電纜基礎(chǔ)知識(shí)(最終版)

電

纜

基

礎(chǔ)

知

識(shí)

2015.1.28主要內(nèi)容認(rèn)識(shí)電纜電纜分類電纜的結(jié)構(gòu)和參數(shù)電纜的選型要求及載流量計(jì)算電纜敷設(shè)方式及敷設(shè)要點(diǎn)電纜的型號(hào)的含義一、認(rèn)識(shí)電纜由一根或多根相互絕緣的導(dǎo)體和外包絕緣保護(hù)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、電纜的分類紙絕緣電纜

1）統(tǒng)包型

2）分相鉛包型

3）充油電纜聚氯乙烯電纜（PVC）交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）（現(xiàn)場(chǎng)使用廣泛）特種電纜超導(dǎo)電纜三、電纜的結(jié)構(gòu)和參數(shù)構(gòu)成電纜的三要素：導(dǎo)體絕緣保護(hù)層聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)聚乙烯電纜的結(jié)構(gòu)聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)1、導(dǎo)體導(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

橫截面積我國(guó)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）使用性（內(nèi)阻、載流、塑性、機(jī)械強(qiáng)度）線芯數(shù)量與形狀：?jiǎn)涡?、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(shí)芯（即獨(dú)股），大截面多股1KV以下尖端效應(yīng)各種芯線類型電纜緊壓原因

6KV低壓：節(jié)約成本中高壓：均化電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)很大）缺點(diǎn)電導(dǎo)率電阻耗2.絕緣層從1kV到220kV的各種電力電纜中，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）是當(dāng)前應(yīng)用最廣的一種絕緣材料。交聯(lián)聚乙烯:通過化學(xué)或物理方法將聚乙烯分子鏈間相互交聯(lián)。最高運(yùn)行溫度可達(dá)90℃，短路時(shí)導(dǎo)電線芯允許的最高溫度可達(dá)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(dá)500kV特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、耐熱好、負(fù)載能力強(qiáng)、不熔化、耐化學(xué)腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度高。

絕緣層油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,500kV及以上超高壓

充油電纜使用。聚乙烯絕緣：熔融溫度低(70℃),最高工作電壓達(dá)500kV聚氯乙烯絕緣橡膠絕緣3、保護(hù)層作用:

保護(hù)電纜免受外界物質(zhì)的侵入和防止外力損傷。組成:

內(nèi)襯層（或內(nèi)護(hù)套）、鎧裝層和外護(hù)套材料:

與電纜的絕緣種類、運(yùn)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(hù)套是用來保護(hù)鎧裝層或內(nèi)護(hù)套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場(chǎng)所也可做成阻燃型。

聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)四、電纜的選用電線、電纜應(yīng)按低壓配電系統(tǒng)的額定電壓，電力負(fù)荷，敷設(shè)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)等要求，選擇合適的型號(hào)和截面。

1.類型選擇用途：電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等鋪設(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(jì)算1）導(dǎo)線截面的選擇

A、長(zhǎng)期工作允許電流

B、機(jī)械強(qiáng)度

C、線路電壓損失在允許范圍內(nèi)

D、經(jīng)濟(jì)電流密度A、根據(jù)長(zhǎng)期工作允許電流選擇導(dǎo)線截面由于導(dǎo)線存在電阻，當(dāng)電流通過導(dǎo)線電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，如果導(dǎo)線發(fā)熱超過一定限度時(shí)，其絕緣物會(huì)老化損壞甚至發(fā)生電火災(zāi)。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(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面導(dǎo)線安裝后和運(yùn)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(huì)造成斷線事故。在選擇導(dǎo)線時(shí)必須考慮導(dǎo)線截面。C、根據(jù)電壓損失選擇導(dǎo)線截面按允許的電壓損失計(jì)算絞線截面的公式為這個(gè)公式相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)，Un是線壓降，△U是電壓損失百分?jǐn)?shù)γ是導(dǎo)電系數(shù)，L是長(zhǎng)度，P是功率。將鋁導(dǎo)線的系數(shù)帶入后，會(huì)得出下邊公式，如果是銅導(dǎo)線，那么前邊的數(shù)字就是83.這就是根據(jù)電壓損失計(jì)算截面積的方法。舉例低壓動(dòng)力線因負(fù)荷電流較大，故一般按發(fā)熱條件考慮截面，然后驗(yàn)算其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線因?qū)﹄妷核揭筝^高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗(yàn)算發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度舉例10KV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(jì)電流密度選擇截面，再驗(yàn)算發(fā)熱條件和允許電壓損失。高壓架空線路還應(yīng)考慮機(jī)械強(qiáng)度。電力線路的類型允許載流量允許電壓損失經(jīng)濟(jì)電流密度機(jī)械強(qiáng)度35KV及以上電源進(jìn)線無調(diào)壓設(shè)備的6-10KV較長(zhǎng)線路6-10KV較短線路低壓線路照明動(dòng)力負(fù)荷電流的估算可以從設(shè)備的說明書、銘牌上得到額定電流、最大電流等參數(shù)。當(dāng)僅知道負(fù)荷大致功率時(shí)，可用口訣“單相4.5，電機(jī)加倍，三相加半”來估算電流。

