电力线路及导线截面的选择
电力线路结构及导线的截面选择
电力线路结构及导线的截面选择摘要：导体（线芯）、绝缘层以及保护层等作为电力线路的重要组成部分，其中导线作为其最主要的原件，其截面的大小与电力网的经济和技术指标有着紧密的联系。
对于35KV以上的架空线路而言，在选择导线截面时首先要考虑经济的因素，然后按照截流量、电晕、机械强度等来对其进行校验。
对于35KV以下的电力网则按照电压损耗率的最大限度来选择导线的截面，校验可以通过载流量以及机械强度来校验。
关键词：电力线路；导线截面架空线路和电缆线路作为电力线路中常见的线路种类，其中架空线路通常情况下设置在露天的杆塔上，而电缆线路则直接埋设在地下或者是设置于电缆沟。
架空线路和电缆线路相比较，其中架空线路的建设费用要比电缆线路低、且施工时间短、运检维修方便，因此架空线路的使用远比电缆线路多。
一般情况下，电缆线路通常应用于负荷密度大、人口稠密等中心城市的繁华地段的建设中。
一、电力线路结构架空线路的组成部分有杆塔、绝缘子、导线、避雷线以及金具等部分，不同的部分发挥的作用也存在区别，其中传输电流、输送电能的为导线，而将雷电引入大地从而保护线路的为避雷线。
而作为导线和避雷线支撑体为杆塔。
绝缘子的主要作用是让导线和杆塔之间无法通电，绝缘子能够承受线路最高运行的电压和各种过电压。
而金具则是将导线与杆塔连接安装以及固定。
上文介绍到导体（线芯）、绝缘层以及保护层是构成电力线路的组成部分，这些部分的作用分别是，导体负责传递电能，而绝缘层其主要隔离不同的线芯、和保护层，因此绝缘层需要具有较好的绝缘性能和耐热性能；而保护绝缘层的部分就是保护层，其能够在电缆运输、储存以及敷设和运行的过程中，保护绝缘层不受到外力的伤害。
对于架空线路而言，由于各个主要元件经常暴露在露天的情况下，常常受到风吹雨淋，同时也极容易受到气温、天气等变化的影响，因此线路会出现退化或者腐蚀的情况。
这就对导线的质量提出了更高的要求。
导线应当具备较好的导电性能、良好的机械强度以及抗腐蚀的能力。
电力线路特点与导线截面的选择
电力线路特点与导线截面的选择摘要：目前，我国经济在快速发展，电力企业发展的业十分迅速。
电力线路是电力系统的重要组成部分，对电力系统的正常运行及供电服务质量具有至关重要的影响。
因此，电力线路建设是电力工程建设过程中的重要环节。
电力线路的结构主要有两种类型，一种是架空线路；另一种是电缆线路。
两种类型各具特点，在电力建设过程中，需结合实际情况及具体要求进行科学选择。
导线是电力线路的重要部件之一，导线截面的合理选择会对电力系统的经济效益以及技术指标产生重大的影响。
因此，在电力线路建设过程中，必须要合理选择导线截面，以保证电力系统的安全、稳定运行。
关键词：电力线路特点;导线截面;选择引言针对电力线路结构与导线截面选择中存在的问题，进行全面分析，并简要介绍了合理选择电力线路结构与导线截面的重要性、电力线路构成与结构特点，提出电力线路导线截面选择要点，能够保证电力线路结构更为合理，提升电力能源的利用率，希望能够为相关工作人员提供一定的帮助与参考。
1合理选择电力线路结构与导线截面的重要性节能减排理念深入人心，已经引起了社会各级人士的广泛关注，国家有关部门越来越重视电力线路改造与维修工作。
通过合理选择电力线路结构与导线截面，不但能够提高电力线路的安全性，而且有效发挥电力线路的节能效益。
例如，在输电线路工程之中，通过科学选择导线截面，能够有效提升此条线路的经济效益，增强线路稳定性，减少电力能源损耗。
通常来讲，35kV及以上的电力线路，需要按照经济电流密度确定导线截面，确定好电力导线截面之后，方可进行相应的校验。
针对中低压配电网络，通常需要结合电压损耗情况进行导线截面选择，选择好导线截面之后，开展一系列校验工作。
通过妥善选择电力线路结构与导线截面，能够帮助相关人员进一步了解电力线路运行特点，降低能源损耗与浪费，真正实现电力能源的高效利用，达到节能减排目标。
2电力线路结构2.1架空线路架空输电线路具有建设成本相对低廉、易于施工、建设工期短等显著的优点，因此在电力建设过程中，广泛采用架空线路结构。
导线截面积的选择和电缆的铺设方法
导线截面积的选择和电缆的铺设方法一导线截面积的选择输电线路导线截面积的选择对电网的技术经济性能有很大的影响，导线截面的选择首先满足最基本的技术要求，如不发生电晕，保证一定的机械强度，满足热稳定条件，电压损耗不超过容许值。
其次，还要考虑经济方面的问题，如截面的选择不应使功率损失过大，不应使投资过大以及降低有色金属的消耗等等。
因而导线截面积的选择不是一个孤立的问题，需要在设计时从各个方面去综合考虑，通过方案比较找出最优的方案。
1.1导线截面选择的技术条件选择导线的技术条件是指电晕放电，机械强度，发热温度及容许电压损耗等条件。
高压输电线路产生的电晕会引起电能损耗和无线电干扰，为了避免电晕的发生，导线的外径不能过小，根据理论分析及试验所得的结果，各级电压下的按电晕条件所规定的导线最小外径如下表所示：架空线路的导线在运行时要承受各种机械负载，如导线的自重，风压，冰重等，此外，还要有具有适应外界偶然负载的过载能力，这就要求导线截面不能过小，否则就难以保证应有的机械强度。
架空线路根据其重要程度一般可分为三个等级，通常35KV以上线路为I类线路，1~35KV 为II类线路，1KV以下为III类线路。
电流通过到现实，在导线上的电阻会缠身有功功率损耗，导线的有功功率损耗将转换为热能使导线的温度上升。
当损耗的热能与周围发散的热能相等时，温升达到稳定值。
在一定的容许条件下，各种型号的导线容许通过的电流时不同的。
总所周知，当线路上输送的功率一定时，导线截面积小则线路的电阻，电抗愈大，从而线路的电压损耗也愈大，电压损耗过大会给调压带来困难。
为了保证电压损耗在容许范围之内，通常可按容许电压损耗选择导线截面，这一点对地方电网尤为重要。
1.2导线截面积选择的经济条件为了节约投资降低线路的造价及折旧维修费用，导线截面应愈小愈好。
但当导线截面愈小时，在输送功率相同的条件下又会使电能损耗增大，从而增加发电厂的投资，燃料消耗以及整个系统的运行费用支出。
导线及电缆选择
2024/1/23
(二). 电缆的选择
(1). 电缆型号应根据线路的额定电压、环境条件、敷设 方式和用电设备的特殊要求等进行选择。
