電纜基礎(chǔ)知識(最終版)

1、電 纜 基 礎(chǔ) 知 識 2015.1.28主要內(nèi)容主要內(nèi)容o 認識電纜o 電纜分類o 電纜的結(jié)構(gòu)和參數(shù)o 電纜的選型要求及載流量計算o 電纜敷設(shè)方式及敷設(shè)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(dǎo)體和外包絕緣保護層制成，將電力或信息從一處傳輸?shù)搅硪惶幍膶?dǎo)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(dǎo)電纜三、電纜的結(jié)構(gòu)和參數(shù)三、電纜的結(jié)構(gòu)和參數(shù)構(gòu)成電纜的三要素：構(gòu)成電纜的三要素：o 導(dǎo)體 o 絕緣 o 保護層聚乙烯電纜

2、結(jié)構(gòu)o聚乙烯電纜的結(jié)構(gòu)聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)1、導(dǎo)體o 導(dǎo)體材料：銅、鋁、錫、銀、金等，其中最常見的導(dǎo)體材質(zhì)是銅。銅電阻系數(shù)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(nèi)阻、（內(nèi)阻、載流、塑載流、塑性、機械性、機械強度）強度）o 線芯數(shù)量與形狀：單芯、兩芯、三芯、四芯、五芯等五種，并根據(jù)線芯的數(shù)量，將導(dǎo)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

3、下尖端效應(yīng)各種芯線類型電纜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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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

4、：油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,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(zhì)的侵入和防止外力損傷。o 組成組成: 內(nèi)襯層（或內(nèi)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(guān). 如：埋在地下的電纜需要鎧裝，敷設(shè)在海底的電纜需要鋼絲鎧裝，而敷設(shè)在隧道、排管、電纜溝內(nèi)的電纜又可以不要鎧裝；外護套是用來保護鎧裝層或內(nèi)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(jié)構(gòu)四、電纜

5、的選用四、電纜的選用o 電線、電纜應(yīng)按低壓配電系統(tǒng)的額定電壓電壓，電力負荷負荷，敷設(shè)環(huán)境環(huán)境及與附近電氣裝置、設(shè)施之間能否產(chǎn)生有害的電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)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(shè)條件：鋪設(shè)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(dǎo)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(nèi) D、經(jīng)濟電流密度A、根據(jù)長期工作允許電流選擇導(dǎo)線截面o 由于導(dǎo)線存在電阻，當電流通過導(dǎo)線電

6、阻時會發(fā)熱，如果導(dǎo)線發(fā)熱超過一定限度時，其絕緣物會老化損壞甚至發(fā)生電火災(zāi)。o 根據(jù)導(dǎo)線敷設(shè)方式不同、環(huán)境溫度不同，導(dǎo)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(jù)機械強度選擇導(dǎo)線截面o 導(dǎo)線安裝后和運行中，要受到外力的影響。導(dǎo)線本身自重和不同的敷設(shè)方式使導(dǎo)線受到不同的張力，如果導(dǎo)線不能承受張力作用，會造成斷線事故。在選擇導(dǎo)線時必須考慮導(dǎo)線截面。C、根據(jù)電壓損失選擇導(dǎo)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(fù)雜一點，Un是線壓降，U是電壓損失百分數(shù)是導(dǎo)電系數(shù)，L是長度，P是功率。o 將鋁導(dǎo)線的系數(shù)帶入后，會得出下邊公式，如果是銅導(dǎo)線，那么前邊的數(shù)字

7、就是83.o 這就是根據(jù)電壓損失計算截面積的方法。 舉例o 低壓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?qū)﹄妷核揭筝^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(jīng)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(yīng)考慮機械強度。電力線路的類型電力線路的類型 允許載流量允許載流量允許電壓損失允許電壓損失 經(jīng)濟電流密度經(jīng)濟電流密度 機械強度機械強度35KV及以上電源及以上電源進線進線無調(diào)壓設(shè)備的無調(diào)壓設(shè)備的6-10KV較長線路較長線路

