電線、電纜及電器設(shè)備的選擇和原則

1、電線、電纜及電器設(shè)備的選擇和原則本章主要內(nèi)容4.1 電線、電纜及母線的選擇4.2 電氣設(shè)備選擇的原則4.3 高壓開關(guān)設(shè)備及其選擇4.4 低壓電器設(shè)備及其選擇4.1 電線、電纜及母線的選擇若某電力線路有標(biāo)注 “BV 525PRFC”，表示的含義為： 表明該電力線路導(dǎo)線型號為塑料絕緣銅芯電線，導(dǎo)線的根數(shù)為5根，每根導(dǎo)線的截面積為25mm2,該線路延塑料線槽敷設(shè)，沿地板暗敷。 某電力線路有標(biāo)注 “BLV 525SCWC”，表示什么含義？ 表明該電力線路導(dǎo)線型號為塑料絕緣鋁芯電線，導(dǎo)線的根數(shù)為5根，每根導(dǎo)線的截面積為25mm2,該線路延鋼管線槽敷設(shè)，沿墻暗敷。PR表示延塑料線槽敷設(shè)，SC表示延鋼管線槽

2、敷設(shè)。F表示延地板敷設(shè)，W表示延墻敷設(shè)，C表示延天花板敷設(shè)E表示明敷，C表示暗敷4.1 電線、電纜及母線的選擇 二 電線電纜須滿足的前提條件 為使供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，截面的選擇必需滿足下列條件：（一）發(fā)熱條件（二）電壓損失條件（三）機(jī)械強(qiáng)度當(dāng)供電線路小于等于200m時(shí)，一般先按發(fā)熱條件的計(jì)算方法來選擇導(dǎo)線截面積，然后用電壓損失條件和機(jī)械強(qiáng)度條件進(jìn)行校驗(yàn)。 當(dāng)供電線路距離大于200m時(shí)，一般先按允許電壓損失的計(jì)算方法來選擇截面積，然后用發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度條件進(jìn)行校驗(yàn)。一 按發(fā)熱條件（1）額定載流量 IN 的選擇 IN 導(dǎo)線和電纜允許長期工作電流值。 （2）低壓系統(tǒng)中性線和保護(hù)線

3、的選擇1.中性線（N)截面的選擇(1)一般不小于相線截面的50,即So。(2)對于三次諧波相當(dāng)突出的三相線路，大于或等于相線截面，即： 氣體放電燈為主的三相四線和兩相三線電路：SoS ； 采用晶閘管調(diào)光的三相四線和兩相三線電路： So2S。(3)對于由三相線路分出的兩相及單相線路，等于相線截面，即SoS 。2.保護(hù)線(PE)截面的選擇(1)當(dāng)S 16mm2時(shí)， SPES， 當(dāng)16mm2 S 35mm2時(shí)， SPE 16mm2 當(dāng)S 35mm2時(shí)， SPE 。(2)保護(hù)線還應(yīng)滿足單相接地故障保護(hù)要求。(3)保護(hù)中性線(PEN)截面的選擇 具有PE和N的雙重功能，取其中最大值。即： SPEN =(

4、50%100%)S 及單相接地故障保護(hù)要求。例4-1某辦公樓建筑施工工地，照明干線電壓為380V三相五線，計(jì)算電流為108A，現(xiàn)采用BV一500型導(dǎo)線穿鍍鋅鋼管暗敷設(shè)供電，試按發(fā)熱條件選擇相線及中性線截面。(環(huán)境溫度按300C計(jì))。解 因所用導(dǎo)線BV一500為500V銅芯塑料絕緣線，查得氣溫為300C時(shí)，導(dǎo)線截面為50mm2的 IZ =124A ；IC =108A， IZIC因此相線選截面S50mm2。中性線（N）截面，選SN為25mm2；保護(hù)線（PE）截面，按SPE為25mm2二 按電壓損失選擇導(dǎo)線截面積對于感性負(fù)載（即功率因數(shù)小于1，c值查 表4-3，B值查表4-4）三 按機(jī)械強(qiáng)度條件 不

