电力系统中低压配电线路设计

【摘要】：本文根据作者多年的工作经验对电力系统中低压配电线路设计进行的以下分析，探讨，可供同行参考。 【关键词】：低压配电；线路；设计

中图分类号： s611 文献标识码： a 文章编号： 一、实施步骤

1.线路的路径勘测与定位

（1）路径选择目的。就是在符合相关方针和政策及规章制度的基础上，从线路的起点和终点之间选出最为合理的路径。所以工作人员选择线路路径时，要根据相关政策方针、规章制度的要求，对是否影响安全运行、施工是否便利等因素全面衡量，才能选出最适合的线路路径。

（2）路径选择的原则。在对路径进行选择时，要严格遵守相关法律法规；路径选择尽量不要长，转角不要多，主干线最好离道路两侧近，而且不影响通行；为了减少对绿化的破坏，线路选择尽量躲开树林、绿化带和果园等；也要避开矿区、水泥厂等污染区；线路要远离可燃物和爆炸物的存储室，少占耕地，配合道路规划，还要考虑其对弱电线路的影响问题。

（3）线杆位置测定。在确定路径以后，利用线尺和花杆或者用经纬仪测量来确定线杆位置。按照配电线路档距不宜大于50米的要求确定杆位。电杆应少占农田，尽量靠近被跨越物。供电区的线路长度宜控制在供电半径不大于500米，确定其长度后，运用允许

电压降进行校核。 2.导线型号和截面的选择

导线是输电线路重要的部件之一，承担着运送电能的功能。低压配电线路设计中必须要考虑导线的选择，因为导线的型号以及架设方案会关系到横担、绝缘子、杆塔等其他基础设施的架设，因此，选择导电性能好、输送电能效率高、环境友好型的导线就显得非常必要。

（1）确定线路设计的气象条件。架空线路在空气中长期暴露，受大自然的影响比较大，而风的速度、冰和温度是对线路影响比较大的因素。所以在设计线路时一定要对线路沿线地区的气候情况有全面了解，结合当地气象数据和存在线路的运行经验全面考虑。 （2）导线的截面选择与节能。架空电线的导线要具备很好的导电性，有一定的抗拉强度，耐腐蚀，经济。在这种情况下，导线的截面要满足发热条件，在电流最大负荷和高温时不能被烧坏，也就是说在导线中运行的电流总是在允许范围内；导线还要有一定韧性，即使在恶劣的环境也不容易被拉断。选择配电线路导线截面，正常情况下是按允许电压损耗来确定，但是还要对发热条件进行校验，同时还能满足规定的最小导线截面的要求。从节能环保、减小损耗方面考虑，现今导线选择方案一般采用动态模式确定导线经济电流密度来进行选择。具体而言，有以下公式：

其中，j为经济电流密度，im是线路最大负载电流（a），s为导线截面积（m m2），b为单位长度线路每平方毫米截面的投资费用，

p为资金回收系数，μ为线路年折旧及维修费率，ρ为导线电阻率，τ是线路年损耗小时数，β为单位电价。以特高压线路为例，电流密度应按0.7～0.8a/m m2控制导线由8×acsr-330加大到8×acsr-550较为合适。

根据上述理论的公式能够指导实际线路设计过程中，依据不同市场经济规律选择不同电流密度的导线，有助于减少电能损耗，节约能源，降低成本，更经济、更环保地进行导线的选择。同时，开发新材料，提高导线的电子导电率也是节能环保的一个措施。这里以钢芯铝绞线中用20.3%iacs铝包钢线代替镀锌钢绞线为例。其导线部分技术参数如下表1。

可看出两种导线在机械和电力性能上面差异很小，但是从价格上比较，acsr/aw-720/50比前者贵，但是节能效果好，第二年就可以回收成本，所以，综合考虑，目前一般采用acsr/aw-720/50型导线。