(2). 电缆的持续允许载流量，应按敷设处的周围介质温 度进行校正：1）当周围介质为空气时，空气温度应取敷设 处10年或以上的最热月的每日最高温度的月平均值。2）在 生产厂房、电缆隧道及电缆沟内，周围空气温度还应计入 电缆发热、散热和通风等因素的影响。当缺乏计算资料时， 可按上述空气温度加5℃。3）当周围介质为土壤时，土壤 温度应取敷设处历年最热月的平均温度。电缆的持续允许 载流量，还应按敷设方式和土壤热阻系数等因素进行校正。2024/1来自23感谢阅读 感谢阅读
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2．电压损失条件：导线或电缆在通过正常最大负荷电流时产 生的电压损失应小于规定允许的电压损失，以保证供电质量。
3．机械强度条件：在正常工作条件下，导线应有足够的机械 强度以防止断线，故要求导线截面不应小于最小允许截面。
4 ．经济电流密度条件：选择导线截面时，即要降低线路的电 能损耗和维修费等年运行费用，又要尽可能减少线路 投资和有色金属消耗量，通常可按国家规定的经济电 流密度选择导线截面。
截面的一半，即 ≥0.5 ；当相线截面 ≤ 1力6mm2时，可
取
。
线
保护中性线（PEＮ线）截面的选择：PEＮ线兼有中路性线和保 护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要，求，并取其 中较大者作为PEＮ线截面，因此 ≥(0.5～1) 。一
般
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要
3.4 输电线路导线截面的选择
输电线路设计导线地线截面的选择
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3、最大负荷电流要小于导线的安全工作电流，不能因为电 流太大而造成断线事故。
4、验算导线载流量时，钢芯铝线的允许温度一般采用＋ 70℃（大跨越可用＋90℃），钢绞线的允许温度一般采 用＋120℃。环境温度应采用最高气温月的最高平均气 温，风速应用0.5m/s,太阳辐射功率密度应采用 0.1W/cm2。
截面的选择原则是就近选择。
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2、按载流量选择截面
（1）按导线的载流量选择导线截面时，应使其在最大连续 负荷电流运行条件下，不超过允许值。导线的允许温度，铝 线及钢芯铝绞线可采用+70°C；大跨越档可采用+90°C； 镀锌钢绞线可采用+125°C. （2）环境气温应采用最高气温月的最高平均气温。
选择LGJ-240mm2导线 （2）按载流量校验 LGJ-240导线载流量为+70°C（环境温度+40°C）载流量为491A，满足要求。 （3）根据电压将校验（线路长度按10km考虑）
u%=0.0266%1013.519=3.6%<5%
满足要求
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（4）需要注意的问题 A、线路的运行方式，如果线路分列运行，即两回线路同时运行，线路截面应该减
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2、10kV输电线路选择
以上变压器选择表中，通风机房设在风井场地，距工业场地3km，请选择去通 风机配电室的线路 （1）按载流量选择
I = 1172 =84.58A 3 100.8
查《工业与民用配电设计手册》P526,LGJ-25即可满足要求，但考虑到本矿井 地处山区风大，选用LGJ-50. （2）按机械强度校验 查导线截面按机械强度要求的最小截面LGJ-16即可满足要求 （3）按压降校验
导线截面的选择
导线截面的选择电线、电缆截面选择应满意发热条件、电压损失、机械强度等要求，以保证平安、牢靠、经济、合理地运行。
1.选择方法：选择导线截面时，一般可按下列步骤进行：1)对于距离L≤200m且负荷电流较大的供电线路，一般先按发热条件的计算方法选择导线截面，然后按电压损失和机械强度条件进行校验。
2)对于距离L≥200m且电压水平要求较高的供电线路，应先按电压损失的计算方法选择截面，然后用发热条件和机械强度条件进行校验。
2.按发热条件选择：按发热条件选择导线截面，就是要求导线的允许载流量不得小于线路的计算电流，即：IN≥I30式中：I30?D线路的计算电流（A）；IN ?D导线、电缆的允许载流量（A）。
3.按允许电压损耗选择导线截面：任何输电线路都存在着线路阻抗，当电流通过线路时，必将在线路阻抗上产生压降。
为了保证用电设备的正常运行，用电设备的端电压必需在要求范围内，所以对线路的电压损耗也须限定在规定的允许值内。
为了保证电压损耗在允许值范围内，可以用增大导线截面来解决。
1)电压损耗：是指线路的始端电压与终端电压有效值的差，即：△U＝U1-U2式中：U1－线路始端电压（V）；U2－线路终端电压（V）。
△U是电压损耗的肯定值表示法，在实际应用中，所涉及的电压常有多种等级，这时用肯定值表示电压损失就不便于各种等级间进行比较，因此常用相对值来表示电压损耗的程度，工程上通常用△U与额定电压的百分比来表示电压损耗的程度，即：△U％=式中: UN?D线路额定电压（V）。
在进行设计时，通常给定电压损耗的允许值，而通过选择导线的截面来满意要求。
《全国供用电规章》中规定：l 35KV及以上供电和电压质量有特别要求的用户，电压波动的幅度不应超过额定电压的±5%；l 10KV及以下高压供电和低压电力的用户，电压波动幅度不应超过额定电压的±7%；对低压照明用户，电压波动幅度不应超过额定电压的＋5%，－104.零线截面的选择方法a.三相四线制供电线路中的零线截面，可依据流过的最大电流值按发热条件进行选择。
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。
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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
