第六章 第一节电力线路的结构
第六章 电力线路
我国直流超高压输电线路最高的电压等级是500kV。
4.根据用电的性质分为：动力线路和照明线路。
二、电力线路在电力系统中涉及的范围
电力线路是联结发电厂和用户之间的一个中间环节，分布地域广，架空
电力线路和电力电缆线路无处不在。电力线路的电压几乎包含了电力系统中 的所有电压等级。电力线路的安全性和可靠性是电力系统管理的一个重要指 标，涉及电力线路的设计、施工的质量以及运行管理水平。
横担水平排列 0.3 0.3 0.3 0.35 0.35 0.4 0.45 0.7 — — — 低
铁 沿墙装设 1.0 1.0 — — — — — — — — — 街 压 码 电杆装设 1.0 1.0 1.0 — — — — — — — —
（5）低压架空线路与门窗的最小距离（单位：m） 表6—8
2.裸导线的分类
按结构分为：单股线、多股绞线。 绞线分为：铝绞线、铜绞线和钢芯铝绞线。 铝绞线(LJ)多用于10kV及以下线路上， 如工厂的10kV进线和厂区220V/380V架空线。 钢芯铝绞线(LGJ)：在铝绞线中加入钢芯， 就构成了钢芯铝绞线，既保持了铝的较好导 电性能，又提高了铝绞线的机械强度，广泛用于高压架空电力线路中。 220V/380V低压架空线路通常采用绝缘电线或电缆。
二、导线
导线是架空电力线路的主体，担负着输送电能的责任。选择导线
除了考虑其导电性能之外，还要考虑其机械强度和耐腐蚀性。
1.导线的材质及其优缺点
电力线路的材质有铜、铝和钢。
（1）铜：导电性最好，机械强度高，耐腐蚀性能较好。 （2）铝：导电性较好，机械强度低，耐腐蚀性能差。 （3）钢：导电性能较差，机械强度高，耐腐蚀性能差。
电气工程基础
(4)单位长度线路电导 电晕临界电压
U cr = 84m1m2δ r lg( D jp / r ) kV 1.26 × 400 = 84 × 0.85 × 1× 1× 0.951× lg( ) 0.951 = 185 KV > 110 KV
所以运行电压110KV没有超过电晕的临界电压,所以不会出现电晕现 象所以不用考虑电晕的 每相等值电导
励磁电路以励磁导纳的形式出现。 变压器的原副方阻抗合并。 因为变压器的励磁电流相对较小，所以由分流精度导致的计算误差 很小！ 当变压器实际运行电压与额定电压接近时，变压器等值电路中的 励磁支路可以用对应的功率损耗表示
对于等级在35KV及以下的变压器，因励磁支路的损耗较小， 所以在近似计算中，励磁支路可以略去不计！ 变压器的参数一般是指等值电路中的： RT(电阻)，XT(电抗) ---由变压器短路实验测试出 GT(电导)，BT(电纳) ---由变压器空载试验测试出 而这四个参数可由变压器出厂试验书给出的四个参数得到： ΔPK---短路损耗 UK%---短路电压百分值 ΔP0---空载损耗 I0%---空载电流百分值
第二节 架空输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算 电阻： 单根导线的直流电阻为：R .2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响； 导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大; 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
图 一次整循环换位 图 三相导线的布置方式
a）等边三角形布置 b）水平等距布置
分裂导线------减少线路电抗和减低电晕损耗
S av 0.0157 µ ) Ω / km x0 = (0.1445 lg + rD n rD = nrA
电力线路结构介绍
电力线路结构介绍电力线路是指用于输送和分配电能的设备，一般由输电线路、变电站和配电线路组成。
它是电力系统中的重要组成部分，将发电厂产生的电能输送到用户的用电设备中，供应人们的生活和生产。
