电气线路课件

1第十二章电气线路冀中工程技师学院主讲人：刘玉华2§12-1电气线路的种类§12-2电气线路常见故障§12-3电气线路安全条件§12-4线路巡视检查第十二章电气线路3一、教学目的掌握电气线路的种类和特点，了解电气线路的常见故障，熟悉电气线路的安全条件，重视线路巡视检查。二、重点、难点教学重点：电气线路的种类和特点及安全条件教学难点：电气线路的常见故障三、课时安排：共计8学时1-2学时：电气线路的种类3-4学时：电气线路常见故障5-7学时：电气线路安全条件第8学时：线路巡视检查4导入新课：电气线路是电力系统的重要组成部分。电气线路可分为电力线路和控制线路。前者完成输送电能的任务，后者供保护和测量的连接之用。电气线路除应满足供电可靠性或控制可靠性的要求外，还必须满足各项安全要求。5电气线路种类很多：按照敷设方式，分为架空线路、电缆线路、穿管线路等；按照电压等级的输电线路和配电线路；按照导体的绝缘性质，分为塑料绝缘线、橡皮绝缘线、裸线等等。第一节电气线路的种类1-架空线路2-电缆线路3-室内配线注：关于导线的分类方法以及导线和导线截面积的选择见P327~P3326架空线路一.线路与要求1.线路:1).架空线路,2).室内线路,3).电缆线路.架空线路室内线路电缆线路7卡盘横担高压针式绝缘子横担支撑低压蝶式瓷瓶低压针式瓷瓶拉线上把拉线抱箍底盘拉线盘拉线底把杆头H18002.架空线路包括:导线,避雷器,绝缘子,杆塔,基础,拉线,夹具83.要求:A.采用钢芯铝绞线或铝绞线.高压:铝绞线≮50㎜²,钢芯铝绞线≮35㎜².低压:≮16㎜².B.导线截面:1).电流满足最大负荷;2).电压损失≯5%.C.机械强度满足要求.9一、架空线路1.架空线路组成指档距超过25m，利用杆塔敷设的高、低压电力线路。架空线路主要由导线、杆塔、绝缘子、横担、金具、拉线及基础等组成。◆架空线路的导线用以输送电流，多采用钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线和铝合金绞线。厂区内（特别是有火灾危险的场所）的低压架空线路宜采用绝缘导线。◆架空线路的塔杆用以支撑导线及其附件，有钢筋混凝土杆、木杆和铁塔之分。按其功能，杆塔分为直线杆塔、耐张杆塔、跨越杆塔、转角杆塔、分支杆塔和终端杆塔等。用于线路的直线段上，起支撑导线、横担、绝缘子、金具之用；(1)直线杆塔10在断线或紧线施工的情况下，能承受线路单方向的拉力，用于线路直线段几座直线杆塔之间线段上；是高大、加强的耐张型杆塔，用于线路跨越铁路、公路、河流等处；用于线路改变方向处,能承受线路两方向的合力；(2)耐张杆塔(3)跨越杆塔(4)转角杆塔11(5)分支杆塔用于线路分支处，能承受各方向线路的合力；(6)终端杆塔用于线路的终端，能承受线路全部导线拉力。(7)各种杆型的应用12◆架空线路的绝缘子用以支撑、悬挂导线并使之与杆塔绝缘，分为针式绝缘子蝶式绝缘子复合横担绝缘子拉紧绝缘子悬式绝缘子针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、陶瓷横担绝缘子、拉紧绝缘子等。13◆架空线路的横担用以支撑导线，常用的横担有角铁横担、木横担和陶瓷横担。◆架空线路的金具主要用于固定导线和横担，包括线夹、横担支撑、抱箍、垫铁、连接金具等金属器件。◆架空线路的拉线及其基础用以平衡杆塔各方向受力，保持杆塔的稳定性。大理供电局带电更换直线杆塔V串绝缘子142.架空线路的特点是造价低、施工和维修方便、机动性强。但架空线路容易受大气中各种有害因素的影响、妨碍交通和地面建设，而且容易与邻近的高大设施、设备或树木接触（或过分接近），导致触电、短路等事故。二、电缆线路1.电力电缆线路主要由电力电缆、终端接头和中间接头组成。电力电缆分为油浸纸绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆和聚氯乙烯绝缘电缆。◆电力电缆主要由缆芯导体、绝缘层和保护层组成。电缆缆芯导体分铜芯和铝芯两种。