配电网宜采用放射式。 对一般负荷及容量在1000kVA及以下的变压器，宜采用普通环式接线。 对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源接线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，也可采用拉手环式接线。 对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则可采用分区树干式接线。

17 高压配电级数 第二级 第一级 第一级 第二级 一 级

18 二、低压配电网的接线方式 （一）低压配电网接线基本形式 1. 放射式 车间变电所 配电箱 用电设备 a) 单回路放射式

19 动力配电箱 主电路图

20 车间变电所 双电源自动切换箱 b) 双回路放射式 特点：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，或负荷性质重要，或车间内负荷排列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。

21 双电源切换箱 主电路图

22 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍
2. 树干式 配电箱 车间变电所 分支箱 a) 单回路树干式 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍

23 低压电缆分支箱

24 双电源自动切换箱 车间变电所 b)双回路树干式

25 3. 环式 多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，互为备用。 正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。

26 链式线路只在线路首端设置一组总的保护，可靠性低。
4. 链式 变形的树干式接线 照明箱 链式线路只在线路首端设置一组总的保护，可靠性低。 适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。

27 照明配电箱 主电路图

28 （二）低压配电网的设计 应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单、操作方便安全，具有一定灵活性。 1、低压配电网接线的基本原则  ☆车间变电所尽量接近负荷中心，减少线损；  ☆可靠性要高，电能质量要高、灵活——便于检修；  ☆配电电压等级一般不超过两级；  ☆ 同一流水线的用电设备尽量采用同一线路供电: 平行生产的流水线或者互为备用的生产机组，有不同的母线或者进线供电; ☆单相用电设备应该适当配置，力求三相负荷平衡 ; ☆便于用电设备的检修，不同的班组或者工段最好分设配电箱和电源开关

29 2、接线方式的选取 正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容 量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。 用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的 车间、建筑物内，宜采用放射式配电。 部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小 的次要用电设备，可采用链式配电。 高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树 干式配电；部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低 压配电室以放射式配电。

30 低压配电级数 第一级 一级 第三级 第二级 第二级

31 第二节 工厂电力线路的结构和敷设 一、 架空线路的结构和敷设 架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。
第二节 工厂电力线路的结构和敷设 一、 架空线路的结构和敷设 架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。 架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、电杆、绝缘子和线路金具等基本元件组成。

32 1- 低压导线 2- 低压针式绝缘子 3- 低压横担 4- 低压电杆 5- 高压横担
图5-9 架空线路的结构 a）低压架空线路 b）高压架空线路 1- 低压导线 2- 低压针式绝缘子 3- 低压横担 4- 低压电杆 5- 高压横担 6-高压悬式绝缘子串 7- 线夹 8- 高压导线 9- 高压电杆 10- 避雷线 9 4

33 优点： 缺点： 1）设备简单，造价低。 2）露置空中，易于检修和维护。 3）利用空气绝缘，建造比较容易。 1）侵占地面位置，有碍交通。
2）易受环境影响、安全可靠性较差。 3）影响厂区美化 。

34 按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。 导线按结构分为单股线与多股绞线（常用）。
(一）导线 导线的材料应满足以下要求： 较高的机械强度和抗腐蚀能力， 要有良好的导电性能 地质轻且价廉 按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。 导线按结构分为单股线与多股绞线（常用）。 常用裸导线全型号的表示和含义如下： (1) 铜（铝）绞线 T（L） J — □ ∣ ∣ ∣ 铜（铝） 绞线 额定截面(mm2 ) (2) 钢芯铝绞线 L G J — □ ∣ ∣ ∣ ∣ 铝 钢芯 绞线 铝线部分额定截面 (mm2 )

35 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。 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

36 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。 铜绞线（TJ）
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。 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。 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。 架空线路一般采用裸导线。 对于工厂和城市中10kV及以下的架空线路，当安全距离难以满足要求、邻近高层建筑及在繁华街道或人口密集地区、空气严重污秽地段和建筑施工现场，按GB 《66kV及以下架空电力线路设计规范》规定，可采用绝缘导线。