输电线路是将发电厂产生的高压电能送到各个地方的电力输送路径，主要有高压输电线路和超高压输电线路。
高压输电线路一般采用的是金属导线，如铝合金导线和铜导线，这些导线具有良好的导电性能和机械强度，能够承受高压电力的传输。
超高压输电线路则采用的是特殊的绝缘材料和结构，能够在更高的电压下传输电能，减少输电损耗，并且具有降低建设成本、节省用地资源等优势。
变电站是将高压电能转换为低压电能，以满足用户需求的设备。
它由变压器、开关设备、保护设备、无功补偿设备等组成。
变压器是变电站中最重要的设备之一，它能够实现电压的升降，将高压电能转换为适合分配到各个用户的低压电能。
开关设备用于控制电能的流向和分配，保护设备用于保护线路和设备的安全运行，无功补偿设备用于调节电力系统中的无功功率，提高功率因数。
配电线路是将变电站产生的低压电能送到用户用电设备的电力输送路径。
配电线路一般使用的是绝缘导线，能够将电能送达用户的用电设备，满足人们的生活和生产需求。
配电线路还包括配电变压器和配电箱等设备，配电变压器将低压电能变换为用户所需要的特定电压，配电箱则用于控制和分配电能，确保各个用户得到稳定和安全的电能供应。
在现代电力系统中，为了提高输电效率和降低输电损耗，人们还研发了多种输电线路的新技术，如柔性直流输电技术和智能电网技术。
柔性直流输电技术能够利用直流电的优势，提高输电效率和稳定性，有效减少输电损耗。
智能电网技术则通过智能化的控制和监测系统，实现电力系统的自动化运行和优化调度，提高电力系统的供电可靠性和经济性。
总之，电力线路是电力系统中的重要组成部分，通过输电线路、变电站和配电线路将发电厂产生的电能输送到用户的用电设备中。
随着技术的不断发展，电力线路结构不断优化，提高了电力系统的供电可靠性、经济性和智能化水平。
电力线路的结构与构造
电力线路的结构与构造1. 引言电力线路是将电能从发电厂输送到用户的重要设施。
它是电力系统的根底组成局部，承载着电能传输的责任。
电力线路的结构和构造对于电力系统的平安运行和能源传输效率起着至关重要的作用。
本文将着重介绍电力线路的结构和构造，包括输电塔、导线和绝缘子等关键元件。
2. 输电塔输电塔是电力线路的支撑结构，起到承载导线和绝缘子的作用。
输电塔通常采用钢材和混凝土等材料构建，具有良好的机械强度和抗风性能。
塔身由多个支撑塔角和横担构成，塔身的高度和跨度取决于输电线路的设计要求和地理环境。
输电塔的结构设计要考虑塔身的稳定性、抗倾覆能力以及承载能力。
此外，为了减少塔身对环境的影响，输电塔的外表通常进行防腐处理。
3. 导线导线是电力线路中传输电能的主要组成局部。
导线通常由铜或铝等导电材料制成，具有良好的导电性能和机械强度。
导线的截面积和材料选择直接影响电能传输的效率和损耗。
在实际工程中，根据输电距离和电功率大小选择适宜的导线尺寸和材料。
同时，考虑到导线可能受到外力作用，如风、冰和汽车等，导线通常通过加装护套来提高导线的机械强度和耐久性。
4. 绝缘子绝缘子是保护导线与输电塔之间的绝缘元件，用于防止电能泄露和线路短路。
绝缘子通常由陶瓷、玻璃纤维等绝缘材料制成，具有良好的绝缘性能和机械强度。
绝缘子的结构设计通常采用串联串管或串股式构造，以提高绝缘子的电气特性。
绝缘子的选择要根据线路电压等级和环境条件进行合理的设计。
5. 接地系统接地系统是电力线路的重要组成局部，用于保护线路和设备免受感应电压和雷击等自然灾害的影响。
接地系统通常由接地极、接地网和接地线等组成，具有良好的导电性能和电气接地能力。
接地系统的设计要考虑地形、土壤电阻率和线路电压等因素，以确保线路的平安运行和设备的正常工作。
6. 其他辅助设施除了上述主要组成局部外，电力线路还需要一些辅助设施来确保其正常运行。
例如，线路必须安装避雷针来防止雷电对线路的直接击中，同时还需要安装绝缘子串来过渡不同电压等级的导线。
供配电技术习题答案第6章
