工厂供配电技术
2009-7-30
第三章 工厂电力网络工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
主要内容
工厂电力网络的基本接线方式
工厂架空线路
工厂电缆线路
车间内配电线路
线路运行时突然停电的处理工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.1 工厂电力网络的基本接线方式工厂电力网络的接线应力求简单、可靠,操作维护方便。工厂电力网络包括厂内高压配电网络与车间低压配电网络,高压配电网络指从总降压变电所或配电所到各个车间变电所或高压设备之间的 6~ 10kV高压配电网络,低压配电网络指从车间变电所到各低压用电设备的 380/220V低压配电网络。
工厂内高低压电力线路的接线方式有三种类型:
放射式、树干式及环式。
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3.1.1 高压配电线路的接线方式(放射式)
高压放射式接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
高压配电线路的接线方式(树干式)
(a) 单回路树干式 (b) 两端供电的单回路树干式
(d) 具有公共备用干线的树干式(c) 单侧供电的双回路树干式高压树干式接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
高压配电线路的接线方式(环式)
高压环式接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.1.2 低压配电线路的接线方式(放射式)
低压放射式接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
低压配电线路的接线方式(树干式)
(a) 低压母线配电的树干式
(b) 变压器-干线式
(c) 低压链式接线低压树干式接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
低压配电线路的接线方式(环式)
低压环形接线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.2 工厂架空线路架空线路的基本结构工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.2.1 工厂架空线路的结构(导线)
导线必须具有良好的导电性和足够的机械强度。导线有裸导线和绝缘导线两种。架空线路一般采用裸导线较多。因为裸导线的散热条件比绝缘导线好,可以传输较大的电流,同时,裸导线比绝缘导线造价低,因此得到了广泛的使用。
导线通常制成绞线,导线的材料有铝、铜和钢。铜的导电性能最好,机械强度大,抗腐蚀能力强,但铜价格高,应尽量少用。铝的导电性能仅次于铜,机械强度差,但铝的重量轻,价格低,所以铝( LJ)绞线是架空线路应用较多的导线。而钢的机械强度较高,
价格低,但导电性能差,工厂一般不用钢线。为了加强铝的机械强度,采用多股绞线的钢作为线心,把铝线绞在线心的外面,称钢心铝绞线( LGJ)。工厂里最常用的是 LJ型铝绞线。在负荷较大、机械强度要求高和 35kV及以上的架空线路上,多采用 LGJ型钢芯铝绞线,用以增强导线的机械强度。
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工厂架空线路的结构(绝缘子)
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工厂架空线路和结构(横担)
挡距( m) 40及以下 50 60 70
线间距离( m) 0.3 0.4 0.45 0.5
低压线路不同挡距时的最小线间距离工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
工厂架空线路的结构(金具)
常用的金具工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
工厂架空线路的结构(电杆)
电杆是架空线路最基本的元件之一,是支持导线的支柱。