37 (二) 电杆、横担和拉线 电杆是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。 对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时尽可能地经久耐用，价廉，便于搬运和安装。 电杆按其采用的材料分，有木杆、水泥杆（钢筋混凝土杆）和铁塔。对工厂来说，水泥杆应用最为普遍，因为采用水泥杆可以节约大量的木材和钢材，而且它经久耐用，维护简单，也比较经济。 横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷横担等。 拉线是为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防止电杆倾倒用的。

38 (三) 线路绝缘子和金具 绝缘子又称瓷瓶。线路绝缘子用来将导线固定在电杆上，并使导线与电杆绝缘。因此对绝缘子既要求具有一定的电气绝缘强度，又要求具有足够的机械强度。 线路绝缘子按电压高低分低压绝缘子和高压绝缘子两大类。 线路金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件 （四）架空线的敷设 1、敷设要求、路径选择 2、导线在电杆上的排列方式 3、架空线的档距、弧垂、及其它距离

39 三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，如图5-16b、c所示；也可水平排列，如图5-16f 所示。
三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列，如图5-16a所示。由于中性线（PEN线）电位在三相均衡时为零，而且其截面一般较小，机械强度较差，所以中性线一般架设在靠近电杆的位置。 三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，如图5-16b、c所示；也可水平排列，如图5-16f 所示。 图5-16 导线在电杆上的排列方式 1-电杆 2-横担 3-导线 4-避雷线 多回路导线同杆架设时，可三角形与水平混合排列，如图5-16d所示，也可全部垂直排列，如图5-16e所示。 电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上边，电压较低的线路则架设在下边。

40 电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。
二、 电缆线路的结构和敷设 电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。 1.电缆的结构 电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。

41 □□□□□—U0/U —3×□＋1×□ 电力电缆全型号的表示和含义如下： 电缆类别代号 中性线芯截面（㎜2） 缆芯材质代号 中性线芯数
相线芯数 电缆类别代号 缆芯材质代号 内护层代号 结构特征代号 外护层代号 中性线芯截面（㎜2） 中性线芯数 缆芯间额定电压（kV） 相线芯截面(mm2 ) □□□□□—U0/U —3×□＋1×□ 缆芯对地额定电压（kV） 电力电缆全型号的表示和含义如下： (1) 电缆类别代号含义：Z-油浸纸绝缘电力电缆；V-聚氯乙烯绝缘电力电缆；YJ-交联聚乙烯绝缘电力电缆；X-橡皮绝缘电力电缆；JK-架空电力电缆（加在上列代号之前）；ZR或Z-阻燃型电力电缆（加在上列代号之前）。 (2) 缆芯材质代号含义：L-铝芯；LH-铝合金芯；T-铜芯（一般不标）；TR-软铜芯。 (3) 内护层代号含义：Q-铅包；L-铝包；V-聚氯乙烯护套。 (4) 结构特征代号含义：P-滴干式；D-不滴流式；F-分相铅包式。 (5) 外护层代号含义：02-聚氯乙烯套；03-聚乙烯套；20-裸钢带铠装；22-钢带铠装聚氯乙烯套；23-钢带铠装聚乙烯套；30-裸细钢丝铠装；32-细钢丝铠装聚氯乙烯套；33-细钢丝铠装聚乙烯套；40-裸粗钢丝铠装；41-粗钢丝铠装纤维外被；42-粗钢丝铠装聚氯乙烯套；43-粗钢丝铠装聚乙烯套；441-双粗钢丝铠装纤维外被；241-钢带-粗钢丝铠装纤维外被。

42 2.电缆敷设 电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。 常用的电缆敷设方式有： 直接埋地敷设 电缆沟 电缆桥架 另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。

