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第五章 电气线路安全电气线路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电力线路主要是完成电能输送任务控制线路是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。电气线路种类及特点 电气线路种类很多，按照敷设方式，分架空线路、电缆线路、穿管线路等按照导体的绝缘性质划分，分塑料绝缘线、橡皮绝缘线、裸线等 架空线路架空线路 架空线路指档距超过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。架空线路的导线多采用钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线和铝合金绞线。厂区（特别是有火灾危险的场所）的低压架空线宜采用绝缘导线。杆塔架空线路的杆塔是用以支撑导线及其附件的按照材质分为钢筋混凝土杆、木杆和铁塔按照功能分为直线杆塔、耐张杆塔、跨越杆塔、转角杆塔、分支杆塔和终端杆塔等。杆塔直线杆塔用于线路的直线段上，起支撑导线、横担、绝缘子、金具之用；耐张杆塔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；跨越杆塔是高大、加强的耐张型杆塔，用于线路跨越铁路、公路、河流等处；转角杆塔用于线路改变方向处，能承受线路两方面的合力；分支杆塔用于线路分支处，能承受各方向线路的合力；终端杆塔用于线路的终端，能承受线路全部导线的拉力。绝缘子架空线路的绝缘子用以支撑、悬挂导线并使之与杆塔绝缘，它分为针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、陶瓷横担绝缘子和拉紧绝缘子等。横担架空线路的横担是用以支撑导线的，常用的横担有角铁横担、木横担和陶瓷横担。金具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。拉线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。架空线路的技术参数档距：同一线路上相邻两电杆中心线间的距离（10KV及以下40-50m）线间距离：同一电杆上导线之间距离。与线路电压、档距有关（10KV及以下最小线间距离0.6m；低压最小间距0.5m）弧垂：对平地，架空线路最低点与两端电杆上导线悬挂点间垂直距离（不能过大或过小，根据档距、导线材料、截面积有关。过大不安全，过小拉力大）导线与地面距离：10KV及以下高压6.5m，低压6m架空线路的特点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），会导致触电、短路等事故。电缆线路电缆线路由导线、绝缘层、包护层等构成；电力电缆线路由电力电缆、终端头和中间接头组成 导线：传输电能，用铜或铝的单股或多股线，通常用多股；绝缘层：使导线与导线、导线与包护层互相绝缘，绝缘材料有橡胶、沥青、聚乙烯、聚氯乙烯、棉、麻、绸、油浸纸和矿物油、植物油等，目前大多数用油浸纸；包护层：保护绝缘层，并有防止绝缘油外溢的作用，分为内护层和外护层；内保护层分铅包、铝包、聚氯乙烯护套、交联聚乙烯护套、橡套等几种，外保护层分黄麻衬垫、钢铠和和防腐层。电缆头户外电缆终端头有铸铁外壳、瓷外壳终端接头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街头。电缆接头事故占电缆事故的70%。电缆线路的特点 5-1造价高5-2不方便分支5-3施工和维修难度大5-4不容易受大气中各种有害因素的影响5-5不妨碍交通和地面建设。现代企业中，电缆线路得到了广泛的应用，特别是在有腐蚀性气体或蒸汽、有爆炸的火灾危险的场所，应用最为广泛。电缆线路布线的防火措施 1规范施工在敷设电缆时，施工人员必须保证施工质量，规范施工。在施工时要防止牵引力过大、弯曲过度、填土不实、埋设深度不够等造成的，机械性损伤。电缆的中间接头和终端头统称为电缆头。电缆头是影响电缆绝缘性能的关键部位，最容易成为引火源。因此，电缆头在投入运行前要做耐压和绝缘电阻的测量，确保施工质量，保证接头的连接良好。电缆线路布线的防火措施2封堵电缆孔洞必须把电缆穿越楼板、墙壁、电缆沟、道及电缆竖井的孔洞，用非燃烧材料严密封堵，进行隔绝，防止电缆火灾蔓延扩大；在电缆沟、道的分叉处和电缆通往建筑物的出人口，应设防火隔墙或防火门。防火隔墙上电缆穿越的孔隙，也应用非燃烧材料封填；电缆穿越楼板、墙壁等地方，若用金属穿管，应将金属管口空隙用石棉或石棉泥填塞严密。电缆线路布线的防火措施3采用电缆防火材料常见的电缆防火材料有防火涂料。难燃槽盒、耐火隔板、防火堵料、防火网等。通过防火材料的使用，阻止热量传递，防止火焰直接损坏，缩小火势范围，阻止火灾蔓延，具有较好的作用。4加强检测与维护要经常对电缆进行检测和维护工作，加强线路巡视，耐压及负荷测量，发现故障、升温应及时消除，以保证电缆的安全运行，防止在运行中发生事故。室内配电线路室内配电线路 低压开关柜至动力车间配电箱、车间总动力配电箱至各分动力配电箱、动力配电箱至各用电设备之间的线路室内配线种类繁多室内配线方式与环境条件、负荷特征、建筑要求相适应。绝缘导线线路在导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料，如：树脂、塑料、硅橡胶、PVC等，形成绝缘层，防止导电体与外界接触造成漏电、短路、触电等事故发生的电线叫绝缘导线。