第六章电力线路6-1高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪种接线方式？答：（1）①高压放射式接线的优点有：界限清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化，由于放射式线路之间互不影响，故供电可靠性较高。
缺点是：这种放射式线路发生故障时，该线路所供电的负荷都要停电。
②高压树干式接线的优点有：使变配电所的出线减少。
高压开关柜相应也减少，可节约有色金属的消耗量。
缺点有：供电可靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。
配电系统的高压接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术，经济综合比较后才能确定/一般来说，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式。
③低压放射式接线的优点有：供电可靠性高。
缺点是：所用开关设备及配电线路也较多。
④低压树干式接线的优点有：接线引出的配电干线较少，采用的开关设备自然较少。
缺点是：干线故障使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性差。
（2）实际低压配电系统的接线，也往往是上述几种接线的在综合。
根据具体情况而定。
一般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求是，宜采用树干式。
6-2试比较架空线路和电缆线路的优缺点。
答：电力线路有架、空线路和电缆线路，其结构和敷设各不相同。
架空线路具有投资少，施工维护方便，易于发现和排除故障，受地形影响小等优点；电缆线路具有运行可靠，不易受外界影响，美观等优点。
6-3导线和电缆截面的选择原则是什么?一般动力线路宜先按什么条件选择?照明线路宜先按什么条件选择?为什么?答：（1）导线和电缆截面的选择必须满足安全,可靠和经济的条件。
①按允许载流量选择导线和电缆截面.②按允许电压损失选择导线和电缆截面.③按经济电流密度选择导线和电缆截面.④按机械强度选择导线和电缆截面.⑤满足短路稳定的条件.（2）一般动力线路宜先按允许载流量选择导线和电缆截面,再校验电压损失和机械强度。
供配电技术习题答案第6章
第六章电力线路6-1高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点？分别说明高低压配电系统各宜 首先考虑哪种接线方式？ 答：（1）①高压放射式接线的优点有：界限清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自 动化，由于放射式线路之间互不影响，故供电可靠性较高。
缺点是：这种放射式线路发生故障时，该线路所供电的负荷都要停电。
② 高压树干式接线的优点有：使变配电所的出线减少。
高压开关柜相应也减少，可节约有 色金属的消耗量。
缺点有：供电可靠性差，干线故障或检修将弓 配电系统的高压接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况， 对供电可靠性的要求，经技术，经济综合比较后才能确定 /一般来说，高压配电系统宜优先 考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式。
③ 低压放射式接线的优点有：供电可靠性高。
缺点是：所用开关设备及配电线路也较多。
④ 低压树干式接线的优点有：接线引出的配电干线较少，采用的开关设备自然较少。
缺点是：干线故障使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性差。
（2）实际低压配电系统的接线，也往往是上述几种接线的在综合。
根据具体情况而定。
一 般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求是，宜采用树干 式。
6-2试比较架空线路和电缆线路的优缺点。