绝缘层有油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘等几种。保护层分内护层和外护层。内护层分铅包、铝包、聚氯乙烯护套、交联聚乙烯护套、橡套等几种。外护层包括黄麻衬垫、钢铠和防腐层。15油浸纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆的结构见图10-1和图10-2(P236)。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)油浸纸绝缘电力电缆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)交联聚乙烯绝缘电缆16◆电缆终端接头户外用电缆终端接头有铸铁外壳、瓷外壳和环氧树脂终端接头。户内用电缆终端接头常用环氧树脂终端接头和尼龙终端接头。◆电缆中间接头有环氧树脂中间接头、铅套中间接头和铸铁中间接头。据统计，电缆接头事故占电缆事故的70%，可见其安全运行十分重要。2.电缆线路的特点是造价高、不便分支、施工和维修难度大。但电缆线路不容易受大气中各种有害因素的影响、不妨碍交通和地面建设。现代化企业中，电缆线路得到了广泛的应用。特别是在有腐蚀性气体或蒸气、有爆炸的火灾危险的场所，应用最为广泛。17三、室内配线室内配线种类繁多。母线有硬母线和软母线之分。干线有明线；暗线和地下管配线之分。支线有护套线直敷配线、瓷夹板或塑料夹板配线、鼓形绝缘子或针式绝缘子配线、钢管配线、塑料管配线等多种型式。室内配线方式应与环境条件、负荷特征、建筑要求相适应。各种配线方式的适用范围见表12-7(P337)。各种环境条件对线路的要求见表12-8(P338)。由表可知，特别潮湿的环境应采用硬塑料管配线或针式绝缘子配线；高温环境应采用电线管或焊接钢管配线，或针式绝缘子配线；多尘（非爆炸性粉尘）环境应采用各种管配线；腐蚀性环境应采用硬塑料管配线；火灾危险环境应采用电线管或螺纹钢管配线；爆炸危险环境应采用螺纹钢管配线等。18另：常用线路的敷设方式与允许使用范围敷设方法（线路方式）敷设场所干燥潮湿有可燃物有腐蚀物易燃易爆槽板√瓷夹√√资瓶√√√√塑料护套√√√√明暗管线√√√√√电缆线√√√√√19电气线路故障可能导致触电、火灾、停电等多种事故。下面对电气线路的常见故障作一简要分析。第二节电气线路常见故障1-架空线路和电缆线路故障2-故障原因分析20一、架空线路和电缆线路故障1.架空线路故障架空线路敞露在大气中，容易受到气候、环境条件等因素的影响。◆自然因素的影响当风力超过杆塔的稳定度或机械强度时，将使杆塔歪倒或损坏。大风还可能导致混线及接地事故。倾盆大雨可能导致山洪爆发冲倒电杆从而造成停电事故。毛毛细雨能使脏污的绝缘子发生闪络，造成停电；线路遭受雷击，可能使绝缘子发生闪络或击穿。在严寒的雨雪季节，导线覆冰将增加线路的机械负载，增大导线的弧垂，导致导线高度不够；覆冰脱落时，又会导致导线跳动，造成混线。严冬季节，导线收缩将增加导线的拉力，可能拉断导线。高温季节，导线将因温度升高而松弛，弧垂加大可能导致对地放电。大雾天气可能造成绝缘子闪络。鸟类筑巢、树木成长邻近的开山采石或工程施工、风筝及其他抛物均可能造成线路短路或接地。21◆环境污染厂矿生产过程中排放出来的烟尘和有害气体会使绝缘子的绝缘水平显著降低；以致在空气湿度较大的天气里发生闪络事故；在木杆线路上，因绝缘子表面污秽，泄漏电流增大，会引起木杆、木横担燃烧事故；有些氧化作用很强的气体会腐蚀金属杆塔、导线、避雷线和金具。污闪事故是由于绝缘子表面脏污引起的。一般灰尘容易被雨水冲洗掉，对绝缘性能的影响不大。但是，化工、水泥、冶炼等厂矿排放出采的烟尘和废气含有氧化硅、氧化硫、氧化钙等氧化物，沿海地区大气中含有氯化钠，对绝缘子危害极大。222.电缆线路故障就现象而言：电缆故障包含机械损伤、铅皮（铝皮）龟裂、胀裂、终端头污闪、终端头或中间接头爆炸、绝缘击穿、金属护套腐蚀穿孔等故障。就原因而言：电缆故障包含外力破坏、化学腐蚀或电解腐蚀、雷击、水淹、虫害、施工不妥、维护不当等故障。