電氣設計 電纜電線的選擇技巧以及了解電線安全載流量的計算方法 作者: 發布時間:2018-12-26 09:10:42 點擊率:

 

 一、導線材料選擇

電纜導線一般采用鋁芯線。下列場合應采用銅芯線:

(1)需要確保長期運行中連線可靠的回路。如:重要電源、重要的操作回路二次回路、電機的勵磁、移動設備的線路以及劇烈振動場合的線路。

(2)對鋁有嚴重腐蝕而對銅腐蝕輕微的場合。

(3)爆炸危險環境或火災危險環境有特殊要求者。

(4)特別重要的公共建筑物。

(5)高溫設備.

(6)應急系統,包括消防設施的線路。

此經全面技術經濟分析確證宜采用銅芯導線電纜的。如高層建筑,大、中型計算機房的建筑,重要的公共建筑以及國外工程和外資工程等適應國外要求者。

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二、電纜芯數選擇

(1)電壓1Kv及以下的三相四線低壓系統,若第四芯為PEN線時,應采用四芯型電纜而不得用三芯電纜加單芯電纜組合成的回路的方式。當PE線作為專用線而與帶電導體N線分開時,則應用五芯型電纜。若無五芯型電纜時可用四芯電纜加單芯電纜捆扎組合的方式。PE線也可利用電纜的打套、屏蔽層、鎧裝等電纜金屬外護層等。如果是三相三線制系統則采用四芯電纜,第四芯為PE線。

(2)3-35KV交流系統應采用三芯電纜

(3)在水下或較長的重要線路中為避免或減少中間接頭或單芯電纜比多芯電纜有較好的綜合技術經濟性時,可選用單芯電纜。但應注意用于交流系統的單芯電纜不得采用鋼帶鎧裝,應采用經隔磁處理的鋼絲鎧裝電纜。

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三、電纜載流量選擇

電纜載流量是指一條電纜線路在輸送電能時所通過的電流量,在熱穩定條件下,當電纜導體達到長期允許工作溫度時的電纜載流量稱為電纜長期允許載流量。

估算口訣:

二點五下乘以九,往上減一順號走。

三十五乘三點五,雙雙成組減點五。

條件有變加折算,高溫九折銅升級。

穿管根數二三四,八七六折滿載流。

:口訣對各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出,而是截面乘上一定的倍數來表示。

我國常用導線標稱截面(平方毫米)排列如下:1、15、25、4、6、10、16、25、、50、70、95、120、150、185等...

(1)“二點五下乘以九,往上減一順號走”說的是2.5mm'及以下的各種截面鋁芯絕緣線,其載流量約為截面數的9倍。如2.5mm導線,載流量為2.5×9=22.5(A)。從4mm及以上導線的載流量和截面數的倍數關系是順著線號往上排,倍數逐次減,即4×8、6×7、10×6、16×525×4。

(2)“三十五乘三點五,雙雙成組減點五”,說的是35mm”的導線載流量為截面數的3.5倍,即35×3.5=122.5A)。從50mm及以上的導線線號成一組,倍數依次減0.5。即50、70m'導線的載流量為截面數的3倍;95、120mm”導線載流量是其截面積數的2.5倍,依次類推。

(3)“條件有變加折算,高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環境溫度長期高

于25℃的地區,導線載流量可按上述口訣計算方法算出,然后再打九折即可;當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線,它的載流量要比同規格鋁線略大一些,可按上述口訣方法算出比鋁線加大個線號的載流量。如16mm'銅線的載流量,可按25mm2鋁線計算。

(4)"穿管根數二三八七六折滿載流。意思是在穿管敷設兩根、三根、四根電線的情況下,其載流量分別是電工口訣計算載流量(單根敷設)的80%、70%、60%。

國家規范有規定。運用時,負載所要求的最大負載電流,必須小于導線在空氣中的長期允許載流量。例如:25平方毫米的銅芯線,在空中的長期允許載流量為100A,當你的主設備運行時,運行電流就只能小于或等于100A,決不能大于100A。

 

四、電纜絕緣水平選擇

(1)電纜設計用纜芯對地(與絕緣屏蔽層或金屬護套之間)的額定電壓U。應滿足所在電力系統中性點接地方式及其允許要求的水平。中性點非有效接地(包括中性點不接地)系統中的單相接地故障持續時間min到2h之間,必須選II累的U0。

U0僅當系統中的單相接地故障能很快切除。在任何憤況下,故障持續時間不超過1min時可選用第I類U0。一般情況下,220/380V系統只選用第I類的U0,3-35V系統應選用第II類的U0。

 

(2)電纜設計用纜芯之間的額定電壓∪應按等于或大于系統標稱電壓U選擇。

(3)電纜設計用纜芯之間的工頻最高電壓Uma應按等于或大于系統的最高工作電壓Un選擇。

(4)電纜設計用纜芯的雷電沖擊耐受電壓峰值U。應按下表選取。

(5)發也機回路等安全性要求較高的情況下,U宣采取173%的使用回路工作相電壓。

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單位為:KV

括號內數值只能用于建筑物的電氣線路。不包括建筑物電源主進線,其中0.45/0.75Kv用于IT系統。電纜絕緣水平的選擇見表。正確地選擇電纜的額定電壓U0值是確保長期安全運行的關鍵之一。

 

五、絕緣材料及護套選擇

(1)聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜(簡稱全塑電纜或塑料電纜)主要彎曲性能好接頭制作簡便,耐油耐酸堿腐蝕,不延燃,具有內鎧裝結構,使鋼帶或鋼絲免受腐蝕,價格便宜。