答：电力线路有架、空线路和电缆线路，其结构和敷设各不相同。
架空线路具有投资少，施 工维护方便，易于发现和排除故障，受地形影响小等优点；电缆线路具有运行可靠，不易受 外界影响，美观等优点。
6-3导线和电缆截面的选择原则是什么 ？一般动力线路宜先按什么条件选择 按什么条件选择?为什么？ 答：（1）导线和电缆截面的选择必须满足安全 ，可靠和经济的条件 ① 按允许载流量选择导线和电缆截面 . ② 按允许电压损失选择导线和电缆截面 . ③ 按经济电流密度选择导线和电缆截面 .④ 按机械强度选择导线和电缆截面 . ⑤ 满足短路稳定的条件.（2） 一般动力线路宜先按允许载流量选择导线和电缆截面，再校验电压损失和机械强度。
电力线路的结构与构造
例5-1：从变电站架一条10kV的架空线向3个负荷 供电，最大负荷年利用小时数为3000h∼5000h， 导线采用LJ线，线间几何间距为1m，线路长度及 各负荷如图5-13所示。该地区最高环境温度为 38℃，试选择线路的导线截面（允许电压损失为5 ％）。
图 5-13
5.2.3 闭式电网的计算
闭式电网(closed power grid)最简单的形式是环形 电网及两端供电电网。闭式电网中的每个用户都能从 两个及以上的输电线获得电源。如图5-14所示。 闭式电网的电压损失计算，首先根据负荷分布计算出 电网的功率分布，找出功率分点，然后把闭式电网从 功率分点分开，按开式电网计算电压损失的方法求出 电网始端、末端的电压。
Amin＝
I C
ti
式中，C为热稳定系数；
I
为稳态短路电流；
为t i
假想时间。
（3） 电压损耗校验
为保证供电质量，导线上的电压损失应低于最大允 许值，通常不超过5%。
3．按长时允许电流选择导线截面
当导线通过的电流超过其允许通过的电流时，
将使导线过热，严重时会引起火灾和其他事故。
因此，选择导线截面应使导线的长时允许电流大
输配电线路应采用多股裸导线，低压配电线 路可使用单股裸铜导线，用电单位厂区内的线路 一般采用外包绝缘导线。
2．导线的型号
架空线路导线的型号由导线材料、结构、载流截 面积三部分表示。其中，导线材料和结构用汉语拼 音字母表示；载流截面积用数字表示，单位是 mm2。
L G J J – 300
导线截面积 300mm2
线路的电压损失计算如下： （1） 仅末端有一集中负荷电压损失计算
设三相交流线路，其终端有一集中负荷且各相 负荷平衡，U1为始端电压， U为2 终端电压，如图511(a)所示。以 U为2 基准，做出一相的电压相量图, 如图5-11(b)所示。
低压电工作业第六章电力线路
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三、电力线路安全运行的重要性 电力系统中的送电线路一般都有可靠的继电保 护，然而由于人为事故或自然灾害，以及设计和 施工的缺陷等原因，送电线路的的故障是难免的， 2008年华南地区电力线路覆冰灾害记忆犹新。送 电线路故障及其事故扩大，导致电力系统崩溃， 造成超大面积停电的灾难，在国内外均有发生。 配电线路把电能直供到用户，线路的安全涉及 面更广，特别是低压线路，安全事故往往造成停 电、火灾火药味人员伤亡，重大经济损失或不良 的政治影响等，也是屡见不鲜的。
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电杆的施工主要是电杆基础和电杆的组立。电 杆基础的作用是防止电杆受力上拔、下压、倒杆 和塔塌，因此电杆坑和接线坑的深度偏差是架空 线路施工质量检查和验收的主控项目。电杆的组 立除了不超过规范要求的偏差外，在组立的过程 中注意安全是非常重要的。
横担一般是水平安装，其最大倾斜度不应超过 横担长度的1%。各种杆型的横担，在断线情况下， 允许有偏移，安装方向如图：
由于架空线路造价低,施工方便和便于检修,广
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泛用于电力线路,在我国,超高压送电线路基本上 是架空敷设.
