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电工基础知识 电气线路安全条件
电气线路应满意供电牢靠性的恳求及经济方针的恳求，应满意维护处理便当的恳求，还有必要满意各项安全恳求。本节土要介绍安全恳求。应当指出，这些恳求关于确保电气线路作业的牢靠性及别的恳求在纷歧样程度上也很有用。
一、 导电才干
导线的导电才干应契合发热、电压丢掉和短路电流等三方面的恳求。
1、发热
各种导线的最高作业温度都有必定的束缚。关于裸线，为防止接头氧化，最高作业温度为70℃；关于橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线，为防止绝缘老化，最高作业温度别离为65℃和70℃；关于电缆，为防止绝缘老化，防止热胀冷缩构成气泡，1KV及其以下的铅包或铝包电缆最高作业温度为80℃，聚氯乙烯电缆的最高作业温度为65℃。
依据安稳状况下发热与散热相平衡的准则，可求得导线的安全载流量（许用电流）I为
式中，K为散热系数，W/cm2·℃；F标明散热面积，cm2；
和
别离是环境温度和导线温度，℃；
为导线温度为
时的电阻。
因为散热系数难以断定，上式通常不能用于实习核算。
导线的安全载流量决议于导线截面、导线材料、绝缘材料、环境温度、设备办法等要素。常用导线的安全载流量见教材P115-P119。如环境温度纷歧样于规矩的数值，则安全系数应按下式批改：
式中，
标明实习环境温度，℃。
2、电压丢掉
为了确保用电设备正常作业，动力线路的电压丢掉不得招过5%，照明线路不得超越8%-十%。
（1）电压丢掉核算
关于图1所示的简略线路，相电压丢掉为
式中，
为该相有功功率；
为该相无功功率；r为线路电阻；x为线路电抗；
为负载端功率因数角。
线电压丢掉为
式中，
标明负载端额外线电压；
标明三相有功功率；
标明三相无功功率。
关于图2所示的多段线路，电压丢掉按叠加原理核算，即
经过翻开和收拾，可求得电压丢掉为
电压丢掉值通常用相对值，即用
标明。运用上式可得
假如导线截面是均匀的，即有
（
和
为单位长度导线的电阻和电抗），则电压丢掉可按下式核算：
（2）按答应电压丢掉核算导线的截面积
线路电压丢掉看作电阻上的电压丢掉
和
两有些之和，即
显着
因为
，所以
除决议于有功功率、线路长度等要素外，还决议于导线材料和截面积。关于铜线和铝线，
与导线截面积联络不大，并且有必定的计划。如明设圆导线的，多在0.3-0.4
之间；矩形截面导体的，多在0.2
摆布；低压电缆的，多在0.050-0.084
之间等。因而，在无功功率和线路长度断定的状况下，
可视为已知数。
如给定答应的电压丢掉
，关于同一截面的线路，依据
，可求得导线的截面积为
关于两段一样材料、纷歧样截面的导线，应有
因为
可求得
那么，悉数导线所好用有色金属的体积为
将上式对
取导，并令
，可得
运用这一联络，可求得
显着，
和
都能够求出。
关于通常状况，即关于多段纷歧样截面的导线，可求得第i段和第h段的截面积别离为
3、短路电流
导线的截面应能接受电流的热效应而不致损坏，即坚持满意的热安稳性。为此，导线最小截面积为
式中，
为导线芯线最小截面积，mm2；I为短路电流有用值，A；t为短路电流或许继续的时刻，s；K标明核算系数，按下表断定。
导线的导电才干应契合发热、电压丢掉和短路电流等三方面的恳求。
1、发热
各种导线的最高作业温度都有必定的束缚。关于裸线，为防止接头氧化，最高作业温度为70℃；关于橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线，为防止绝缘老化，最高作业温度别离为65℃和70℃；关于电缆，为防止绝缘老化，防止热胀冷缩构成气泡，1KV及其以下的铅包或铝包电缆最高作业温度为80℃，聚氯乙烯电缆的最高作业温度为65℃。
依据安稳状况下发热与散热相平衡的准则，可求得导线的安全载流量（许用电流）I为
式中，K为散热系数，W/cm2·℃；F标明散热面积，cm2；
