電纜基礎知識(最終版)

1、電 纜 基 礎 知 識 2015.1.28主要內容主要內容o認識電纜o電纜分類o電纜的結構和參數o電纜的選型要求及載流量計算o電纜敷設方式及敷設要點o電纜的型號的含義一、認識電纜一、認識電纜o由一根或多根相互絕緣的導體和外包絕緣保護層制成，將電力或信息從一處傳輸到另一處的導線。常見電纜的外觀二、電纜的分類二、電纜的分類o紙絕緣電纜 1）統(tǒng)包型 2）分相鉛包型 3）充油電纜o 聚氯乙烯電纜（PVC）o 交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）（現(xiàn)場使用廣泛）o 特種電纜o 超導電纜三、電纜的結構和參數三、電纜的結構和參數構成電纜的三要素：構成電纜的三要素：o導體 o絕緣 o保護層聚乙烯電纜結構o聚乙烯電纜的結

2、構聚乙烯電纜結構1、導體o導體材料：銅、鋁、錫、銀、金等，其中最常見的導體材質是銅。銅電阻系數約為0.0184 橫截面積橫截面積o我國規(guī)定的線芯截面（mm2）規(guī)格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規(guī)格成本（一次、使用周期）成本（一次、使用周期）使用性使用性（內阻、（內阻、載流、塑載流、塑性、機械性、機械強度）強度）o線芯數量與形狀：單芯、兩芯、三芯、四芯、五芯等五種，并根據線芯的數量，將導線壓成圓形、半圓形、扇形等形狀；小截面實芯（即獨股），大截面多股1KV以下以下尖端效應各種芯線類型電纜

3、緊壓原因電纜緊壓原因 6KV低壓：節(jié)約成本低壓：節(jié)約成本中高壓：均化電場中高壓：均化電場（場強很大）（場強很大）缺點缺點電導率 電阻耗2.絕緣層絕緣層o從1 kV到220 kV的各種電力電纜中，交聯(lián)聚乙烯（交聯(lián)聚乙烯（XLPEXLPE）是當前應用最廣的一種絕緣材料。o交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)聚乙烯:通過化學或物理方法將聚乙烯分子鏈間相互交聯(lián)。最高運行溫度可達90，短路時導電線芯 允許的最高溫度可達250。極大地提高了電纜的安全載流量和短路容量。其最高工作電壓達500kVo特點特點：結構簡單、重量輕、耐熱好、負載能力強、不熔化、耐化學腐蝕，機械強度高。 絕緣層絕緣層o油浸紙絕緣：油浸紙絕緣：怕水,需金屬防

4、水層,500kV及以上超高壓 充油電纜使用。o聚乙烯絕緣：聚乙烯絕緣：熔融溫度低(70),最高工作電壓達500kVo聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯絕緣o橡膠絕緣橡膠絕緣3、保護層保護層o作用作用: 保護電纜免受外界物質的侵入和防止外力損傷。o組成組成: 內襯層（或內護套）、鎧裝層和外護套o材料材料: 與電纜的絕緣種類、運行電壓、使用環(huán)境有關. 如：埋在地下的電纜需要鎧裝，敷設在海底的電纜需要鋼絲鎧裝，而敷設在隧道、排管、電纜溝內的電纜又可以不要鎧裝；外護套是用來保護鎧裝層或內護套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場所也可做成阻燃型。 聚乙烯電纜結構四、電纜的選用四、電纜的選用o電線、電纜應按低壓

5、配電系統(tǒng)的額定電壓電壓，電力負荷負荷，敷設環(huán)境環(huán)境及與附近電氣裝置、設施之間能否產生有害的電磁感應電磁感應等要求，選擇合適的型號和截面。 1. 類型選擇類型選擇o用途：用途：電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等o鋪設條件：鋪設條件：塑料絕緣、鋼帶鎧裝電纜、鋼絲鎧裝電纜、 防腐電纜等o安全性：安全性：不延燃電纜、阻燃電纜、無鹵阻燃電纜、耐火 電纜等2、電纜截面積選擇及載流量計算1）導線截面的選擇 A、長期工作允許電流 B、機械強度 C、線路電壓損失在允許范圍內 D、經濟電流密度A、根據長期工作允許電流選擇導線截面o由于導線存在電阻，當電流通過導線電阻時會發(fā)熱，如果導線發(fā)熱超過一定限度時，其絕緣物會

