低压配电系统中性线、保护线和保护中性线截面选择
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。
电缆截面的计算选型及口诀
56
70 85.75 105
147
166.2 5
210
210
252
穿4根电流 5.4 8.1 13.5 19.2 25.2 36 48 60 73.5 90 126 142.5 180 180 216
铜线
截面当量mm² 1 1 1.5 2.5 4 6- 10 16 25 35 50 70 95 120 150
标准
倍数
9 9 9 8 7 6 5 4 3.5 3 3 2.5 2.5 2 2
安全电流 （A）
9 13.5 22.5 32
42
60
80 100 122.5 150 210 237.5 300 300 360
大于25℃
倍数
8.1 8.1 8.1 7.2 6.3 5.4 4.5 3.6 3.15 2.7 2.7 2.25 2.25 1.8 1.8
-
根据实际经验，具体选择方法如下：
①选择架空线：
1）当L≤2KM时，可按照正常发热条件选择，再 校验机械强度和电压损失。
2）当L＞2KM时，可按照电压损失选择，再校 验正常发 热条件和机械强度。
-
②选择10KV及以下的电缆线时：可按照正常发 热条件选择，再校验电压损失和热稳定最小允 许截面。
③选择长距离大电流线路或35KV及以上的线路 时：应按照经济电流密度确定经济截面，再校 验其它条件。
安全电流 （A）
8.1 12.15 20.25 28.8 37.8
54
72
90
110.2 5
135
189
213.7 5
270
270
324
穿2根倍数 7.2 7.2 7.2 6.4 5.6 4.8 4 3.2 2.8 2.4 2.4 2 2 1.6 1.6
中性线及保护接地线截面设计要求
中性线及保护接地线截面设计要求：GB50217-2007电力工程电缆设计规范3.7.91kV以下电源中性点直接接地时，三相四线制系统的电缆中性线截面，不得小于按线路最大不平衡电流持续工作所需最小截面；有谐波电流影响的回路，尚宜符合下列规定：1气体放电灯为主要负荷的回路，中性线截面不宜小于相芯线截面。
2 除上述情况外，中性线截面不宜小于50%的相芯线截面。
3.7.10 1kV以下电源中性点直接接地时，配置保护接地线、中性线或保护接地中性线系统的电缆导体截面的选择，应符合下列规定：1 中性线、保护接地中性线的截面，应符合本规范第3.7.9条的规定；配电干线采用单芯电缆作保护接地中性线时，截面应符合下列规定：1）铜导体，不小于10mm2。
2）铝导体，不小于16mm2。
2 保护地线的截面，应满足回路保护电器可靠动作的要求，并应符合表3.7.10的规定。
表3.7.10 按热稳定要求的保护地线允许最小截面（mm2）3 采用多芯电缆的干线，其中性线和保护地线合一的导体，截面不应小于4mm。
JGJ16-2008民用建筑电气设计规范7.4.5中性导体和保护导体截面的选择应符合下列规定：1具有下列情况时，中性导体应和相导体具有相同截面：1)任何截面的单相两线制电路；2)三相四线和单相三线电路中，相导体截面不大于16mm2(铜)或25mm2(铝)。
2三相四线制电路中，相导体截面大于16mm2(铜)或25mm2(铝)且满足下列全部条件时，中性导体截面可小于相导体截面：1)在正常工作时，中性导体预期最大电流不大于减小了的中性导体截面的允许载流量。
2)对TT或TN系统，在中性导体截面小于相导体截面的地方，中性导体上需装设相应于该导体截面的过电流保护，该保护应使相导体断电但不必断开中性导体。
当满足下列两个条件时，则中性导体上不需要装设过电流保护：——回路相导体的保护装置已能保护中性导体；——在正常工作时可能通过中性导体上的最大电流明显小于该导体的载流量。
中性线及保护接地线截面设计要求
中性线及保护接地线截面设计要求：GB50217-2007电力工程电缆设计规范1kV以下电源中性点直接接地时，三相四线制系统的电缆中性线截面，不得小于按线路最大不平衡电流持续工作所需最小截面；有谐波电流影响的回路，尚宜符合下列规定：1气体放电灯为主要负荷的回路，中性线截面不宜小于相芯线截面。
2 除上述情况外，中性线截面不宜小于50%的相芯线截面。
1kV以下电源中性点直接接地时，配置保护接地线、中性线或保护接地中性线系统的电缆导体截面的选择，应符合下列规定：1 中性线、保护接地中性线的截面，应符合本规范第3.7.9条的规定；配电干线采用单芯电缆作保护接地中性线时，截面应符合下列规定：1）铜导体，不小于10mm2。
2）铝导体，不小于16mm2。
2 保护地线的截面，应满足回路保护电器可靠动作的要求，并应符合表3.7.10的规定。
表3.7.10 按热稳定要求的保护地线允许最小截面（mm2）3 采用多芯电缆的干线，其中性线和保护地线合一的导体，截面不应小于4mm2。
JGJ16-2008民用建筑电气设计规范7.4.5中性导体和保护导体截面的选择应符合下列规定：1具有下列情况时，中性导体应和相导体具有相同截面：1)任何截面的单相两线制电路；2)三相四线和单相三线电路中，相导体截面不大于16mm2(铜)或25mm2(铝)。