架空电力线路主要由杆塔、导线、绝缘子、横 担和线路金具等组成。
一、架空线路的杆塔 电杆（塔）是架空线路的重要组成部分，电杆 按按材质分为木杆、水泥杆和金属杆三种，高压 和超高压线路由于其导线线径大，线路跨越地形 相对复杂，多用铁塔架设。电杆按基在线路中的 作用和位置，分为直线杆、耐张杆、终端杆、跨 越杆和支杆。
第一节
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电力线路概述
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引言
电力系统的构成及其功能
升压站 发电厂 太阳能发电
输电线路 照明、动力 配变 配电线路
枢纽、降压站
引言
♣ 电力线路（传输电能）
输电线路 配电线路
♣ 电力线路结构上分为：
架空线路 电缆线路
引言
架空线路是将导线和避雷线架设在露天的杆
塔上；电缆线路一般埋在地下 。架空线路的建设 费用比电缆线路低得多，电压等级越高，二者在 投资上的差异就越显著；同时，架空线路还具有 建设工期短、易于维护等优点。
一、架空线路 二、电缆线路
图：钢筋混凝土电杆组成部件
架空输电线路的组成
3
1 4
11
5
12
9
2
8
6
8 9 10
7
接地装置俯视图
1－横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆； 6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置； 10－底盘；11－导线；12-防振锤；
图 输电线路的组成元件（双杆）
加强型LGJJ；
3 电力线路结构
导线型号规格（LGJ-240/40数字和字母的含义 ）
LGJ是钢芯铝绞线的符号，其中L是铝线的
简称，G是钢芯的简称，J是绞线的简称；
240/40是指导线的标称截面是：铝240平方
毫米，钢40平方毫米；
LGJ-240/40导线的结构为铝22根，直径
3.22平方毫米，钢7根，直径2.8平方毫米；
3 电力线路结构
电力电缆结构
导体；
绝缘层；
保护层；
P128
铝线和钢线部分的 截面积比例不同
3 电力线路结构
架空线路和电缆线路对比
线路类型 装 设 地 点 • 导线和避雷线 架设在露天的 线路杆塔上 优 点 应 用 范 围 • 绝大多数输电线路、配 电线路采用架空线路
架空线路
• 费用低，施 工、维护、 检修方便
2 杆塔的结构型式
材料 钢筋混凝土； 铁塔
结构稳定性 自立式杆塔； 拉线式杆塔
2.2 铁塔
上字型
鸟骨型
猫头型
2.2 铁塔
500kV猫头型
2.2 铁塔
酒杯型
门型
2.2 铁塔
六角型
蝴蝶型
2.2 铁塔
干字型
酒杯型
2.2 铁塔
高度高、荷 载大、结构 复杂、耗钢 量和投资高
3 电力线路结构
架空输电线路常用的绝缘子有针式绝缘子、悬式绝缘子、 蝶式绝缘子、瓷横担绝缘子等。用硅像胶做裙边的轻质合成 绝缘子。
蝴蝶式绝缘子
3 电力线路结构
3 电力线路结构
3 电力线路结构
绝缘子
线路额定电压／ kV 每串绝缘子数 35 3 表6-1 直线杆塔上悬式绝缘子串中绝缘子数量 63 5 110 7 220 13 330 17～19 500 25～28 750 36～39 1000 46～50
1 架空输电线路的组成
3
4 2
10 5
7
8
6 7
8
9
接地装置俯视图
1－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子； 5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置； 9－基础；10－间隔棒； 图 输电线路的组成元件（猫头塔）
闸口发电厂架设的 13.2kV线路铁塔 1932年
1 杆塔的分类
3 电力线路结构
几类金具展示
3 电力线路结构
金具
间隔棒安装
防振锤安装
长江大跨越塔
2.2 铁塔
铁塔按相导线 排列形式分类
2.2 铁塔
铁塔按单相导线的分裂数分类
3 电力线路结构
两种结构分为架空线路和电缆线路
3 电力线路结构