和别离是环境温度和导线温度，℃；为导线温度为时的电阻。 因为散热系数难以断定，上式通常不能用于实习核算。
导线的安全载流量决议于导线截面、导线材料、绝缘材料、环境温度、设备办法等要素。常用导线的安全载流量见教材P115-P119。如环境温度纷歧样于规矩的数值，则安全系数应按下式批改：
式中，
标明实习环境温度，℃。 2、电压丢掉
为了确保用电设备正常作业，动力线路的电压丢掉不得招过5%，照明线路不得超越8%-十%。
（1）电压丢掉核算
 |
| 图1简略线路电压丢掉核算 （a）电路图（b）相量图 |
式中，
为该相有功功率；为该相无功功率；r为线路电阻；x为线路电抗；为负载端功率因数角。 线电压丢掉为
式中，
标明负载端额外线电压；标明三相有功功率；标明三相无功功率。  |
| 图2分段线路电压丢掉核算 |
经过翻开和收拾，可求得电压丢掉为
电压丢掉值通常用相对值，即用
标明。运用上式可得 假如导线截面是均匀的，即有
（和为单位长度导线的电阻和电抗），则电压丢掉可按下式核算： （2）按答应电压丢掉核算导线的截面积
线路电压丢掉看作电阻上的电压丢掉
和两有些之和，即 显着
因为
，所以除决议于有功功率、线路长度等要素外，还决议于导线材料和截面积。关于铜线和铝线，与导线截面积联络不大，并且有必定的计划。如明设圆导线的，多在0.3-0.4之间；矩形截面导体的，多在0.2摆布；低压电缆的，多在0.050-0.084之间等。因而，在无功功率和线路长度断定的状况下，可视为已知数。 如给定答应的电压丢掉
，关于同一截面的线路，依据，可求得导线的截面积为 关于两段一样材料、纷歧样截面的导线，应有
因为
可求得
那么，悉数导线所好用有色金属的体积为
将上式对
取导，并令，可得 运用这一联络，可求得
显着，
和都能够求出。 关于通常状况，即关于多段纷歧样截面的导线，可求得第i段和第h段的截面积别离为
3、短路电流
导线的截面应能接受电流的热效应而不致损坏，即坚持满意的热安稳性。为此，导线最小截面积为
式中，
为导线芯线最小截面积，mm2；I为短路电流有用值，A；t为短路电流或许继续的时刻，s；K标明核算系数，按下表断定。 表1热效应验算K值表
二、 线路绝缘
线路绝缘应满意防电击、防火、耐腐蚀、耐机械损害等恳求，详见下面介绍。
三、机械强度
导线的机械强度应当满意接受自重、温度改动的热应力、短路时的电磁效果力以及风雪、覆冰发作的应力。依照机械强度的恳求，低压架空导线的最小截面积如表2所示。低压配电导线的最小截面积如表3所示。
| 品种 | 聚氯乙烯 | 丁基橡胶 | 乙丙橡胶 | 油浸纸 |
| 铜芯 | 115 | 131 | 143 | 十7 |
| 铝芯 | 76 | 87 | 94 | 71 |
线路绝缘应满意防电击、防火、耐腐蚀、耐机械损害等恳求，详见下面介绍。
三、机械强度
导线的机械强度应当满意接受自重、温度改动的热应力、短路时的电磁效果力以及风雪、覆冰发作的应力。依照机械强度的恳求，低压架空导线的最小截面积如表2所示。低压配电导线的最小截面积如表3所示。
表2低压架空线路导线最小界面剂
| 品种 | 铜 | 铝及铝合金 | 铁 |
| 单股 | 6 | 十 | 6 |
| 多股 | 6 | 16 | 十 |
表3 低压配线最小截面积
四、线路间隔
线路和导线间隔应满意防磕碰、防短路、便于操作等的恳求，详见下面介绍。
五、线路防护
各种线路对酸、碱、盐、温度、湿度、尘土】火灾和爆破等外界要素应有满意的防护才干。为此，纷歧样环境中导线和电缆及其敷设办法的选用可按表4进行。
| 品种 | 最小截面积 | |||
| 铜芯软线 | 铜线 | 铝线 | ||
| 吊灯引线 | 民用建组，户内 | 0.4 | 0.5 | 1.5 |
| 工业修建，户内 | 0.5 | 0.8 | 2.5 | |
| 野外 | 1.0 | 1.0 | 2.5 | |
| 移动式设备电缆线 | 日子用 | 0.2 | - | - |
| 出产用 | 1.0 | - | - | |
| 支点间阻隔为s的支持件上的绝缘导线 | s<=1m，野外 | - | 1.5 | 2.5 |