2三相四线制电路中，相导体截面大于16mm2(铜)或25mm2(铝)且满足下列全部条件时，中性导体截面可小于相导体截面：1)在正常工作时，中性导体预期最大电流不大于减小了的中性导体截面的允许载流量。
2)对TT或TN系统，在中性导体截面小于相导体截面的地方，中性导体上需装设相应于该导体截面的过电流保护，该保护应使相导体断电但不必断开中性导体。
当满足下列两个条件时，则中性导体上不需要装设过电流保护：——回路相导体的保护装置已能保护中性导体；——在正常工作时可能通过中性导体上的最大电流明显小于该导体的载流量。
导线及电缆选择
I RCu I RAl 或
2 Cu 2 Al
I
2 Cu
l
Cu A
I
2 Al
l
Al A
∴ I Cu I Al
Cu 0.053 1.3 Al 0.032
I Cu 1.3I Al
即铜导线允许载流量为同截面铝导线允许载流量的1.3倍。
2013-1-21
3.4 输电线路导线截面的选择
i 1
n
UN
3.4 输电线路导线截面的选择
U al % U N 而 U al 100
∴
U a U al U r
i i
由 U a
pR
i 1 i
n
i
UN
a
r1 p i L i
i 1
n
UN
pL
i 1
n
AU N
得： A
pL
i 1 i
n
i
U aU N
U al % 5 U al U N 10000V 500V 100 100
U r
2013-1-21
x1 Ql UN
U a U al U r 500 42 458 V
0.4 524.6 2 V 42V 10
3.4 输电线路导线截面的选择
导线和电缆的选择
一. 导线和电缆选择的一般规定 (一). 架空线路导线的选择 (1). 110kV 及以上架空线路宜采用钢芯铝绞线，截面不宜小于 150~185mm2。 35～66kV架空线路亦宜采用钢芯铝绞线，截面不 宜小于70～95mm2。城市电网中3～10kV架空线路宜采用铝绞线， 主干线截面应为150～240mm2，分支线截面不宜小于70mm2；但 在化工污秽及沿海地区，宜采用绝缘导线、铜绞线或钢芯铝绞线。 当采用绝缘导线时，绝缘子绝缘水平应按 15kV考虑；采用铜绞 线或钢芯铝绞线时，绝缘子绝缘水平应按20kV考虑。农村电网中 10kV架空线路宜选用钢芯铝绞线或铝绞线，其主干线截面应按中 期规划（5～10年）一次选定，不宜小于70mm2。 (2). 市区和工厂10kV及以下架空线路，遇下列情况可采用绝缘铝 绞线（据GB50061-1997规定）：1）线路走廊狭窄，与建筑物之 间的距离不能满足安全要求的地段；2）高层建筑邻近地段；3） 繁华街道或人口密集地区；4）游览区和绿化区；5）空气严重污 秽地段；6）建筑施工现场。
供配电技术试题库
供配电技术试卷一、单项选择题：2．尖峰电流指单台或多台用电设备持续时间为_______左右的最大负荷电流。
A.1sB.5sC.15sD.30s3．电焊机的有功功率是指将额定功率换算到暂载率为_______ 时的有功功率。
A.15％B.25％C.50％D.100％4．用电设备台数较少且各台设备容量相差很大时，宜采用_______计算负荷。
A.二项式系数法B.标幺制法C.需要系数法D.欧姆法5、工厂常用灯具结构特点中，光源被透明罩封闭，内外空气不能相通属于______。
A．开启型 B. 闭合型 C.密闭型 D.防爆型二、填空题（每空 1 分，共20 分）：1、工厂供电的基本要求是_______，_______，_______，_______。
2、一级负荷中特别重要的负荷，除由_______个独立电源供电外，还须备有_______ ，并严禁其他负荷接入。
3、电能质量的基本指标是_______和_______，我国采用的工业频率是_______ HZ 。
4、各种高低压开关属_______次设备。
5、跌落式熔断器属于_______熔断器。
6、防雷装臵所有接闪器都必须经过_______与________相连。
7、继电保护装臵的基本要求是：______、_______ 、________ 、可靠性。
8、_______断路器适用于频繁操作、安全要求较高的场所。
9、在三相短路电流常用的计算方法中，______适用于多个电压等级的供电系统。
10、在工厂电路中，一次电路和二次电路之间的联系，通常是通过_______和_______完成的。
三、名词解释（每题 6 分，共30 分）：1、什么叫电力系统？2、什么是尖峰电流?3、什么叫无限大容量的电力系统?4、什么叫过电压？5、什么是光通量、发光强度、照度和亮度？四、判断题（正确打√，错误打〓）（每题 1 分，共10分）：1、变电所与配电所的区别是变电所有变换电压的功能。
（）2、有一台设备，在其以9 分钟一个周期的工作中，电动机只工作短短的30 秒，它是短时工作制。
中性线及保护接地线截面设计要求
中性线及保护接地线截面设计要求：GB50217-2007电力工程电缆设计规范3.7.91kV以下电源中性点直接接地时，三相四线制系统的电缆中性线截面，不得小于按线路最大不平衡电流持续工作所需最小截面；有谐波电流影响的回路，尚宜符合下列规定：1气体放电灯为主要负荷的回路，中性线截面不宜小于相芯线截面。