按照所使用的材料不同,可分为:
( 1) 木杆:初期使用的材料;
( 2) 水泥杆:也称钢筋混凝土杆,工厂常采用水泥杆;
( 3) 金属杆:应用于高压架空线路,低压线路很少使用;
根据电杆在线路中的作用,可分为:
( 1) 直线杆:又称中间杆,架空线路使用最多的电杆;
( 2) 耐张杆:又称承力杆或锚杆,防止线路某处断线;
( 3) 终端杆:安装在线路起点和终点的耐张杆;
( 4) 转角杆:用在线路改变方向;
( 5) 分支杆:用于线路的分支处;
( 6) 特种杆:用于跨越铁路、公路、河流、山谷的跨越杆塔工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
工厂架空线路的结构(架空线的敷设)
( 1)确定架空线线路
( 2)确定档距、弧垂和杆高
( 3)导线在电杆上的布臵方式工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
架空线路的档距和弧垂工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
导线在电杆上的布置方式工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
导线换位示意工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.2.2 工厂架空线路的运行管理和检修
1,线路巡视线路巡视是为了经常掌握线路的运行状况,及时发现设备缺陷和隐患,为线路检修提供依据,以保证线路正常、可靠、安全运行。
2,事故预防架空配电线路经常出现故障的设备有电杆、导线、
绝缘子等。
3,线路检修架空线路长期露天运行,受环境和气候影响会发生断线、污染等故障。
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线路巡视的检查方法
定期巡视经常掌握线路各部件的运行状况及沿线情况。
特殊巡视在气候剧烈变化、自然灾害、线路过负荷和其他特殊情况时,对全线或某几段或某些部件进行巡视
夜间巡视检查导线、引流线接续部分的发热、冒火花或绝缘子的污秽放电等情况
故障巡视及时查明线路发生故障的原因、故障地点及故障情况
登杆塔巡查弥补地面巡视的不足而对杆塔上部件的巡查工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
预防措施
防污污害能引起绝缘子表面闪络或把绝缘子烧
防雷
防暑天气热,导线满载运行,使导线弧垂增大,以致风吹导线时造成相间放电或短路
防寒防冻冬季天气寒冷,导线热胀冷缩,会使导线缩短,弧垂太小
,拉力增大
防风大风会增大对电杆的拉力
防汛雨季到来会使杆根积水,可能发生倒杆事故工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
各设备的检修
电杆加固电杆基础,扶直倾斜的电杆,修补有裂纹露钢筋的水泥杆,处理接触不良的接头和松弛、脱落的绑线,紧固电杆各部分的连接螺母,更换或加固腐朽的木杆及横担。
导线调整导线的弧垂,修补或更换损伤的导线,调整交叉跨越距离。
绝缘子清扫,并及时更换劣质或损坏的绝缘子、金具或横担。
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3.2.3 架空绝缘线路的特点
绝缘性能好减少线路相间距离,降低对线路的支持件的绝缘要求,提高同杆架设线路的回路数
防腐蚀性能好延长线路的使用寿命
防外力破坏减少受树木、飞飘金属膜和灰尘等外在因素的影响
强度达到要求除有低压架空绝缘导线外,也有 10kV的架空绝缘导线工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
架空绝缘线路的种类
架空绝缘导线有铝芯和铜芯铝材比较轻,较便宜,对线路连接件和支持件的要求低。
铜芯线主要是作为变压器及开关设备的引下线。
绝缘保护层有厚绝缘 (3.4mm)和薄绝缘 (2.5mm)
厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触,