| s<=1m，户内 | - | 1.0 | 1.5 | |
| s<=2m，野外 | - | 1.5 | 2.5 | |
| s<=2m，户内 | - | 1.0 | 2.5 | |
| s<=6m，野外 | - | 2.5 | 6 | |
| s<=6m，户内 | - | 2.5 | 4 | |
| 接户线 | 长度<=十m | - | 2.5 | 6 |
| 长度<=25m | - | 4 | 十 | |
| 穿管线 | 1.0 | 1.0 | 2.5 | |
| 户内裸线 | - | 2.5-4 | 4 | |
| 野外裸线 | - | 2.5-4 | 4-16 | |
| 塑料护套线 | - | 1.0 | 1.5 | |
线路和导线间隔应满意防磕碰、防短路、便于操作等的恳求，详见下面介绍。
五、线路防护
各种线路对酸、碱、盐、温度、湿度、尘土】火灾和爆破等外界要素应有满意的防护才干。为此，纷歧样环境中导线和电缆及其敷设办法的选用可按表4进行。
表4 线路敷设办法挑选
由上表可知，分外是湿润环境应选用硬塑料配线或针式绝缘子配线，高温环境应选用电缆管或焊接钢管配线、针式绝缘子配线，多尘（非爆破性粉尘）环境应选用各种管配线，腐蚀性环境应选用硬塑料管配线，火灾风险环境应选用电线管或焊接钢管配线，爆破风险环境应选用焊接钢管配线等。
六、导线衔接
导线的接头是电气线路的单薄环节，接头常常是发作毛病的本地。接头触摸不良或松脱会增大触摸电阻，使接头过热而焚毁绝缘，还或许发作火花。严峻的会变成火灾或触电事端。因而，接头有必要牢靠、严密、接头的机械强度不该低于导线机械强度的80%；接头的绝缘强度不该低于导线的绝缘强度；接头部位的电阻不得大于原线段电阻的1.2倍。作业中，应当尽或许削减导线的接头，接头过多的导线不宜运用。关于可移动线路的接头，更应当分外留心。
分外是铜导体与铝导体的衔接，假如没有选用铜铝过渡段，经过一段时刻运用往后，很简略松动。松动的要素如下：
榜首、铝导体在空气中数秒钟以内即能构成厚3-6微米的高电阻氧化膜。氧化膜将大起伏前进触摸电阻，使衔接部位发热，发作风险温度。触摸电阻过大还构成回路阻抗添加，减小短路电流，延伸短路维护设备的动作时刻，乃至阻挠短路维护设备动作。
第二、铜和铝的线胀大系数纷歧样，铜的线胀大系数为16.8×十-6℃-1，铝的线胀系数为23.2×十-6℃-1，即铝的线胀系数较铜的大36%，发热时使铝端子增大而自身遭到揉捏，冷却后不能彻底康复。经屡次重复后，衔接处逐步松懈，触摸电阻添加；如衔接处呈现细小裂缝，则遇空气进入，将致使导体外表氧化，触摸电阻大大添加；如衔接处的缝隙进入水分，将致使铝导体电化学腐蚀，触摸状况将急剧恶化。
第三、因为铜和铝的化学活性纷歧样，因而；当有水分进入铜、铝之间的缝隙时，将发作点解，使铝导体腐蚀，必定致使触摸状况敏捷恶化。
第四、当温度超越75℃，且继续时刻较长时，聚氯乙烯绝缘将分级处氯化氢气体。这种气体对铝导体有腐蚀效果，然后增大触摸电阻。
正因为如此，在湿润场合、野外及安全恳求高的场合，铝导体与铜导体不能直接衔接，有必要选用铜铝过渡段。对作业中的铜铝接头，应留心检和加固。
七、线路处理
电气线路应备有必要的材料和文件，如施工图、试验记载等。还应树立巡视、查看、打扫、修补等准则。
对暂时线应树立相应的处理准则。例如，设备暂时线应有恳求、批阅手续，暂时线应有专人担任处理，应有明晰的运用地址和运用期限等。装设暂时线有必要首要思考安全疑问，应满意底子安全恳求。例如，移动式三相暂时线有必要选用四芯橡套软线，单相暂时线有必要选用三芯橡套软线，长度通常不超越十m。暂时架空线离地上高度不得低于4-5m，离修建物和树木的间隔不得小于2m，长度通常不超越500m，必要的部位应采纳屏护办法等。
| 环境特征 | 线路敷设办法 | 常用电缆、电缆类型 |
| 正常枯燥环境 | 绝缘线瓷珠、瓷夹板或铝皮卡子明配线 | BBLX,BLV,BLVV |
| 绝缘线、裸线瓷瓶明配线 | BBLX,BLV,LJ,LMJ | |
| 绝缘线穿管明敷或暗敷 | BBLX,BLX | |