按绝缘材料分：橡胶绝缘、塑料绝缘导线按芯线材料分：铜芯、铝芯按芯线结构分：单股、多股绝缘导线线路的敷设敷设方式：明敷、暗敷明敷：导线敷设在墙壁、桁架、天花板表面暗敷：导线穿管埋设在墙内、地坪内、天花板内部裸导线线路室内裸导线主要是母线或干线以硬母线为主封闭式母线槽室内、外布线的防火措施 在室内、外布线时，要正确选择线路路径，尽量走近路、走直路，避免曲折迂回，减少交叉跨越。同时，在选择线路导线时，应根据具体环境特点，正确选用导线的类型，通常应考虑到防湿、防潮、防热、防腐等因素，防止发生火灾事故。在安装室内、外线路时，固定件的埋设，导线的连接和敷设，都要按规定严格施工，才能保证质量，防患于未然，特别是导线穿墙，必须经过穿墙套管，否则，极易发生磨损，而造成漏电、短路造成火灾 布线时，应注意线间，导线固定点间以及线路与管道、地面之间必须保持一定距离，防止短路造成火灾 电器线路常见故障 架空线路故障 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，电缆故障包括外力破坏、化学腐蚀或电解腐蚀、电击、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 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。由于管理不善或施工不良，电缆在运输、敷设工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。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。电缆常见故障和防止方法由于质量不高、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。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；电缆与直流机车道平行时，其间保持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。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。过热 线路故障原因分析线路故障原因分析 绝缘损坏接触不良 严重过载 断线 间距不足和防护不善 保护导体带电 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：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倍数到数十倍，而导线发热由于电流的平方成正比，以致发热量急剧增加，短时间即可能起火燃烧。如断路时发生弧光放电，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，在断路状态下，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。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。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（如导体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）。连接部位是电器线路的薄弱环节。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。特别是铜导体与铝导体的连接，如没有采用铜铝过渡段，经过一段时间使用后，很容易成为引燃源 严重过载 过载将使绝缘加速老化。如过载太多或过载时间太长，将造成导线过热，带来引燃危险。因此，过载还会增大线路上的电压损失。过载的主要原因有二，一是使用者私自接用大量用电设备造成过载；二是设计者没有充分考虑发展的需要，裕量留得太小而造成的过载。应当指出电气线路在冷却情况下短时间适量过载是允许的，但必须严格控制时间和过载量。断线 断线可能造成接地、混线、短路等多种事故。导线断落在地面或接地导体上可能导致电击事故。导线断开或拉脱时产生的电火花以及架空线路导线摆动、跳动时产生的电火花均可能引燃邻近的可燃物起火燃烧。此外，三相线路断开一相将造成三相设备不对称运行，可能烧坏设备；中性线（工作零线）断开也可能造成负载三相电压不平衡，并烧坏用电设备。间距不足和防护不善 线路安装中最为多见的问题是间距不足。间距不足可能导致碰撞短路、电击、漏电等事故；间距不足还防碍正常操作。间距不足的事故主要是以下三方面原因造成的：一是施工质量差，没有严格地按照规范设计和安装；二是运行维护不当或长时间不维护检修；三是某些人员不顾原有的电气装备，违反规程，冒险施工。如果做线路设计时，没有充分考虑防护方面的要求，则导线很容易受到外界各种有害因素的破坏。保护导体带电 除可能导致电器设备外壳带电外，还可能引发火灾的危险性。在下列情况下，保护导体可能带电：接地方式与接零方式混合使用，且接地的设备漏电；保护导体（包括PE线和PEN线）断开（或接触不良），且后方有接地的设备漏电；TNC系统中保护导体（PEN线）断开（或接触不良），且后方有不平衡负荷；保护导体（包括PE线和PEN线）阻抗太大，末端接零设备漏电；TNC系统中的PEN线阻抗较大，且不平衡负荷太大；在TNS系统中，单相负荷接在相线和PE线上；某一相线故障接地；某一相线经负载接地；保护导体与其他系统的保护导体连通，其他系统的保护导体带电；感应带电。