5、同導(dǎo)線，按不同用途及安裝方式有最小允許截面積，只要大于其值即可。 按機(jī)械強(qiáng)度可查表4-5 無論先用那種條件選擇導(dǎo)線截面積，必須用另外兩種條件進(jìn)行校驗(yàn)，必須每種條件都符合，若有其中一種不符合，選擇截面積較大者。例1 有一條從變電所引出的長100m的供電干線，線路采用銅芯塑料絕緣導(dǎo)線穿鋼管明敷。，干線上接有電壓為380V三相異步電動(dòng)機(jī)24臺，其中10KW電動(dòng)機(jī)20臺，電動(dòng)機(jī)4臺，干線敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為25，設(shè)各臺電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷需要系數(shù)Kx，平均功率因素。若允許電壓損失為5%。試選擇干線的截面積。（已知25時(shí)35 mm銅芯塑料絕緣導(dǎo)線允許載流量為170A ，50 mm銅芯塑料絕緣導(dǎo)線允許載流量為21

6、5A，70 mm銅芯塑料絕緣導(dǎo)線允許載流量為265A，95 mm銅芯塑料絕緣導(dǎo)線允許載流量為325A。電壓損失系數(shù)C取77。修正系數(shù)B取為） 解：因?yàn)榫€路不長，只有100m故先按滿足發(fā)熱條件來選擇截面積。 用電設(shè)備總計(jì)算功率為 視在總計(jì)算負(fù)荷 總計(jì)算負(fù)荷電流為 所選截面積的允許載流量 因此首先選擇截面積為35 mm的銅芯塑料線，其導(dǎo)線允許載流量為170A大于165.6A 再按電壓損失應(yīng)小于規(guī)定值的要求來校驗(yàn)已選截面積。 負(fù)荷矩為 電壓損失系數(shù)C取77，修正系數(shù)B取為 由此可見，所選導(dǎo)線截面積亦能滿足允許電壓損失的要求。因此選擇截面積為35 mm的銅芯塑料線滿足要求。例4-3某工程照明干線的負(fù)荷

7、共計(jì)10kW，導(dǎo)線長300m，用380220V三相四線制供電，設(shè)干線上的電壓損失不超過5，敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為300C，明敷，負(fù)荷需要系數(shù)Kx1，功率因數(shù)cos1，試選擇干線BLX的截面。解:因是照明線，且線路較長，按允許電壓損失條件來選擇導(dǎo)線截面。查表4-3，采用鋁線明敷，取C，所以 =2查附錄常用絕緣導(dǎo)線允許載流量表，選用型號為BLX的導(dǎo)線截面為16mm2，其載流流量為80A。用發(fā)熱條件來校驗(yàn)所選導(dǎo)線截面IC80A同時(shí)，根據(jù)表4-5可知，導(dǎo)線亦能滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。4.2 電氣設(shè)備選擇的原則1 按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流2 按短路情況來校驗(yàn)電器設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱 穩(wěn)定3 按裝置地點(diǎn)

8、的三相短路容量來校驗(yàn)開關(guān)電 器的斷流能力4 按裝置地點(diǎn)、工作環(huán)境、使用要求及供貨 條件來選擇電器設(shè)備的適當(dāng)形式一、按正常工作條件額定電壓和額定電流1)電器設(shè)備的最高電壓Umax不應(yīng)小于所在回路的系統(tǒng)最高電壓Uy,即 Umax Uy 2)電器設(shè)備的額定電流I r應(yīng)大于或等于回路的最大持續(xù)工作電流I max，即 I r I max 二、按短路情況來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。4.3 高壓開關(guān)設(shè)備及其選擇一 高壓斷路器（一）功能通斷正常負(fù)荷電流接通和承受一定的短路電流在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。 （二）圖例LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器ZN63A-12(VS1)戶內(nèi)交流高

9、壓真空斷路器ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器二 高壓隔離開關(guān) 沒有滅弧裝置，不能接通和切斷負(fù)荷電流。（一）功能：1.隔離高壓電源2.倒閘操作3.接通和斷開較小電流 （二）圖例RW310戶外高壓跌落式熔斷器GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)設(shè)備五 高壓開關(guān)柜KYN28A-12(Z)B型鎧裝移開式交流金屬開關(guān)設(shè)備4.4 低壓電器設(shè)備及其選擇 用來接通或斷開1000v以下的交流和1500v以下直流電路的電氣設(shè)備。在民用建筑電氣線路中，常用的低壓電器: 主要有刀開關(guān)、熔斷器、自動(dòng)開關(guān)、漏電保護(hù)開關(guān)、接觸器、繼電器、電能表等。（1）低壓開關(guān)設(shè)備（一）刀開關(guān) 作隔離電源之用。不帶滅弧罩的刀開關(guān)，只