6、老化損壞甚至發(fā)生電火災。o根據導線敷設方式不同、環(huán)境溫度不同，導線允許的載流量也不同。通常把允許通過的最大電流值稱為安全載流量。B、根據機械強度選擇導線截面o導線安裝后和運行中，要受到外力的影響。導線本身自重和不同的敷設方式使導線受到不同的張力，如果導線不能承受張力作用，會造成斷線事故。在選擇導線時必須考慮導線截面。C、根據電壓損失選擇導線截面o按允許的電壓損失計算絞線截面的公式為o這個公式相對復雜一點，Un是線壓降，U是電壓損失百分數是導電系數，L是長度，P是功率。o將鋁導線的系數帶入后，會得出下邊公式，如果是銅導線，那么前邊的數字就是83.o這就是根據電壓損失計算截面積的方法。 舉例o低壓

7、動力動力線因負荷電流較大，故一般按發(fā)熱條件考慮截面，然后驗算其電壓損失和機械強度。o低壓照明照明線因對電壓水平要求較高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗算發(fā)熱條件和機械強度 舉例o10KV以下通常按發(fā)熱條件，而35KV以上高壓線路，一般先按經濟電流密度選擇截面，再驗算發(fā)熱條件和允許電壓損失。o高壓架空線路還應考慮機械強度。負荷電流的估算o可以從設備的說明書、銘牌上得到額定電流、最大電流等參數。o當僅知道負荷大致功率時，可用口訣“單相單相4.5，電機加倍，電機加倍，三相加半三相加半”來估算電流。 功率為1KW的負荷，單相時，電流為1000/2204.5（A） 三相時，每相的電流為1000/3

8、80/1.7321.5（A） 當負荷為三相電機時，因啟動電流大，運行時間長、功率系數低， 電流每KW取為2A。載流量計算o導線截流量可按以下口訣粗略估算： “10下五，下五，100上二；上二；25、35四、三界；四、三界；70、95兩倍半；穿管溫度八、兩倍半；穿管溫度八、九折；銅線升級算；裸線加一半。九折；銅線升級算；裸線加一半?！?鋁導線截面積10mm2，許用電流約5A/mm2；100mm2時, 2A/mm2；10mm2 25mm2，4A/mm2 ；35mm2 70mm2時，3A/mm2 ；70mm2、95mm2，2.5A/mm2； 如穿管敷設，應打8折；如環(huán)境溫度超過35C，應打9折，銅導

9、線的許用電流大約與較大一線鋁導線的許用電流相等，裸導線許用電流可提高50% 。o注：注：銅線的載流量是同線徑鋁線的1.29倍。o導線截流量也可通過載流量表查詢各種工具書、規(guī)范等均附有電纜載流量表五、五、電纜線路敷設電纜線路敷設o電力電纜常用敷設方式：電力電纜常用敷設方式： 1）直埋式敷設 2）磚砌電纜溝敷設 3）隧道電纜敷設 4）非開挖式電纜敷設1、直埋式敷設 直埋式鋪設是被廣泛使用的敷設方式，投資較少。但由于安全性問題，需進行多項保護措施。 1、直埋敷設方式一般用于少量、臨時性或不十分重要線路的敷設。直埋電纜溝的挖設，一般深度為80cm，寬度為1根電纜4050cm，2根電纜60cm，電纜條數

10、增加按比例放寬。 2、電纜敷設后現(xiàn)在上覆蓋10cm細土或砂，再蓋上電纜保護板，覆土后應在相關位置埋設電纜標樁。保護措施o（1）機械損傷：加電纜導管； o（2）化學作用：換土并隔離（加陶瓷管）； o（3）地下電流：加套陶瓷管或采取屏蔽；o（4）振動：用地下水泥樁固定； o（5）熱影響：用隔熱耐腐材料隔離； o（6）腐殖物質：采取換土或隔離； o（7）蟲鼠危害：加保護管等2、磚砌電纜溝敷設 o電纜溝一般由磚砌成，溝頂部和地面齊平的地方可用鋼筋混凝土蓋板(或鋼板)蓋住，電纜可直接放在溝底或用電纜支架承托。為保持電纜溝干燥，應適當采取防止地下水流入溝內的措施，還應在溝內設置適當數量的積水坑。o電纜在溝

11、內宜保持下面圖表所列的最小允許距離。o溝的全長應裝設連續(xù)的接地線，接地線兩頭與接地極相連。允許的最小距離允許的最小距離優(yōu)點o投資相對較少o占地少o走向靈活且能容納較多的電纜o便于敷設o便于故障電纜更換o便于電纜擴容o便于電纜事故查找及定點等缺點o溝內空間小檢修維護不便o容易積水o需大力要做好防火防爆措施等3、隧道電纜敷設o優(yōu)點：優(yōu)點： 可敷設回路數多， 易于巡檢o缺點：缺點： 造價高4、非開挖方式電纜敷設o電纜橋架敷設（應用廣泛）o配管敷設（電纜數量少、敷設距離短）六、電纜型號的含義六、電纜型號的含義o電纜的結構結構，使用場合使用場合和某些特征特征。o型號由類別、導體、絕緣、內護層、派生部分等