◆电缆常见故障和防止方法如下：(1)由于外力破坏的事故占电缆事故的50%。为了防止这类事故，应加强对横穿河流、道路的电缆线路和塔架上电缆线路的巡视和检查。在电缆线路附近开挖地面时，应采取有效的安全措施。(2)由于管理不善或施工不良，电缆在运输、敷设过程中可能受到机械损伤。运行中的电缆，特别是直埋电缆，可能由于地面施工或小动物（主要是白蚁）啮咬受到机械损伤。对此，应加强管理保证敷设质量、做好标记、保存好施工资料、严格执行破土动工制度、喷洒灭蚁药剂等。23(3)由于施工、制作质量差或弯曲、扭转等机械力的作用，可能导致电缆终端头漏油。对此，应严格施工，并加强巡视。(4)由于质量不高、检查不严、安装不良（如过分弯曲、过分密集等）、环境条件太差（如环境温度太高等）、运行不当（如过负荷、过电压等），运行中的电缆可能发生绝缘击穿、铅包发生疲劳、龟裂、胀裂等损伤。对此，除针对以上原因采取措施外，还应加强巡视，发现问题及时处理。(5)由于地下杂散电流和非中性物质的作用，电缆可能受到电化学腐蚀或化学腐蚀。电化学腐蚀是由于直流机车及其他直流装置经大地流通的电流造成的；化学腐蚀是由于土壤中的酸、碱、氯化物、有机体腐烂物、炼铁炉灰渣等杂物造成的。对此，可采取将电缆涂以沥青，将电缆装于保护管内等措施予以预防；电缆与直流机车轨道平行时，其间应保持2m以上的距离或采取隔离措施；应定期挖开泥土，查看其受到腐蚀的情况。24(6)由于浸水、导体连接不好、制作不良、超负荷运行，以及由于污闪等原因均可能导致电缆终端头或中间接头受损或爆炸。对此，亦应针对不同原因采取适当措施；并加强检查和维修。◆应当指出，过热是电气线路的常见故障，但线路过热可能是多种原因造成的。例如，线路过载、接触不良、线路散热条件被破坏、运行环境温度过高、短路、严重漏电、三相电动机堵转、三相电动机缺相运行、电动机过于频繁启动等不安全状态均可能导致线路过热。25二、线路故障原因分析1.绝缘损坏◆绝缘损坏后依据损坏的程度可能出现以下两种情况：(1)短路绝缘完全损坏将导致短路。短路时流过线路的电流增大为正常工作电流的数倍到数十倍，而导线发热又与电流的平方成正比，以致发热量急剧增加，短时间即可能起火燃烧。如短路时发生弧光放电，高温电弧可能烧伤邻近的工作人员；也可能直接引起燃烧。此外，在短路状态下，一些裸露导体将带有危险的故障电压，可能给人以致命的电击。26(2)漏电如绝缘未完全损坏，将导致漏电。漏电是电击事故最多见的原因之一。另一方面，漏电处局部发热，局部温度过高可能直接导致起火，亦可能使绝缘进一步损坏，形成短路，由短路引起火灾。此外，如果导体接地，由于接地电流与短路电流相差甚远，虽然线路不致由接地电流产生的热量引燃起火，但接地处的局部发热和电弧可导致起火燃烧。◆多种原因可导致线路绝缘损坏。例如，雷击等过电压的作用可使绝缘击穿而受到破坏；线路的绝缘过长时间的使用将因老化而失去原有的电气性能和机械性能；由于内部原因或外部原因长时间过热、化学物质的腐蚀、机械损伤和磨损、受潮发霉、恶劣的自然条件、小动物或昆虫的啃咬以及操作人员不慎损伤均可能使绝缘遭到破坏。此外，导电性粉尘或纤维沉积在绝缘体表面上将破坏其表面绝缘性能而导致漏电或短路；胶木绝缘受电弧作用后，其表面可能发生炭化，并由此导致新的更为强烈的弧光短路。272.接触不良电气连接部位包括导体间永久性的连接（如焊接）、可拆卸连接（如导线与接线端子的螺丝连接）和工作性活动连接（如各种电器的触头）。连接部位是电气线路的薄弱环节。如连接部位接触不良，则接触电阻增大，必然造成连接部位发热增加，乃至产生危险温度，构成引燃源。如连接部位松动，则可能放电打火，构成引燃源。特别是铜导体与铝导体的连接，如没有采用铜铝过渡段，经过一段时间使用之后，很容易成为引燃源。铜导体与铝导体直接连接容易起火的原因如下：(1)铝导体表面的氧化膜铝导体在空气中数秒钟之内即能形成厚3~6µm的高电阻氧化膜。氧化膜将大幅度提高接触电阻，使连接部位发热，产生危险温度。接触电阻过大还造成回路阻抗增加，减小短路电流，延长短路保护装置的动作时间甚至阻碍短路保护装置动