10、能在空載下操作。分為單級和多級。(1)刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)：額定電流在100400A采用單刀片，6001500A采用雙刀片 （二）熔斷器 主要用來保護(hù)電器設(shè)備和配電線路免受過載電流和短路的損害。保護(hù)作用主要靠熔體來完成。熔斷器工作原理同高壓熔斷器一樣，當(dāng)線路中出現(xiàn)故障時(shí)，通過的電流大于規(guī)定值，熔體產(chǎn)生過量的熱而被熔斷，電路由此被分?jǐn)唷?瓷插式熔斷器 螺旋式熔斷器 （三）低壓斷路器（自動(dòng)空氣開關(guān)、低壓空氣開關(guān)） 可以自動(dòng)切斷電路故障的保護(hù)電器。具有良好的滅弧性能，并能帶負(fù)荷通斷電路，但不能頻繁操作。DZ20系列塑料外殼式斷路器NA15(DW15HH)系列萬能式斷路器1觸頭；2跳鉤；3鎖扣；4分勵(lì)脫扣器；

11、5欠電壓脫扣器；6過電流脫扣器；7雙金屬片；8熱元件；9常閉按鈕；10常開按鈕當(dāng)手動(dòng)合閘后，跳鉤2和鎖扣3扣住，開關(guān)的觸頭閉合，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，過電流脫扣器6中線圈的電流會增加許多倍，其上部的銜鐵逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)鎖扣向上，使其跳鉤2脫鉤，在彈簧彈力的作用下，開關(guān)自動(dòng)打開，斷開線路；當(dāng)線路過負(fù)荷時(shí)，熱元件8的發(fā)熱量會增加，使雙金屬片兒向上彎曲程度加大，托起鎖扣3，最終使開關(guān)跳閘；當(dāng)線路電壓不足時(shí)，失壓脫扣器5中線圈的電流會下降，鐵心的電磁力下降，不能克服銜鐵上彈簧的彈力，使銜鐵上跳，鎖扣3上跳，與跳鉤2脫離，致使開關(guān)打開。按鈕9和10起分勵(lì)脫扣作用，當(dāng)按下按鈕時(shí)，開關(guān)的動(dòng)作過程與線路失壓

12、時(shí)是相同的；按下按鈕10時(shí)，使分勵(lì)脫扣器線圈通電，最終使開關(guān)打開。3C認(rèn)證標(biāo)志藍(lán)色扳柄接線端子為鍍鋅鈍化動(dòng)靜觸頭為光亮銀鍍層13片的滅弧珊，散熱孔面積大Din 導(dǎo)軌鎖簧,卡簧為金屬?？膳潆娖鞲郊膳渎╇姼郊悠?、漏電保護(hù)開關(guān)及分類：（1）動(dòng)作原理分：電壓型、電流型和脈沖型。（2）按脫扣的型式分：1）電磁式：不受電壓波動(dòng)、環(huán)境溫度變化以及缺相等影響而且良好，可靠性高。2）電子式：靈敏度高，制造技術(shù)簡單，可制成大容量產(chǎn)品，但需要輔助電源，抗磁干擾性能不強(qiáng)。檢測通過電流互感器來檢測剩余電流判斷將剩余電流與設(shè)定的脫扣值比較，并給動(dòng)作機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)的信號動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使相應(yīng)的斷路器斷開所有的帶電導(dǎo)體都必須

13、被切斷(在TNS系統(tǒng)中，若能保證中性線與地等電位，則允許不切斷中性線). 漏電保護(hù)的基本原理進(jìn)線端子機(jī)械組件 R動(dòng)作機(jī)構(gòu)測試回路 電子線路板或二極管電流互感器出線端子RAPE漏電保護(hù)的基本原理從圖中可以看出漏電保護(hù)器工作原理，即漏電保護(hù)相當(dāng)于一個(gè)零序電流互感器，零線、火線雙線并繞在磁芯中。正常時(shí)，火線流進(jìn)多少電流，零線就流出多少電流，磁芯中合成磁勢為零，副線圈就沒感應(yīng)電流。當(dāng)生發(fā)漏電時(shí)，火線流進(jìn)電流和零線流出電流就不相同了，磁芯中合成磁勢不為零，副線圈就有感應(yīng)電勢，當(dāng)電勢大到設(shè)定時(shí)，檢測機(jī)構(gòu)就會觸發(fā)動(dòng)作機(jī)構(gòu)去跳開開關(guān)。 XO（四）接觸器觸器的工作原理是利用電磁吸力來使觸頭動(dòng)作的開關(guān)，它可以用于