2除上述情况外，中性线截面不宜小于50%勺相芯线截面。
3.7.101kV以下电源中性点直接接地时，配置保护接地线、中性线或保护接地中性线系统的电缆导体截面的选择，应符合下列规定：1中性线、保护接地中性线的截面，应符合本规范第3.7.9条的规定；配电干线采用单芯电缆作保护接地中性线时，截面应符合下列规定：1）铜导体，不小于10mm。
2）铝导体，不小于16mm。
2保护地线的截面，应满足回路保护电器可靠动作的要求，并应符合表 3.7.10的规定。
表3.7.10 按热稳定要求的保护地线允许最小截面（）采用多芯电缆的干线，其中性线和保护地线合一的导体，截面不应小于4mrKJGJ16-2008民用建筑电气设计规范7.4.5中性导体和保护导体截面的选择应符合下列规定：1具有下列情况时，中性导体应和相导体具有相同截面：1）任何截面的单相两线制电路；2）三相四线和单相三线电路中，相导体截面不大于16mm2（铜）或25mm2（铝）。
2三相四线制电路中，相导体截面大于16mm2（铜）或25mm2（铝）且满足下列全部条件时，中性导体截面可小于相导体截面：1）在正常工作时，中性导体预期最大电流不大于减小了的中性导体截面的允许载流量。
2）对TT或TN系统，在中性导体截面小于相导体截面的地方，中性导体上需装设相应于该导体截面的过电流保护，该保护应使相导体断电但不必断开中性导体。
当满足下列两个条件时，则中性导体上不需要装设过电流保护：回路相导体的保护装置已能保护中性导体;在正常工作时可能通过中性导体上的最大电流明显小于该导体的载流量。
导线和电缆截面的选择计算
(二) 中性线和保护线截面的选择 1. 中性线（N线）截面的选择 三相四线制中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此中性线的允许载流量，不应小于三相系统的最大
不平衡电流，同时应考虑系统中谐波电流的影响。 (1) 一般三相四线制系统中的中性线截面 A0 它不应小于相线截面A 的50%，即
(2) 两相三线线路及单相线路的中性线截面A0 面 A 相同，即
A0 0.5 A
(5-3)
由于其中性线电流与相线电流相等，因此其中性线截面 A0 应与相线截
A0 A
(5-4)
(3) 三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面A0 由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电 流可能甚至超过相线电流，因此中性线截面 A0 宜等于或大于相线截面 A ，即
APE A APE 16mm 2 APE 0.5 A
(5-6) (5-7) (5-8)
注意：GB50054-1995还规定：当PE线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，有机械保护的PE线，不应小于 2.5mm2；无机械保护的PE线，不应小于4mm2。
3. 保护中性线（PEN线）截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此保护中性线截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中 的最大截面。 注意：按GB5004-1995规定：当采用单芯导线作PEN线干线时，铜芯截面不应小于10mm2，铝芯截面不应小于16mm2； 采用多芯电缆芯线作PEN线干线时，其截面不应小于4mm2。 例5-1 有一条BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为 +30℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。 解：(1) 相线截面的选择 查附录表19-1得环境温度为30℃时明敷的BLX-500型截面为50mm2 的铝芯橡皮线的 Ial 163A I30 150A，满足发热条 件。因此相线截面选为 A 50mm2 。
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低压配电系统中性线、保护线和保护中性线截面选择
1.中性线(N线)截面选择.
(1)单相两线制线路:
S n = Sφ(mm2) S n：中性线截面; Sφ相线截面
(2)三相四线制线路:
当Sφ≦16(铜)或25(铝)时:S n = Sφ
当Sφ>16(铜)或25(铝)时，Sφ≧S n≧16(铜)或25(铝)
(3)存在谐波的三相线路：
在三相四线制线路中存在谐波电流时，计算中性导体的电流应计入谐波电流的效应。
当中性导体电流大于相导体电流时，电缆相导体截面应按中性导体电流选择.
2.保护导体（PE线）截面积的选择
3.保护中性线(PEN线)截面选择
(1)保护中性线截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中最大值.
(2)考虑到机械强度原因，在电气装置中固定使用的PEN线截面不应小于10mm2(铜)或16mm2(铝).。