薄绝缘的只允许与树木短时接触。
绝缘保护层又分为交联聚乙烯和轻型聚乙烯交联聚乙烯的绝缘性能更优良。 10kV架空绝缘导线有 TRYJ
(软铜芯交联聚乙烯),LYJ(铝芯交联聚乙烯)
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架空绝缘线路的种类架空绝缘导线可采用裸导线用的水泥电杆、铁附件及陶瓷绝缘子,按裸导线架设方式进行架设。也可采用特制的绝缘支架把导线悬挂,这种方式可增加架设的回路数,降低线路单位造价。
绝缘导线与裸导线在同一个规格内,绝缘导线的载流量比裸导线载流量要小。因为绝缘导线加上绝缘层以后,导线的散热较差,其载流能力差不多比裸导线低一个档次。因此
,设计选型时,绝缘导线要选大一档。架空绝缘线路的导线排列与裸体导线线路基本相同,可分为:三角、垂直、水平以及多回路同杆架设。绝缘导线的相间距离。由于架空绝缘导线有良好的绝缘性能,因此相间距离比裸导线线路要小。
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3.3 工厂电缆线路电力电缆同架空线路一样,主要用于传输和分配电能。
它受外界因素(雷电、风害等)的影响小,供电可靠性高,
不占路面,发生事故不易影响人身安全,但成本高,查找故障困难,接头处理复杂。一般在建筑或人口稠密的地方或不方便架设架空线的地方采用电力电缆。
3.3.1 电缆的结构、型号及敷设
3.3.2 电缆线路的运行维护
3.3.3 电缆故障的确定工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.3.1 电缆的种类
按电压可分为:
高压电缆、低压电缆。
按线芯数可分为:
单芯、双芯、三芯和四芯等。
按绝缘材料可分为:
油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆等。
油浸纸绝缘电缆 交联聚乙烯 绝缘电缆工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电力电缆的基本结构电缆线芯要求有良好的导电性,以减少输电时线路上能量的损失。有铜芯电缆和铝芯电缆。
保护层又可分为内护层和外护层两部分,内护层直接用来保护绝缘层,常用的材料有铅、铝和塑料等。外护层用以防止内护层免受机械损伤和腐蚀,通常为钢丝或钢带构成的钢铠,外覆沥青、麻被或塑料护套 。
绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离,因此必须具有良好的绝缘性能、耐热性能。油浸纸绝缘电缆以油浸纸作为绝缘层,塑料电缆以聚氯乙烯或交联聚乙烯作为绝缘层。
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电缆的型号项目 型号 含 义 旧符号 项目 型号 含 义 旧符号类别
Z 油浸纸绝缘 Z
外护套
2 聚氯乙烯套 -
V 聚氯乙烯绝缘 V 3 聚乙烯套 1,11
YJ 交联聚乙烯绝缘 YJ 20 裸钢带铠装 20,120
X 橡皮绝缘 X -21 钢带铠装纤维外被 2,12
导体 L
铝芯 L 22 钢带铠装聚氯乙烯套
22,29T 铜芯(一般不注) T 23 钢带铠装聚乙烯套内护套
Q 铅包 Q 30 裸细钢丝铠装 30,130
L 铝包 L -31 细圆钢丝铠装纤维外被 3,13
V 聚氯乙烯护套 V 32 细圆钢丝铠装聚氯乙烯套 23,39
特征 P 滴干式 P 33 细圆钢丝铠装聚乙烯套特征 D 不滴流式 D -40 裸粗圆钢丝铠装 50,150F 分相铅包式 F 41 粗圆钢丝铠装纤维外被
-42 粗圆钢丝铠装聚氯乙烯套 59,25
-43 粗圆钢丝铠装聚乙烯套
441 双粗圆钢丝铠装纤维外被工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电缆的敷设(直接埋地)
施工简单,电缆散热性能好;
维护检修困难,易受机械损伤、
化学腐蚀等;
用于埋设根数不多(少于 6根)
的地方工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电缆的敷设(在混凝土管中)
最常用