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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。
电线线径的截面积选择
电线的线径截面积选择交流电力线指的是配电工程中的低压电力线。
一般选择的依据有以下四种： 1) 按机械强度允许的导线最小截面选择 2) 按允许温升来选择 3) 按经济电流密度选择 4) 按允许电压损失选择通信中常用的主要是低压动力线，因其负荷电流较大，一般应按照发热（温升）条件来选择。
因为如果不加限制的话，导线的绝缘就会随温度升高迅速老化和损坏，严重时会引发电气火灾。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝对于220V单相交流电1： I＝P/220 〔P为所带设备功率〕 2：电源线面积S＝I/2.5（mm2）对于380V三相交流电 1：I=P/(380*Γ3*功率因数）2：相线截面积S相=I/2.5（mm2） 3：零线截面积S零=1.7×S相绝缘导线载流量估算估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明：(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。
由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。
从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。
从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。
即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。
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• 常用塑料绝缘线型号有：
BLV，BV；
BX，BLX。
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3、 裸导线的结构和敷设
• 车间内及柜内的配电裸导线大多采取硬母 线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩 形等，其材质有铜、铝和钢。
• 常用矩形裸导线线型号有： LMY(硬铝母线) TMY(硬铜母线)
以采用LMY型硬铝母线最为普遍。
• 现代化的生产车间，大多采用封闭式母线 （亦称母线槽）布线。
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22
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• 为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修， GB2681-81《电工成套装置中的导线颜色》规定交 流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色 不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热 条件。
交流三相系统中裸导线的涂色
裸导线类别 A线 B线 C线 N线和PEN线
PE线
涂漆颜色 黄 绿 红
放射式
变电所 配电室
放射式配电线路
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5
❖树干式接线及链式接线
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6
❖低压环形接线
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某校实验楼树形供电线路示意图
10kV
1 # 干线
教学区
配电柜去教学楼
配电变压器 1 # 主配 电柜
配电柜
2 # 干线 生活区
配电柜去宿舍 食堂
3 # 干线 实验区 配电柜
11层配电箱 分支线
2层配电箱 分支线
1层配电箱 分支线
• ①塑料绝缘电力电缆 常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已达
10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套 电缆（已达110kV电压等级）。 • ②油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆
敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受 机械压力，但不能承受大的拉力。 • ③橡胶绝缘电缆一般用作低压电缆。
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15
4、电缆的敷设 （1）、电缆直接埋地敷设
……
实验楼总
X房间 配电箱
X房间 配电箱
配电箱 去报告厅
实验楼
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8
5.2 电力线路的结构和敷设
5.2.1架空线路
1、架空线路的结构 架空线路由导线（一般为钢芯铝绞线） 、电 杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。 为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。
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9
架空线路结构示意图
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10
2、常用架空线路导线型号及选择
淡蓝
黄绿双色
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思考
• 试比较架空线路和电缆线路的优缺点。 • 电力电缆常用哪几种敷设方式?