架空线路 架空线路由导线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘子和 金具等主要部件组成。 导线用来传导电流，输送电能； 避雷线用来将雷电流引入大地，对输电线路进行直击雷保护；
3 电力线路结构
导线和避雷线
导线：祼导线和绝缘导线
材料：铜（T）
铝（L） 钢芯铝绞线（LGJ) 钢（G）避雷线
因素：导电性能、机械强度 结构：单股导线、多股导线、分裂导线
P128，图6-4
3 电力线路结构
钢芯铝绞线 P128
普通型LGJ；
轻型LGJQ；
铝线和钢线部分的 截面积比例不同
1 杆塔的分类
4)按用途不同分为:
转角杆塔 换位杆塔
跨越杆塔 终端杆塔
1.1 杆塔的分思考：一回输电线路指的是？
资料来源《美国 线路典型设计考 察报告》
同塔四回路
不等长横担塔型
特殊塔型 结构简单实用的门型塔
不等高腿设计
3 电力线路结构
金具 用于导线、避雷线、拉线、绝缘子串，并与杆塔
连接的零件。
线路金具按性能和用途大致可划分为： 悬垂线夹、耐张线夹、连接金具、接续金具、
保护金具和拉线金具6大类
金具是用来连接导线和绝缘子串的金 属部件。架空线路上使用的金具种类 很多，常用的主要是线夹、连接金具 、接续金具和防震金具。
电缆线路
• 直接埋设在地 下
• 费用高，施 工、维护、 检修不便
• 当受环境限制不能采用 架空线路时才考虑用电 缆线路。大城市配电系 统当难以解决线路所需 的走廊,或为了保持障 环境美时,要求采用地 下电缆网。
3 电力线路结构
绝缘子
用来支撑或悬挂导线；
使导线与杆塔绝缘；
分类：
瓷 钢化玻璃 高分子合成材料
典型塔型
尖横担结构塔型
带通信基站塔型1
多条线路公 用走廊
钢管杆应用
钢管杆T接
多回路并行的钢杆
带基站的钢杆
钢管杆单、双回路
门型钢管杆
设计软件中的杆型 三维图
“这是一条浙江大陆电网 连接海岛电网新的主动脉 ，是浙江海洋经济战略的 重要脉搏。” 浙江舟山大猫山岛， 220kV，重5999吨，大跨 越耐张段长6215m，最大 档距2756m
杆塔用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与接地体 之间保持一定的安全距离；
绝缘子用来使导线与导线、导线与杆塔之间保持绝缘状态；
金具是用来固定、悬挂、连接和保护架空线路各主要部件的金 属器件的总称。
3 电力线路结构
导线和避雷线 导线和避雷线不仅要有良好的导电性能，还要有足够 的机械强度和抗化学腐蚀能力。 导线常用的材料有铜、铝、铝合金和钢等。 铜：良好的导电性能和抗拉强度，较强的抗化学腐蚀能 力；但产量有限， 铝：导电性能仅次于铜，且密度小、蕴藏量大、价格低； 但铝的机械强度低、抗酸碱盐的腐蚀性能差，采用铝合金 来改善其机械强度。 钢：导电性能差，感抗大，集肤效应显著；但其机械强 度高。
Electrical Transmission Tower
华南理工大学广州汽车学院 授课 ：陈丽丹 手机 ：15915880718 2010.11.05周五 QQ ：13359917 Email：Eden-520@ 电气工程系
电力线路的结构 杆塔结构设计 Electric transmission line
1)按材料不同分为:
铁塔
钢
钢 筋 混 凝 土 电 杆
1 杆塔的分类
2)从维持结构稳定性上可分为:
500KV输电线路
自立式杆塔 拉线杆塔
1杆塔的分类
3)按受力不同分为:
直线杆塔 耐张杆塔
类似于：晒衣服拉一根线，两端固定在 墙上，中间用竹竿撑起。 我们需注意的是各自的受力情况：直线 塔只承受导线自重，即垂直荷载。
额定抗拉力83370N（牛顿）
P446附录表
3 电力线路结构
分裂导线
输电线的每相导线分裂成若干根子导线，
用金属材料或绝缘材料制作的间隔棒支撑按 一定的规则分散排列所构成的导线；
能使导线的等效半径增大；
提高线路的传输功率；
3 电力线路结构
3 电力线路结构
电缆线路
大城市的配电网络，发电厂、变电站内部线路，穿越 江河、海峡线路以及国防或特殊需要的场合，往往都要采 用电力电缆线路。 电力电缆的结构主要包括导体、绝缘层和保护层三个 部分。