最经济的方法;
当电缆数量较多或容易受到外界损伤的场所

为了避免损坏和减少对地下其他管道的影响

可将电缆敷设在混凝土管中

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电缆的敷设(电缆桥架敷设) 汇线桥架使电线

电缆

管缆的敷设更标准

更通用

且结构简单

安装灵活

可任意走向

并且具有绝缘和防腐蚀功能工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电缆敷设时应注意的事项
直埋电缆深不应小于 0.7m,四周用细纱埋设,与地下构筑物距离不小于 0.3m
埋设时要比较松弛,电缆长度比实际线路长 5%-10%并作波浪形埋设
对非铠装电缆在下列地点应穿管保护:电缆引入或引出建筑物或穿过楼板处;当电缆与道路交叉时;从电缆沟引出到电杆或墙外面敷设的电缆距地面高 2m或埋入地下 0.25m深度的一段
电缆与热力管道交叉时应有隔热层保护
电缆金属外皮及金属电缆支架应可靠接地工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.3.2 电缆线路的运行维护电缆线路的运行,
塑料电缆不允许浸水。
要经常测量电缆的负荷电流,防止电缆过负荷运行。
防止受外力损坏。
防止电缆头套管出现污闪电缆线路的维护,
必须了解电缆的敷设方式、结构布臵、路径走向及电缆头的位臵
包括巡视、负载检测、温度检测、预防腐蚀、绝缘预防性试验工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电力电缆线路常见故障和预防方法故障种类 故 障 原 因 预 防 方 法漏油
1,敷设电缆时违反安装规程,将电缆的铅包皮折伤或电缆遭受机械力损伤
1,敷设电缆时,应按安装规程施工,不得碰伤电缆外护层 。 若地下埋有电缆,动土时必须采取防止电缆损伤的有效措施
2,制作电缆头,中间接线盒,扎锁不紧,不合工艺要求,封焊不好
2,制作电缆头,中间接线盒,应按工艺要求操作 。 扎锁处和三叉口处的封焊应符合工艺要求
3,电缆过载运行,温度太高,产生很大油压 3,不应过载运行
4,注油的电缆头套管 ( 瓷或玻璃的 ) 裂纹或垫片未垫好,把劲不紧
4,注油的电缆头,接线盒垫片要垫好,把劲要紧接地
1,地下动土刨伤,损坏绝缘 1,动土时防止损坏绝缘
2,人为的接地未拆除 2,加强责任心,竣工后细心检查
3,负载大,温度高,造成绝缘老化 3,按允许的负载和温度运行
4,套管脏污和裂纹受潮 ( 或漏雨进水 ) 而放电 4,加强检查,保证检修质量,定期作预防性试验短路崩烧
1,多相接地或接地线,短路线未拆除 1,加强责任心,认真检查
2,相间绝缘老化和机械力损伤 2,不要过载或超温度运行 。 注意电缆绝缘,不要造成人为的机械力损伤
3,电缆头太松 ( 如铜卡子接得不紧 ) 而造成过热和接地崩烧
3,加强维护,检修工作
4,电缆选择得不合理,动稳定度和热稳定度不够,
造成绝缘损坏,发生短路崩烧
4,合理选择电缆工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.3.3 常见的电缆故障
接地故障,又分为高、低阻接地。
短路故障,有两芯或三芯短路。
断线故障,电缆一芯或数芯形成完全或不完全断线。
闪络性故障,大多在预防性试验中发生,并多数出现在电缆中间接头和终端头处。当所加电压达到某一值时击穿,
电压低至某一值时绝缘又恢复。
综合性故障,即同时具有两种或两种以上性质的故障。
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电缆故障的鉴定和确定鉴定故障性质:
测量每根电缆芯线对地绝缘电阻、各电缆芯线间的绝缘电阻和每根芯线的直流电阻测试仪表:
兆欧表确定故障性质:
用兆欧表测量绝缘电阻,并将电缆一端所有相线短接接地,
在另一端重作相对地及相与相之间的绝缘电阻遥测,测量的结果与过去正常运行时的数据或与该等级电缆的绝缘电阻水平相比较判断故障:
是对地高阻漏电还是断线接地故障。
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故障点距离的测量直流电桥法进行距离粗测,利用电缆沿线均匀,其长度与阻值成正比的特点,将电缆短路接地,故障点两侧引入电桥,根据测得的比值和电缆全长,计算出测量端到故障点的距离。
音频感应法或电容放电声测法进行故障定点,声测法比较常用,它可以很精确地判定故障点,减少挖掘量。
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3用兆欧表测量电缆绝缘电阻电缆绝缘电阻的数值可判定电缆是否有缺陷。运行中的电缆要充分放电,拆除一切对外连线,并用清洁干燥的布擦净电缆头,然后将非被试相线芯与铅皮一同接地,逐相测量