43 直接埋地敷设 首先挖一深0.7～1m的壕沟，于沟底填上100mm的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。这种方式电缆易受机械损伤，土壤化学腐蚀，可靠性差，检修不便，多用于根数不多的线路 。

44 电缆沟 电缆沟敷设占地少，走向灵活，能容纳较多电缆，但检修维护也不方便，适用于多条电缆走向相同的情况，在容易积水的场所不宜使用。

45 电缆桥架 电缆敷设在电缆桥架内，电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成。电缆桥架敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点。

46 三、 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
三、 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 室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则采用裸导线（裸母线结构），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，都采用绝缘导线，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。

47 绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。 除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。
1．绝缘导线的结构和敷设 绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。 除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。 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，耐油和抗酸碱腐蚀，价格较低，且可节约大量橡胶和棉纱，在室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线。但是塑料绝缘材料在低温时要变硬变脆，高温时又易软化老化，因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。 绝缘导线全型号的表示和含义如下： □－□－1×□ 导线型号 额定电压（V） 额定截面（mm2） 单芯 常用塑料绝缘线型号有：BX（BLX） BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。

48 绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。 明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。 暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。 2. 裸导线的结构和敷设 车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。车间中以采用LMY型硬铝母线最为普遍。现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线，封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。

49 为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81《电工成套装置中的导线颜色》规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。
交流三相系统中裸导线的涂色 黄绿双色 淡蓝 红 绿 黄 涂漆颜色 PE线 N线和PEN线 C线 B线 A线 裸导线类别

50 第三节 导线和电缆截面的选择计算 一、 概述 二、 按允许载流量选择导线和电缆的截面 三、 按经济电流密度选择导线和电缆截面
一、 概述 二、 按允许载流量选择导线和电缆的截面 三、 按经济电流密度选择导线和电缆截面 四、 按允许电压损失选择导线和电缆截面

51 一、 概述 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： １、发热条件
一、 概述 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： １、发热条件 导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 2、电压损耗 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。 ３、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。 ４、机械强度 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。

52 根据设计经验: 一般10kV及以下的高压线路和低压动力线，因其负荷电流较大，所以一般先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。 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耗条件来选择截面，然后校验其发热条件和机械强度。 长距离大电流线路和35kV及以上的高压架空线路，则往往先按其经济电流密度条件来选择截面，再校验其他条件。 这样选择，通常容易满足要求，较少返工。

53 电力线路截面的选择和校验项目 电力线路的类型 允许载流量 允许电压损失 经济电流密度 机械强度 35kV及以上 电源进线 △ ★ 无调压设备的 6～10 kV较长线路 6～10 kV 较短线路 低压线路 照明线路 动力线路 ★——选择的依据，△——校验的项目

54 二、 按允许载流量选择导线和电缆的截面 (一） 三相相线截面的选择 导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。
二、 按允许载流量选择导线和电缆的截面 (一） 三相相线截面的选择 导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。 选择截面时须使通过相线的计算电流I30不超过其允许载流量Ial，即                                          导线的允许载流量（allowable current-carrying capacity），就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。

55 按允许载流量选择截面时须注意以下几点： 1.允许载流量与环境温度有关
导体的允许载流量，不仅和导体的截面、散热条件有关，还与周围的环境温度有关。若实际环境温度与规定的环境温度不一致时 ，允许载流量应乘以温度修正系数Kθ。 式中 式中 为导线额定负荷时的最高允许温度； 为导线的允许载流量所采用的环境温度； 为导线敷设地点实际的环境温度。 这里所说的“环境温度”，是按发热条件选择导线所采用的特定温度：在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温；在室内，则取当地最热月平均最高气温加5℃。对土中直埋的电缆，则取当地最热月地下0.8～1m的土壤平均温度，亦可近似地取为当地最热月平均气温。