3.导线弧垂及排列方式的选择

（1）确定导线弧垂。导线上任一点到导线最低点之间的垂直距离称为弧垂。弧垂是对配电线路进行设计和运行的重要参数，弧垂太小，导线的拉力就会增加，使导线和电杆的负荷也相应增加；太大，导线和地面的距离会减小，有风的时候会有碰线现象发生。正常情况下，弧垂指的是一个档内最大的弧垂，在同等高度时，弧垂在档距中间处，不等高时弧垂差不多在中间处。

（2）选择导线排列方式。导线在杆头上的布置形式基本上可分

为水平、垂直和三角形排列三类。目前线路导线大多采取水平排列及三角排列方式。一般而言，10千伏配电线路导线一般采用三角形，400伏配电线路导线一般采用水平排列。为减少线路路径，10千伏和400伏线路可以同杆架设，但应是同一回路电源。水平排列导线时，在有建筑物的情况下，中性线在靠近建筑物方，用来扩大相线与建筑物的相对距离。防止触电现象的发生。另外选择导线排列方式的同时还要注意导线之间的距离问题。一般线间距离至少为0.3米，一般应随着档距的加长而加大。 4.横担的选择

横担是电线杆顶部横向固定的角铁，上面有瓷瓶，其是用来支持导线、绝缘子和开关以及避雷器等部件的装置。同时也能使中线和相线在线杆和档距间保持一定的空间绝缘距离。按照用途可以分为直线横担、转角横担、耐张横担；按照材料可以分为铁横担、瓷横担、合成绝缘横担。结合横担的受力情况，直线杆或150°以下的转角杆使用单横担，耐张杆、终端杆和150°以上的转角杆、分支杆都使用双横担。横担的安装位置：横担在直线杆上安装在距离杆顶部3米处的受电侧，而横担在终端杆、转角杆和分支杆上则安装在距离杆顶部3米处的拉线侧。 5.线路金具和绝缘子的选择

（1）金具选择。金具是连接和组合电力系统中的各类装置，并且传递机械、电气负或起某种防护作用的金属附件。在架空线路中有支持、连接、紧固、保护导线和避雷线的作用。很多金具在运行

中承受很大的拉力，同时还要确保其连接部件接触良好，所以金具的质量和安装使用的正确性关系着线路的送电安全。

（2）绝缘子的选择。绝缘子是悬挂和支承导线，并使电杆和导线绝缘的装置。绝缘子应该具备足够的绝缘强度和机械强度，同时能够抵抗化学物质的腐蚀，对气候条件变化的适应能力强。常用的绝缘子有悬式、针式、瓷横担绝缘子等形式。线路绝缘子的各项性能要合乎国家相关标准。10kv直线杆配电线路和5度以下的小转角杆使用瓷横担或针式绝缘子，耐张杆则适宜使用由悬式绝缘子组成的绝缘子串或使用由蝶式绝缘子、悬式绝缘子组成的绝缘子串；0.4kv直线杆线路则使用针式绝缘子、瓷横担和低压悬挂线夹；耐张杆使用低压悬式、蝶式绝缘子或耐张线夹。 6.拉线的选择

拉线大多使用镀锌钢绞线，最小截面应大于gj-25m m2，安全系数不小于2.0。拉线的作用是防止电杆倾倒和折断，用来平衡电杆各方向所受的作用力并抵御风压等外力影响的一种电杆加固装置。由此可见，选好拉力线安装位置尤其重要。拉线可分为用来平衡拉力的普通拉线；用来加强线杆抗风力的人字拉线；由于地形的因素影响，为防止电杆本身弯曲而采用的弓形拉线；固定在邻杆上用来平衡拉力的共同拉线；过道拉线和v形拉线等。拉线一般固定在线杆横担10-30cm处。拉线的长度则按实际情况来确定。 7.电网安全保护方式选择