。摇测电缆和绝缘导线的绝缘电阻时,应将其绝缘层接到兆欧表的“保护环”(屏蔽环),以消除其表面漏电电流的影响。摇动兆欧表的速度要均匀。测量完毕,应先断开火线再停止摇动,并且应立即使线路短路放电,以免线路的充电电压伤人。
当线路发生接地、短路、断线及闪络故障后应按电业安全工作规程进行修复。清除故障部分后,必须对电缆进行绝缘电阻测试和耐压试验,并核对相位。试验合格后,才可恢复运行。
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三相线路的核相(测定相序)
测定三相线路的相序,可采用电容式或电感式指示灯相序表。
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三相线路的核相(相位核对)
核对相位最常用的方法为兆欧表法和指示灯法。
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三相线路的核相(电源核相)
两个电源能否进行并列运行,在技术上主要取决于它们的电压、频率和相位是否相同。必须经过检测,确认两个电源的电压、频率和相位均相同时,才能进行并列运行方式。
同一个电力系统的两路电源,由于线路走向不同,各相导线间交叉换位以及电缆引入户内的过程中,都可能造成相位排列上的不一致。所以在变电所必须对两个以上的电源进行核相,以免彼此的相序或相位不一致,致使投入运行时造成短路或环流而损坏设备。
方法:采用电压表或灯泡核相、采用核相杆核相、通过电压互感器核相工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电压表或灯泡核相电源电压在 380V及 380V以下的两个电源,核相时可采用 2倍额定电压的电压表或指示灯进行首先将电压表的一支笔或灯泡的一端搭接于电源 Ⅰ 的一相不动,而将另一端分别搭接到电源 Ⅱ 的三相上。当电压表(或指示灯)接于不同电源的两个相线时,如电压表的指示值接近于零(或指示灯不亮)时,表明这两个相是属于同相位的,否则即不同相。
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核相杆核相电源电压在 3~ 10kV的两电源上进行核相时,可用核相杆来进行。将一个高压验电器中的霓虹灯去掉,换装入一个约 2.5M?的电阻,再用带有相应绝缘等级的导线连接两个验电器上的接地端子即可。
核相杆用两个高压验电器制成工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
电压互感器核相通过电压互感器进行核相的方法用于 3kV及 3kV以上的电源中核相前,先对接于两个电源上的电压互感器核相。
将一个电源停下,合上两个电源的母联开关,用一个电源接通这两组电压互感器,然后用电压表鉴定电压互感器的二次侧相位应完全相同,即接线排列顺序一一对应。电压互感器核相后,切断母联开关
,合上另一电源,把电压互感器分别接在两个电源上工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
核相时应注意的事项
必须执行工作票、操作票等安全制度
应由三人以上进行,工作过程中应始终有专人监护。
必须检查所用的核相器具,其绝缘线应良好,指示应正确有效。核相杆使用前还应摇测工具绝缘电阻是否合格,然后开始核相。
先检查两个电源的三相电压是否平衡,如果严重不平衡,则不进行核相。
核相人员均应使用辅助安全用具,并保持与带电体的安全距离。
中性点不接地系统的两个电源,如发生一相接地时,则应停止核相工作。
必须作好记录,不得凭记忆判断。在两个电源的各相调整到相互对应的排列后,再作一次最后核定,才算全部完成。
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3.4.1 车间线路的结构和敷设(绝缘导线)
按线芯材料分,有铜芯和铝芯两种。一般优先采用铝芯导线。在易燃、易爆或其他有特殊要求的场所采用铜芯绝缘导线。
按其外皮的绝缘材料分橡皮绝缘和塑料绝缘两种。塑料绝缘导线绝缘性能良好,且价格较低,在户内明敷或穿管敷设时。橡皮绝缘在户外使用。
绝缘导线的敷设方式有明配线和暗配线两种。沿墙壁、
天花板、桁架及柱子等敷设导线称明敷,又叫明配线。导线穿管埋设在墙内、地坪内及房屋的顶棚内称暗敷,又叫暗配线。所用的保护管可以是钢管或塑料管,管径的选择按穿入导线连同外皮包护层在内的总截面,不超过管子内孔截面
40%确定。穿管敷设也有明敷和暗敷两种。
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车间线路的结构和敷设裸导线和封闭型母线车间内常用的裸导线为 LMY型硬铝母线。在干燥、无腐蚀性气体的高大厂房内,当工作电流较大时,可采用