56 如果几根电缆并排直接埋于土中，由于电缆互相影响，其散热条件较单根敷设时差，故允许载流量将降低，其允许载流量还应乘以并排修正系数Kp。
2、对于电缆，还应当考虑到电缆的敷设方式对散热条件的影响。 如果几根电缆并排直接埋于土中，由于电缆互相影响，其散热条件较单根敷设时差，故允许载流量将降低，其允许载流量还应乘以并排修正系数Kp。 电缆埋于土中，因土壤热阻系数不同，散热条件也不同，其允许载流量也应乘以土壤热阻修正系数Ktr。 因此电缆的允许电流应按下式计算：

57 （二）中性线和保护线截面的选择 中性线（N线）截面的选择 ①一般三相四线制要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即
②对三相系统分出的单相线路或两相线路，中性线电流与相线电流相等。因此，A0与Aψ相等,即。 ③对三次谐波电流突出的线路，中性线电流可能会超过相线电流，因此中性线截面应不小于相线截面。

58 对三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为保护中性线截面。
保护线（PE线）截面的选择 ①当Aψ≤16mm2时 ②当16mm2＜ ≤35mm2时 APE≥16mm2 ③当Aψ ＞35mm2时 保护中性线（PEN线）截面的选择 对三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为保护中性线截面。 注意：GB 还规定：当PE线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，有机械保护的PE线，不应小于2.5mm2；无机械保护的PE线，不应小于4mm2。 注意：按GB 规定：当采用单芯导线作PEN线干线时，铜芯截面不应小于10mm2，铝芯截面不应小于16mm2；采用多芯电缆芯线作PEN线干线时，其截面不应小于4mm2。

59 例5-1 有一条BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为+30℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。
解：(1) 相线截面的选择 查附录表19-1得环境温度为30℃时明敷的BLX-500型截面为50mm2 的铝芯橡皮线的 ，满足发热条件。因此相线截面选为 。 (2) 中性线截面的选择 按 ，选 。 (3) 保护线截面的选择 由于 ，故选 。 所选导线型号可表示为：BLX-500-（3×50+1×25+PE25）。

60 穿线的硬塑料管内径，查附录表19-5中5根导线穿管管径为80mm。
例5-2 上例所示TN-S线路，如果采用BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设，当地最热月平均气温为+25℃。试按发热条件选择此线路导线截面及穿线管内径。 解：查附录表19-5得+25℃时5根单芯线穿硬塑料管（PC）的BLV-500型截面为120mm2 的导线允许载流量 。 因此按发热条件，相线截面选为120mm2。 中性线截面按 ，选为70mm2。 保护线截面按 ，选为70mm2。 穿线的硬塑料管内径，查附录表19-5中5根导线穿管管径为80mm。 选择结果可表示为：BLV-500-（3×120+1×70+PE70）-PC80。

61 三、 按经济电流密度选择导线和电缆截面 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。 曲线1表示线路的年折旧费（即线路投资除以折旧年限之值）和线路的年维修管理费之和与导线截面的关系曲线。 曲线2表示线路的年电能损耗费与导线截面的关系曲线。 曲线3为曲线1与曲线2的叠加，表示线路的年运行费用（包括线路的年折旧费、维修管理费和电能损耗费）与导线截面的关系曲线。 图5-29 线路年运行费用与导线截面的关系曲线

62 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。 经济电流密度Jec与年最大负荷利用小时数有关，年最大负荷利用小时数越大，负荷越平稳，损耗越大，经济截面因而也就越大，经济电流密度就会变小。

63 表5-4 导线和电缆的经济电流密度 （单位：A / mm2 ）
按经济电流密度计算经济截面的公式为: 根据上式计算出截面后，从手册或附录表中选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条件即可。 表5-4 导线和电缆的经济电流密度 （单位：A / mm2 ） 1.54 1.73 1.92 铝 2.00 2.25 2.50 铜 电缆线路 0.90 1.15 1.65 1.75 3.00 架空线路 5000h以上 3000～5000h 3000h以下 年 最 大 有 功 负 荷 利 用 小 时 导线材质 线路类别