14、需要頻繁通斷操作的場合。接觸器按電流類型不同可分為直流接觸器和交流接觸器。在建筑工程中常用的是交流接觸器。（當(dāng)線圈通電后，鐵芯被磁化為電磁鐵，產(chǎn)生吸力，當(dāng)吸力大于彈簧反彈力時(shí)銜鐵吸合，帶動(dòng)拉桿移動(dòng)將所有常開觸頭閉合、常閉觸頭打開。線圈失電后，銜鐵隨即釋放并利用彈簧的拉力將拉桿和動(dòng)觸頭恢復(fù)至初始狀態(tài)。接觸器的觸頭分兩類，一類用于通斷主電路的，稱主觸頭，有滅弧罩，可以通過較大電流。另一類用于控制回路中，可以通過小電流，稱輔助觸頭。輔助觸頭主要有常開和常閉兩類。目前常見的交流接觸器型號有CJ12、 CJ20、B、LC1-D 等系列。CJ20系列交流接觸器簡單的接觸器控制：M3刀閘起隔離作用自保持停止

15、按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控 制大電流。QFUSB1KMKMKM（五）電能表電能表在用電管理中是不可缺少的，凡是計(jì)量用電的地方均應(yīng)設(shè)電能表，目前應(yīng)用較多的是感應(yīng)式電能表，它是利用固定的交流磁場與由該磁場在可動(dòng)部分的導(dǎo)體中所感應(yīng)的電流之間的作用力而工作的 1電壓線圈；2電流線圈；3永久磁鐵；4鋁盤；5蝸輪；6蝸桿；7轉(zhuǎn)軸。當(dāng)電能表接入電路時(shí)，電壓線圈的兩端加上電源電壓，電流線圈通過負(fù)載電流，此時(shí)電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的主磁通穿過鋁盤，在鋁盤上便有三個(gè)磁通的作用（一個(gè)電壓主磁通，兩個(gè)大小相等、方向相反的電流主磁通），在鋁盤上共產(chǎn)生三個(gè)渦流，這三個(gè)渦流與三個(gè)主磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)鋁盤開始旋轉(zhuǎn)，并

16、帶動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)算電量。 鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與通入電流線圈中的電流成正比。電流愈大，鋁盤旋轉(zhuǎn)愈快。鋁盤的轉(zhuǎn)速稱為變換系數(shù)，變換系數(shù)的倒數(shù)稱為標(biāo)稱常數(shù)，即鋁盤轉(zhuǎn)一圈所需要的電度數(shù)。因此，只要知道鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)就能知道用電量的大小。三相二元件電度表的接線方法（用于三相三線制電路）圖6.6 三相兩元件電度表的接線方法（3）三相三元件電度表的接線方法（用于三相四線制電路）4.4 （2）低壓電器設(shè)備的選擇（1）刀開關(guān)的選擇在選擇刀開關(guān)時(shí)，要根據(jù)用途、環(huán)境來確定適當(dāng)?shù)男吞?，滿足額定電壓和額定電流的要求，刀開關(guān)安裝在額定電壓不超過500V的線路上，為保護(hù)刀開關(guān)能安全可靠運(yùn)行，通過刀開關(guān)的計(jì)算電流不應(yīng)大于刀開關(guān)的額定電流，即： INIC 式中 IN刀開關(guān)的額定電流； IC線路的計(jì)算電流。注：如果刀開關(guān)控制的是電動(dòng)機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流比較大，所以此時(shí)刀開關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。（2）熔斷器的選擇在照明用電線路中，一般熔體的額定電流大于或等于負(fù)載的計(jì)算電流，即： INIC若負(fù)荷是氣體放電燈時(shí)，在其啟動(dòng)瞬間電流很大，因此，熔體額定電流應(yīng)選取大一些： IN（）IC若負(fù)荷是單臺電動(dòng)機(jī)時(shí)