LMY型硬铝母线作载流干线。按规定,裸导线 A,B,C三相涂漆的颜色分别对应为黄、绿、红三色,N线或 PEN线为淡蓝色,PE线为黄绿双色。
车间内的吊车滑触线通常采用角钢,但新型安全滑触线的载流导体则为铜排,且外面有保护罩。
车间配电线路中还有一种封闭型母线(插接式母线),适用于设备布臵均匀紧凑而又需要经常调整位臵的场合。
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车间电力线路敷设的安全要求
离地面 3.5m以下的电力线路应采用绝缘导线,离地面 3.5m以上的允许采用裸导线。
离地面 2m以下的导线必须加机械保护
根据机械强度的要求,绝缘导线的线芯截面应不小于表 3.5中所列数值。
为了确保安全用电,车间内部的电气管线和配电装臵与其他管线设备间的最小距离应符合要求。
车间照明线路每一单相回路的电流不应超过 15A。除花灯和壁灯等线路外,一个回路灯头和插座总数不超过 25个。当照明灯具的负载超过 30A时,应用 380/220V的三相四线制供电。
对于工作照明回路,在一般环境的厂房内穿管配线时,一根管内导线的总根数不得超过 6根,而有爆炸、火灾危险的厂房内不得超过
4根。
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绝缘导线线芯的最小截面面积导线用途或敷设方式线芯最小截面
( mm2)
铜 芯 铝 芯照明用灯头引下线 1 2.5
敷设在绝缘支持件上的绝缘导线,
其支持点间距 L
室内 L≤ 2m 1 2.5
室外
L≤ 2m 1.5 2.5
2m≤ L≤ 6m 2.5 4
6m≤ L≤ 16m 4 6
16m≤ L≤ 25m 6 10
穿管敷设的绝缘导线,沿墙明敷的塑料护套线,板孔穿线敷设的绝缘导线 1 2.5
PE线和 PEN线有机械保护时 2.5 2.5
无机械保护时 4(干线 10) 4(干线 16)
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车间电力线路常用的敷设方式工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.4.2 车间动力电气平面布线图车间动力电气平面布线图是表示供电系统对车间动力设备配电的电气平面布线图。它反映动力线路的敷设位臵、敷设方式、
导线穿管种类、线管管径、导线截面及导线根数,同时还反映各种电气设备及用电设备的安装数量、型号及相对位臵。
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某机械加工车间局部动力电气平面布线图工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.4.3 车间内照明供电方式一台变压器供电 两台变压器供电工厂供配电技术 第 3章2009-7-30
3.4.4 车间配电线路的运行维护
用钳表检查线路的负荷情况有无过载;
检查配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地、接零等装臵的运行情况,接线有无松脱、放电,螺栓是否紧固,母线接头有无氧化和腐蚀现象。
检查线路上和线路周围有无影响线路安全运行的异常情况。
对敷设在潮湿、有腐蚀性物质的场所的线路和设备
,要作定期的绝缘检查,绝缘电阻一般不低于。
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3.5 线路运行时突然停电的处理
进线没有电压时,说明是电力系统方面暂时停电。总开关不必拉开,但出线开关应该全部拉开。
两条进线中的一条进线停电时,应立即进行切换操作,将负荷转移给另一条进线供电。
厂内配电线路发生故障使开关跳闸时,可试合一次,由于多数故障属暂时性的,试合成功。如果失败,开关再次跳闸,
说明线路上故障尚未消除,这时应该对线路进行停电检修。
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车间线路在使用中发生故障首先向用电人员了解故障情况,找出原因。并查看用电设备是否损坏及熔断器中的保险丝是否烧断:
保险丝未烧断,是断电故障。
用试电笔测试电源端,氖泡不亮表示电源无电,说明是上一级的线路或开关出了故障,也可能是电源中断供电。
用试电笔测试电源端,氖泡发亮表示电源有电,说明是本熔断器以下的故障。
保险丝已烧断,是短路故障。可能是用电设备损坏,发生碰线或接地等事故,用电设备的故障修复后,便可继续供电使用。
经检查用电设备如无短路点,那就是线路本身有短路点,这时应逐段检查导线有无因绝缘层老化和碰伤而发生相间短路或接地短路,然后采取措施恢复绝缘或更换导线。