（1）防雷保护。防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入的

一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。事实证明，由于防雷保护设施的不完善，很容易发生雷击事故，从而烧坏变压器和其他设备。架空绝缘线路在0.5千米的路段内无防雷设施时，应装一组避雷器。为防止变压器被雷击损坏，应选择金属氧化物避雷器并将其安装高压和低压两侧，避雷器的安装要严格按规程进行；为防止用户用电设备遭雷击损坏，在用户集表箱内相线与接地线之间安装金属氧化物无间隙避雷器，这样在防雷的同时也能保护用户人身安全和家电安全。

（2）剩余电流保护器。剩余电流动作保护器的概念即是在规定条件下，当剩余电流达到或超过给定值时，能自动断开电路的机械开关电器或组合电器。从保护方式上来说，对于一般低压电网应安装剩余电流末级保护和剩余电流总保护自动开关，而对于大范围供电或有重要用户的低压电网可根据实际情况加设剩余电流中级保护。在安装位置方面，总保护大多安装在低压总盘处，末级保护一般安装在用电用户住所内。保护器本身必须符合国家标准要求，并且是国家认可的入网产品，保护器的额定动作电流应该符合规程要求。

二、低压配电线路设计应注意的问题

第一，在设计低压线路时，应尽可能避免和10kv线路架设在同一杆，因为根据规程要求，高压和低压线路的档距不同。第二，配

电室内高压、低压设备间应该设置安全遮栏。

第三，低压线路在架设过程中要避开通讯线、有线电视线，如有可能最好架设在上述线路的不同侧。第四，进户线材质为硬芯绝缘管，进户线在穿墙时，一定要加防护瓷管或塑料管，应套装硬质绝缘管，并在室外做滴水湾，穿墙绝缘管应内高外低、弯头向下，滴水湾最低点距地面不应小于2米。为了保证安全，对于接户线和套户线也有一定要求，即与马路、房屋楼栋距离达到要求。 三、低压配电线路线损管理措施

众所周知，由于导线的自身电阻等因素使得输电线路上有电能损失，称为线损。线损是电能损失中的重要部分，特别是在低压配电线路中，线损尤为明显，所以，在低压配电线路设计中需要有对应的线损管理措施，以便有效克服电能损失，从而减少电能浪费。除了可以根据导线选择来降低线损外，还有其他管理措施可以运用。 第一，合理增加配电布点，优化线路布局，减少无功线路，提高电压合格率，从而完善供电网络。电压合格率的提高有利于降低线损，可以从以下公式直观看出：

其中a为电压提高百分比，δp%为线损。可以看出，当合格率由95%降低到80%时，假设原线损为8%，线损会增加8%×24.38%=1.95%，相反，提高合格率，会降低线损，从而提高效益。

第二，通过提高配网中的功力因数来降低线损，可以在配网中加入无功补偿设备，在客户用户端加强电容补偿。对于功率因数和线损之间的关系，也可以由下列公式来表示：

其中，cosα1为原来功率因数；cosα2为提高后的功率因数，所以，当功力因数增加后，线损则降低。

第三，相关职能部门加强供用电的管理工作，可以从以下方面来着手加强。一是要对线路不定期组织巡视，严格按照《安全规程》的要求来实施，加强线路监管巡查工作。二是电力部门职工应该树立“人民电业为人民”的思想，不断提高自身素质和业务水平。三是建立健全一些规章制度，以制度作保障线。四是从用电用户方面，需要从理论到实际，深入开展反窃电斗争，对窃电行为应根据有关法律法规予以严厉打击，对当事人进行批评教育，甚至用法律对其进行制裁。 四、结束语

低压配电线路的设计要按照国家规定严格执行，确保线路设计的合理性、可实施性。这也是关系国计民生的大事，要给予高度重视。为了实现线路设计的安全性、可靠性和经济性，在线路设计时要求对所设计线路的实际情况进行全面调查和细致的研究，从而选定线路的设计方案，以达到预期的目标。 参考文献：

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