12、組成，n其代號用漢語拼音和阿拉伯數字組成。n漢語拼音表示電纜的用途、絕緣材料、線芯數目及特征；n數字表示鎧裝層類別和外護層類型 電纜型號框圖示意電纜型號的規(guī)范表示與舉例n ZLQ2010，3120表示鋁芯、紙絕緣、鉛包、裸鋼帶鎧裝、額定工作電壓10KV、三芯、截面積為120mm2 的電力電纜。n ZQF235，395表示銅芯，紙絕緣，分相鉛包，鋼帶鎧裝，額定電壓35KV，三芯，截面積為95 mm2的電力電纜。n ZRVLV293，32401120表示聚氯乙烯絕緣，鋼帶鎧裝，阻燃聚氯乙烯護套，電壓為3KV，三芯，截面積為240 mm2、加一芯120 mm2的電力電纜。n YJLV22312010

13、300表示鋁芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚乙烯內護套、雙層鋼帶鎧裝、聚氯乙烯外被層、三芯，截面積為120 mm2、電壓為10KV、長度為300m的電力電纜。1、代號含義o第一位字母表示電纜類別（用途）。n對于電力電纜可以省略。其它電纜類別的表示方法為: K控制電纜;P信號電纜; B絕緣電線;R絕緣軟線;Y移動式軟電纜;H內電話電纜。o第二位字母表示絕緣材料（絕緣結構）: nZ- 紙絕緣；V 一聚氧乙烯絕緣；Y 一聚乙烯絕緣；YJ 一交聯(lián)聚氯乙烯。代號含義o第三位字母表示導體（電纜線芯）材料：n1 一銅芯 不標注）; l 一鋁芯。C 一鋼芯。o第四位字母表示內護層類型：nQ 一鉛包；I ，一鋁包；V 一

14、聚氯乙烯；Y 一聚乙烯；H 一橡膠護套；F 一氯丁橡膠護套。o第五位字母表示結構特征：nD 一不滴流，F(xiàn) 一分相一濾塵用；CY 一充油；Pes 貧油干絕緣2 一直流；無特征不標注。代號含義o第六位為數字，表示愷裝層類型，n從0一4 標記共五種：0 一無；1 一雙層細鋼絲；2 一雙鋼；3 一細鋼絲；4 一粗鋼絲。o第七位為數字，表示外被層類型，n從0一4 標記共五種：0 一無；2 一無纖維外被；3 一聚氯乙烯護套；4 一無聚乙烯護套。阻燃電纜在代號前加ZR ；耐火電纜在代號前加NH 。代號含義第八位為數值，表示電纜線芯數目： 1 一單芯（可不表示，省略）; 2 一兩芯； 3 一三芯； 4 一四芯

15、； 5 一五芯。o第九位為數值，表示電纜截面面積，單位為mm2 。o十位為數值，表示電纜長度，單位為m 。七、電纜維護七、電纜維護o電線電纜老化故障的最直接原因是絕緣降低 而被擊穿。導敏絕緣降低的因素有多個方面1.外力損傷o很多電纜故障都是由于機械損傷引起的。o電線電纜敷設安裝時不規(guī)范施工，容易造成機械損傷；o在直埋電線電纜上搞土建施工也極易將運行中的電線電纜損傷等。o如果損傷不嚴重，要幾個月甚至幾年才會導致?lián)p傷部位徹底擊穿形成故障，有時破壞嚴重的可能發(fā)生短路故障，直接影響用電。2.絕緣受潮o一般發(fā)生在直埋或排管里的電線電纜接頭處。比如：電纜接頭制作不合格和在潮濕的氣候條件下做接頭，會使接頭進水或混入水蒸氣，時間久了在電場作用下形成水樹枝，水樹枝發(fā)展到一定程度就會在尖端引發(fā)電樹枝，并在較短時間內造成電纜絕緣擊穿而造成故障。3.長期過負荷運行o超負荷運行時，由于電流的熱效應，負載電流通過電纜時會導致導體發(fā)熱，使電纜溫度升高。o長期超負荷運行時，過高的溫度會加速絕緣的老化，以至絕緣被擊穿。尤其在炎熱的夏季，電纜的溫升常常導致電纜絕緣薄弱處首先被擊穿4.化學腐蝕o電纜直接埋在有酸堿作用的地區(qū)，往往會造成電纜的鎧裝、鉛皮或外護層被腐蝕，保護層因長期遭受化學腐蝕或電解腐蝕，致使保護層失效，絕緣降低，也