64 选标准截面50mm2，即选LGJ-50型钢芯铝线。 (2) 校验发热条件
例5-3 有一条用LGJ型铝绞线架设的5km长的35kV架空线路，计算负荷为2500kW， ，T max= 4800h。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。 解：(1) 选择经济截面 A 由表5-4查得 ，故 选标准截面50mm2，即选LGJ-50型钢芯铝线。 (2) 校验发热条件 查附录表16得LGJ-50的允许载流量（室外温度40℃） ，因此满足发热条件。 (3) 校验机械强度 查附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面 。因此所选LGJ-50也满足机械强度要求。

65 四、 按允许电压损失选择导线和电缆截面 线路的电压损失不宜超过规定值： 高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的5%；
从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般也不超过用电设备额定电压的5%（以满足用电设备要求为准）； 对视觉要求较高的照明电路，则为2%~3%。 如果线路的电压损耗超过了允许值，则应适当加大导线截面，使之满足允许电压损耗的要求。 (一) 集中负荷的三相线路电压损耗的计算

66 1.线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算
如图所示，线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电压为UN，线路电阻为R，电抗为X。                                                                                                                                                          设每相电流为I，负荷的功率因数为cosφ2，线路首端和末端的相电压分别为Uφ1、Uφ2，以末端电压Uφ2为参考轴作出一相的电压相量图，如图所示。 ac电压降ae电压损失                                                   

67 (一) 集中负荷的三相线路电压损耗的计算 以图5-30a所示带两个集中负荷的三相线路为例。线路图中的负荷电流都用小写i表示，各线段电流都用大写I 表示；各线段的长度、每相电阻和电抗分别用小写l 、r 和 x 表示，线路首端至各负荷点的长度、每相电阻和电抗则分别用大写L、R 和X 表示。 图5-30 带有两个集中负荷的三相线路 a) 单线电路图 b) 线路电压降相量图 a) b)

68 线路电压降的定义是：线路首端电压与末端电压的相量差。 线路电压损耗的定义是：线路首端电压与末端电压的代数差。
在地方电网和工厂供电系统中，由于线路的电压降相对于线路电压来说很小，因此可近似地认为电压降纵分量 就是电压损耗。 图5-30a所示线路的相电压损耗可按下式近似计算： 将上式的相电压损耗 换算为线电压损耗 ，并以带任意个集中负荷的一般式来表示，即得电压损耗计算公式为 式中 为负荷电流的有功分量； 为负荷电流的无功分量。

69 1、对于“无感”线路，即线路感抗可略去不计或负荷 的线路，其电压损耗为
如果用各线段中的负荷电流来计算，则电压损耗计算公式为 (5-11) 式中 为线段电流的有功分量； 为线段电流的无功分量。 如果用负荷功率p 、q来计算，则利用 代入式（5-10），即可得电压损耗计算公式： (5-12) 如果用线段功率P、Q 来计算，则利用 代入式（5-11），即可得电压损耗计算公式： (5-13) 1、对于“无感”线路，即线路感抗可略去不计或负荷 的线路，其电压损耗为 (5-14)

70 线路电压损耗的百分值为 2、对于“均一无感”线路，即全线的导线型号规格一致、且可不计感抗或负荷 的线路，则其电压损耗为
2、对于“均一无感”线路，即全线的导线型号规格一致、且可不计感抗或负荷 的线路，则其电压损耗为 (5-15) 式中 为导线的电导率；A为导线的截面；ΣM为线路的所有功率矩之和；UN 为线路的额定电压。 线路电压损耗的百分值为 (5-16) 1、 “均一无感”的三相线路电压损耗百分值为 (5-17) 式中C 为计算系数，如表5-5所示。 表5-5 公式 中的计算系数C 值 1.94 3.21 110 7.74 12.8 单相 及直流 220 20.5 34.0 两相三线 46.2 76.5 三相四线 220/380 铝 线 铜 线 计算系数C / （kW·m·mm-2） C 的计算式 线路类别 线路额定电压 / V 注：表中C 值是导线工作温度为50℃， 功率矩M 的单位为kW•m，导线截面A的单位为mm2 时的数值。