尤其在線路高差較大或敷設在橋架槽盒內以及在含有酸堿等化學性腐蝕土質中直埋宜選用塑料電纜。

缺點是絕緣電阻較油浸低絕緣電纜低,介質損耗較高。由于普通聚氧乙烯在燃燒時散發有毒煙氣,故對于需要在一旦著火燃燒時的低煙、低毒有嚴格要求的場合。如地下客運設施、地下商業區高層建筑和特殊重要公共設施等人流較密集場所,或者重要的廠房,不宜采用普通型氧乙烯絕緣或護套型電力電纜,而應采用低煙鹵或無鹵的難燃電纜。

普通型聚氯乙烯絕緣電纜的適用溫度范圍為+60℃-15℃之間低于以下環境,可采用耐寒型聚氯乙烯聚氯乙烯電力電纜。

普通型聚氟乙烯絕緣電纜不適用在含有苯及苯胺類酮類吡啶、甲醇乙醇、乙醛等化學劑土壤中。在含有三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、醋酸酐、冰醋酸的環境也不宜采用。

近年我國聚氯乙烯電力電纜的線芯長期允許工作溫度從65℃提高到70℃,載流量也相應提高。聚氯乙烯絕緣電力電纜在供電系統中使用很廣泛。

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(2)橡皮絕緣電力電纜

的彎曲性能較好,能夠在嚴寒氣候下敷設,特別適用于敷設線路水平高差和垂直敷設場合。它不僅適用于固定敷設線路,也可用于定期移動的非固定敷設線路。移動式電氣設備的供電回路應采用橡皮絕緣橡皮護套軟電纜簡稱橡套軟電纜)。有屏蔽要求的回路,如煤碳采掘工作面供電電纜應具有分相屏蔽。

普通橡膠遇到油類及其化合物時會很快被損壞。因此」在可能經常被油浸泡的場所,宜采用耐油型橡膠護套電纜。

普通橡膠耐熱性能差,允許運行溫度較低。故對高溫環境又有柔軟性要求的回路,宜選用乙丙橡膠絕緣電纜丙橡膠絕緣電纜具有較優異的電氣,機械特性,即使在潮濕環境下也具有良好的耐高溫性能。線芯長期工作溫度可達90℃。采用氯碳化氯乙烯護套的乙丙橡皮絕緣電纜可適用于要求阻燃的場所。

(3)架空絕緣電纜

它耐光老化性能較優,主要用于地下水位較高地方,有化學腐蝕液體溢流的場所。工廠區外需電纜數量不多又不便埋地下時,該電纜對城鎮配電線路改建尤為適宜。架空絕緣電纜在我國被大量的使用。

 

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(4)交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電力電纜它性能優良、結構簡單、制造方便、外徑小、重量輕、載流量大、敷設方便除不受高差限制外,其終端和接頭連接方便,完全可以代替大部分低絕緣電纜。對于1k∨及635k∨電壓級的非重要回路,可采用“非干式交聯”工藝制作的電纜。對于635kV重要回路,應選用千式交聯工藝制作的電纜,電氣性能更優異。

(5)金屬護套礦物絕緣電纜耐高溫,外護層為銅或鋁,絕緣庫,高層建筑、核電站、采油平臺、冷庫等交流額定電壓500直流電壓1000V)及以下的高溫、高濕、易燃、易爆環境。它的長期工作環境溫度可達250℃400℃,是理想的耐高溫電纜。

圖:交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜圖、金屬護套礦物絕緣電統

六、鎧裝選擇

(1)直埋敷設

在土壤可能發生位移的地段。如流砂、回填土及大型建筑物、構筑物附近應選用能承受機械張力的鋼絲鎧裝電纜或采取預留長度,用板樁或排樁加固土壤等措施,以減少或消除土壤移位而作用在電纜上的應力。

聚氯乙烯電纜直埋敷設時,當使用中可能承受較大壓力或存在機械損傷危險時,應選用鋼帶鎧裝。電纜金屬套或鎧裝外面應具有塑料防腐蝕外套。當位于鹽堿沼澤,或在含有腐蝕性的礦渣回填土中時,應具有增強防腐蝕性外護套。

 

(2)水下敷設

敷設于通航河道、激流河道、或被沖刷河岸、海灣處宜采用鋼絲鎧裝。不通航的小河或溝渠底部且河床或溝底穩定的場合可采用鋼帶鎧裝。但鋼絲,鋼帶外面均需具有耐腐蝕的塑料或纖維外被層。

(3)空氣中敷設

支持擋距大于400mm時,可能承受機械損傷或防鼠害、蟻害要求較高的地方,如地下鐵等應采用鎧裝電纜敷設于托盤梯架、槽盒中在含有腐蝕氣體環境中,鎧裝外應包有擠出外護套;在有放射性作用的場所,應有氯丁橡膠或其它耐輻射的外護套;高溫場所應有硅橡膠類耐高溫外護套;在有防火要求的場所,應選用耐火型電纜或在電纜外層涂復防火涂料,纏繞防火包帶或敷設在耐火槽盆中。

 

七、母線選擇

母線槽按絕緣方式可分為密集絕緣型和空氣絕緣型兩種。將裸母線用絕緣材料復蓋后,緊貼通道殼體放置的母線槽為密集絕緣型。將裸母線用絕緣襯墊支撐在殼體內,靠空氣介質來絕緣的母線槽為空氣絕緣型。空氣式絕緣重量輕、結構簡單價格便宜。密集式絕緣散熱條件較好,可制成大電流等級。

母線槽分為戶內型戶外型。就結構形式分有饋電式、差接式、滑接式。母線槽適用于高層建筑、多層廠房、標準廠房或機床設備密集的車間。對于工藝變化周期短的車間配電尤為適宜此外還可用于變壓器與配電屏的連接。它的容量大、結構緊湊、占空間小、安裝方便、使用安全可靠。

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