h
25
6.5 导线和电缆截面的选择
6.5.1导线和电缆截面选择原则
为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运 行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满 足下列条件： • 发热条件 • 电压损耗 • 经济电流密度 • 机械强度
• 户外架空线路10kV及以上电压等级一般采用裸导 线，380V电压等级一般采用绝缘导线。
• 裸导线常用的型号及适用范围为： （1）铝绞线（LJ） 导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力 较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于6
～10kV的线路，其受力不大，杆距不超过100～
125m。
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11
（2）钢芯铝绞线（LGJ） 在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的
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16
（2）电缆沟敷设
h
17
（3）沿墙敷设
h
18
（4）电缆桥架敷设
克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏 电缆等多种弊病在国外已被广泛应用，近年来国内也 正在推广采用。
h
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5.2.3车间线路的结构和敷设
• 车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。 • 室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则
A0≥0.5Aφ • ②由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路
A0=Aφ
• ③如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出， 该谐波电流会流过中性线，此时
A0≥Aφ
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29
3、保护线（PE线）截面的选择
• 根据短路热稳定度的要求，按GB50054–95低压 配电设计规范规定： （1）当Aφ≤16mm2时 APE≥Aφ
• （2）当16mm2＜Aφ≤35mm2时 APE≥16mm2
• (3 ) 当Aφ≥35mm2时 APE≥0.5Aφ
h
27
6.5.2按发热条件选择导线和电缆截面
1、三相系统相线截面的选择： 允许导载线流和量电I缆al，有即最高允许温度。计算电流I30
Ial ≥ I30
按允许载流量选择截面时须注意： 若实际环境温度与规定的环境温度不一致 温度修正系数Kθ
Ial′=KθIal
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2、中性线截面的选择 • ①一般三相四线制线路中
• 电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层 组成。
h
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2、电缆头 • 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。 • 电缆头是电缆的最薄弱环节。
对电缆头的基本要求： ①保证密封是对电缆头最重要的要求之一。 ②电缆头的绝缘强度。
h 环氧树脂中间头示意1图4
3、常用电力电缆型号及选择原则 （1） 电力电缆型号的表示和含义 表5-1
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根据设计经验: 低压动力线，因其负荷电流较大，所以一
般先按发热条件来选择截面，再校验电压损 耗和机械强度。
低压照明线，因其对电压水平要求较高，
所以一般先按允许电压损耗条件来选择截面， 然后校验其发热条件和机械强度。
高压架空线路，则往往先按其经济电流密
度条件来选择截面，再校验其他条件。这样 选择，通常容易满足要求，较少返工。
第5章 电力线路 5.1 电力线路的接线方式
5.1.1高压线路的接线方式
放射式 树干式 环式
h
1
1、 放射式
h
2
2、 树干式
h
3
3、 高压环形接线
思考
• 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？
h
4
5.1.2 低压线路的接线方式
低压配电线路的接线方式：放射式、树干式和 环形接线。
架空线路上多被采用。
（3）铜绞线（TJ） 导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐
蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。
（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF） 具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一
般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围 有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。
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12
5.2.2电缆线路
1、电缆的结构
采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。 • 室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配
电线路，都采用绝缘导线。
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1、绝缘导线的结构和敷设 • 绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。 • 绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。
2、常用绝缘导线型号及选择
• 塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶 和棉纱，在室内敷设时常用。