71 根据式（5-17）、式（5-18）和式（5-19）可得均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面的公式为
2、对于均一无感的单相交流线路和直流线路，由于其负荷电流（或功率）要通过来回两根导线，所以总的电压损耗应为一根导线上电压损耗的2倍，而三相线路的电压损耗实际上是一相（即一根相线）导线上的电压损耗，所以这种单相和直流线路的电压损耗百分值为 3、两相三线线路的电压损耗百分值为 改写为一般式，即为 (5-20) 根据式（5-17）、式（5-18）和式（5-19）可得均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面的公式为 (5-21)

72 例5-4 试验算例5-3所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。
解：由例5-3知， ，因此 ， 又利用 （LGJ截面）和 查附录表12，得 。 故线路的电压损耗为 线路的电压损耗百分值为 因此所选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。 例5-5 某220/380V线路，采用BLX-500-（3×25+1×16）mm2 的四根导线明敷，在距首端50m处，接有7kW电阻性负荷，在线路末端（线路全长75m）接有28kW电阻性负荷。试计算该线路的电压损耗百分值。 解：查表5-5得 ，而

73 (二) 均匀分布负荷的三相线路电压损耗计算
设线路有一段均匀分布负荷，如图5-32所示。单位长度上的负荷电流为 ，则微小线段 的负荷电流为 。 这一负荷电流 流过线路（长度为 ，电阻为R0 ）产生的电压损耗为 因此整个线路由分布负荷产生的电压损耗为 令 为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则得 (5-22) 上式说明，带有均匀分布负荷的线路，在计算其电压损耗时，可将分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。 图5-32 有一段均匀分布负荷的线路

74 线路电压损失的计算 接有一个集中负载时线 路的电压损失计算 注意：上式中 的单位是kV， 的单位是V，功率单位为kW和kvar

75 接有多个集中负载时线路的电压损失计算 分段计算 线路上总的电压损失为 r1+jx1 r2+jx2 p1 p2 p2+jq2 p1+jq1 1
1 2 r1+jx1 r2+jx2 p1 p2 p2+jq2 p1+jq1 图 接有分散负载线路的电压损失 分段计算 线路上总的电压损失为

76 接有多个集中负载时线路的电压损失计算 由此类推，若干线上有n个负载（n段），则总的电压损失为：

77 接有多个集中负载时线路的电压损失计算 直接计算 线路上总的电压损失为 由此类推:若干线上有n个负载（n段）,则总的电压损失为：

78 几种特殊线路的电压损失 若线路所接负载均为有功负荷，因其不存在无功功率，其电压损失为△U%=△UR%。
线路的电抗很小可略去不计，如50mm2以下的电缆，此时△UX也为零，即△U=△UR。 线路上接有均匀分布的负载，可以将分散的负载等效成一个接在这段线路中点上的集中负载，该负载功率为分散负载功率之和。

79 按允许电压损失选择导线和电缆截面 （1）先取导线或电缆的电抗平均值，求出无功负荷在电抗上引起的电压损失： （2）根据 出此时的 。
（2）根据 出此时的 。 ——有功负荷在电阻上引起的电压损失， ——线路的允许电压损失。

80 （3）由 ，将 （式中 为导线的电导率）代入，可计算出导线或电缆的截面为：
并根据此值选出相应的标准截面。 （4）根据所选的标准截面及敷设方式，查出r0和x0，计算线路实际的电压损失，与允许电压损失比较。如不大于允许电压损失则满足要求，否则加大导线或电缆截面，重新校验，直到所选截面满足允许电压损失的要求为止。