| 电缆明敷或暗敷 | ZLL,ZLL11,VLV,YJV,XLV,ZLQ | |
| 湿润和分外湿润的环境 | 绝缘线瓷瓶明配线（高度>3.5m） | BBLX,BLV |
| 绝缘线穿塑料管、钢管明敷或暗敷 | BBLX,BLV | |
| 电缆明敷 | ZLL11,VLV,YJV,XLV | |
| 多沉环境（不包含火灾及爆破风险粉尘） | 绝缘线瓷珠、瓷瓶明配线 | BBLX,BLV,BLVV |
| 绝缘线穿钢管明敷或暗敷 | BBLX,BLV | |
| 电缆明敷或沿电缆沟敷设 | ZLL,ZLL11,VLV,YJV,XLV,ZLQ | |
| 有腐蚀性环境 | 塑料线瓷珠、瓷瓶配线 | BLV,BLVV, |
| 绝缘线穿塑料管明敷或暗敷 | BBLV,BLV,BV | |
| 电缆明敷 | VLV,YJV,ZLL11,XLV | |
| 火灾风险环境 | 绝缘线瓷瓶明配线 | BBLX,BLV |
| 绝缘线穿钢管明敷或暗敷 | BBLX,BLV | |
| 电缆明敷或沿电缆沟敷设 | ZLLZLQVLVYJVXLVXLHF | |
| 爆破风险环境 | 绝缘线穿钢管明敷或暗敷 | BBVBV |
| 电缆明敷 | ZL20ZQ20VV20 | |
| 野外配线 | 绝缘线、裸线瓷瓶明配线 | BBLFBLV-1LJ |
| 绝缘线穿钢管沿外墙明敷 | BBLFBBLXBLV | |
| 电缆埋地 | ZLL11ZLQ2VLVVLV-2YJVYJV2 |
六、导线衔接
导线的接头是电气线路的单薄环节，接头常常是发作毛病的本地。接头触摸不良或松脱会增大触摸电阻，使接头过热而焚毁绝缘，还或许发作火花。严峻的会变成火灾或触电事端。因而，接头有必要牢靠、严密、接头的机械强度不该低于导线机械强度的80%；接头的绝缘强度不该低于导线的绝缘强度；接头部位的电阻不得大于原线段电阻的1.2倍。作业中，应当尽或许削减导线的接头，接头过多的导线不宜运用。关于可移动线路的接头，更应当分外留心。
分外是铜导体与铝导体的衔接，假如没有选用铜铝过渡段，经过一段时刻运用往后，很简略松动。松动的要素如下：
榜首、铝导体在空气中数秒钟以内即能构成厚3-6微米的高电阻氧化膜。氧化膜将大起伏前进触摸电阻，使衔接部位发热，发作风险温度。触摸电阻过大还构成回路阻抗添加，减小短路电流，延伸短路维护设备的动作时刻，乃至阻挠短路维护设备动作。
第二、铜和铝的线胀大系数纷歧样，铜的线胀大系数为16.8×十-6℃-1，铝的线胀系数为23.2×十-6℃-1，即铝的线胀系数较铜的大36%，发热时使铝端子增大而自身遭到揉捏，冷却后不能彻底康复。经屡次重复后，衔接处逐步松懈，触摸电阻添加；如衔接处呈现细小裂缝，则遇空气进入，将致使导体外表氧化，触摸电阻大大添加；如衔接处的缝隙进入水分，将致使铝导体电化学腐蚀，触摸状况将急剧恶化。
第三、因为铜和铝的化学活性纷歧样，因而；当有水分进入铜、铝之间的缝隙时，将发作点解，使铝导体腐蚀，必定致使触摸状况敏捷恶化。
第四、当温度超越75℃，且继续时刻较长时，聚氯乙烯绝缘将分级处氯化氢气体。这种气体对铝导体有腐蚀效果，然后增大触摸电阻。
正因为如此，在湿润场合、野外及安全恳求高的场合，铝导体与铜导体不能直接衔接，有必要选用铜铝过渡段。对作业中的铜铝接头，应留心检和加固。
七、线路处理
电气线路应备有必要的材料和文件，如施工图、试验记载等。还应树立巡视、查看、打扫、修补等准则。
对暂时线应树立相应的处理准则。例如，设备暂时线应有恳求、批阅手续，暂时线应有专人担任处理，应有明晰的运用地址和运用期限等。装设暂时线有必要首要思考安全疑问，应满意底子安全恳求。例如，移动式三相暂时线有必要选用四芯橡套软线，单相暂时线有必要选用三芯橡套软线，长度通常不超越十m。暂时架空线离地上高度不得低于4-5m，离修建物和树木的间隔不得小于2m，长度通常不超越500m，必要的部位应采纳屏护办法等。
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