8、6-10KV較短線路較短線路低壓低壓線路線路照明照明動力動力負荷電流的估算o可以從設(shè)備的說明書、銘牌上得到額定電流、最大電流等參數(shù)。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1000/380/1.7321.5（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(shù)低， 電流每KW取為2A。載流量計算o 導(dǎo)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；穿管溫度兩倍半；穿管溫度八

9、、九折；銅線升級算；裸線加一半。八、九折；銅線升級算；裸線加一半。” 鋁導(dǎo)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(shè)，應(yīng)打8折；如環(huán)境溫度超過35C，應(yīng)打9折，銅導(dǎo)線的許用電流大約與較大一線鋁導(dǎo)線的許用電流相等，裸導(dǎo)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(dǎo)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(shè)電纜線路敷設(shè)o 電力電纜常用敷設(shè)方式：電力電纜常用

10、敷設(shè)方式： 1）直埋式敷設(shè) 2）磚砌電纜溝敷設(shè) 3）隧道電纜敷設(shè) 4）非開挖式電纜敷設(shè)1、直埋式敷設(shè) 直埋式鋪設(shè)是被廣泛使用的敷設(shè)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(shè)方式一般用于少量、臨時性或不十分重要線路的敷設(shè)。直埋電纜溝的挖設(shè)，一般深度為80cm，寬度為1根電纜4050cm，2根電纜60cm，電纜條數(shù)增加按比例放寬。 2、電纜敷設(shè)后現(xiàn)在上覆蓋10cm細土或砂，再蓋上電纜保護板，覆土后應(yīng)在相關(guān)位置埋設(shè)電纜標樁。保護措施o （1）機械損傷：加電纜導(dǎo)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

11、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(zhì)：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(shè) 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(yīng)適當采取防止地下水流入溝內(nèi)的措施，還應(yīng)在溝內(nèi)設(shè)置適當數(shù)量的積水坑。o電纜在溝內(nèi)宜保持下面圖表所列的最小允許距離。o溝的全長應(yīng)裝設(shè)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名稱最小允許距離兩邊有電纜支架時，支架間水平距（通道寬）500溝深小于600mm時為300mm一邊有電纜支架時，架與壁間水平距（通

12、道寬）450溝深小于600mm時為300mm最上層支架橫撐至溝頂凈距150200最下層支架橫撐至溝頂凈距50100電纜支架各層間垂直凈距10kV及以下15010kV及以下200電纜間凈距35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(shè)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(nèi)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(shè)o 優(yōu)點：優(yōu)點： 可敷設(shè)回路數(shù)多， 易于巡檢o 缺點：缺點： 造價高4、非開挖方式電纜敷設(shè)o 電纜橋架敷設(shè)（應(yīng)用廣泛）o 配管敷設(shè)（電纜數(shù)量少、敷設(shè)距離短）六、電纜型號的含義六、電纜型號

13、的含義o 電纜的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，使用場合使用場合和某些特征特征。o 型號由類別、導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)護層、派生部分等組成，n其代號用漢語拼音和阿拉伯數(shù)字組成。n漢語拼音表示電纜的用途、絕緣材料、線芯數(shù)目及特征；n數(shù)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，

14、電壓為3KV，三芯，截面積為240 mm2、加一芯120 mm2的電力電纜。n YJLV22312010300表示鋁芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚乙烯內(nèi)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(nèi)電話電纜。o 第二位字母表示絕緣材料（絕緣結(jié)構(gòu)）: 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(dǎo)體（電纜線芯）材料：n

15、1 一銅芯 不標注）; l 一鋁芯。C 一鋼芯。o 第四位字母表示內(nèi)護層類型：nQ 一鉛包；I ，一鋁包；V 一聚氯乙烯；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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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N

16、H 。代號含義第八位為數(shù)值，表示電纜線芯數(shù)目： 1 一單芯（可不表示，省略）; 2 一兩芯； 3 一三芯； 4 一四芯； 5 一五芯。o 第九位為數(shù)值，表示電纜截面面積，單位為mm2 。o 十位為數(shù)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)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

17、，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(nèi)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(yīng)，負載電流通過電纜時會導(dǎo)致導(dǎo)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(dǎo)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