功率為1KW的負(fù)荷，單相時(shí)，電流為1000/220≈4.5（A）三相時(shí)，每相的電流為1000/380/1.732≈1.5（A）當(dāng)負(fù)荷為三相電機(jī)時(shí)，因啟動(dòng)電流大，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、功率系數(shù)低，電流每KW取為2A。載流量計(jì)算導(dǎo)線截流量可按以下口訣粗略估算：“10下五，100上二；25、35四、三界；70、95兩倍半；穿管溫度八、九折；銅線升級(jí)算；裸線加一半?！变X導(dǎo)線截面積≤10mm2，許用電流約5A/mm2；≥100mm2時(shí),

2A/mm2；10mm2

~25mm2，4A/mm2

；35mm2

~70mm2時(shí)，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35°C，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%。注：銅線的載流量是同線徑鋁線的1.29倍。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、電纜線路敷設(shè)電力電纜常用敷設(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(jìn)行多項(xiàng)保護(hù)措施。

1、直埋敷設(shè)方式一般用于少量、臨時(shí)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40~50cm，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(xì)土或砂，再蓋上電纜保護(hù)板，覆土后應(yīng)在相關(guān)位置埋設(shè)電纜標(biāo)樁。

保護(hù)措施（1）機(jī)械損傷：加電纜導(dǎo)管；（2）化學(xué)作用：換土并隔離（加陶瓷管）；（3）地下電流：加套陶瓷管或采取屏蔽；（4）振動(dòng)：用地下水泥樁固定；（5）熱影響：用隔熱耐腐材料隔離；（6）腐殖物質(zhì)：采取換土或隔離；（7）蟲鼠危害：加保護(hù)管等2、磚砌電纜溝敷設(shè)

①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(dāng)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(dāng)數(shù)量的積水坑。②電纜在溝內(nèi)宜保持下面圖表所列的最小允許距離。③溝的全長(zhǎng)應(yīng)裝設(shè)連續(xù)的接地線，接地線兩頭與接地極相連。允許的最小距離名稱最小允許距離兩邊有電纜支架時(shí)，支架間水平距（通道寬）500溝深小于600mm時(shí)為300mm一邊有電纜支架時(shí)，架與壁間水平距（通道寬）450溝深小于600mm時(shí)為300mm最上層支架橫撐至溝頂凈距150~200最下層支架橫撐至溝頂凈距50~100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(diǎn)投資相對(duì)較少占地少走向靈活且能容納較多的電纜便于敷設(shè)便于故障電纜更換便于電纜擴(kuò)容便于電纜事故查找及定點(diǎn)等缺點(diǎn)溝內(nèi)空間小檢修維護(hù)不便容易積水需大力要做好防火防爆措施等3、隧道電纜敷設(shè)

優(yōu)點(diǎn)：可敷設(shè)回路數(shù)多，易于巡檢缺點(diǎn)：造價(jià)高4、非開挖方式電纜敷設(shè)電纜橋架敷設(shè)（應(yīng)用廣泛）配管敷設(shè)（電纜數(shù)量少、敷設(shè)距離短）六、電纜型號(hào)的含義電纜的結(jié)構(gòu)，使用場(chǎng)合和某些特征。型號(hào)由類別、導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)護(hù)層、派生部分等組成，其代號(hào)用漢語拼音和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。漢語拼音表示電纜的用途、絕緣材料、線芯數(shù)目及特征；數(shù)字表示鎧裝層類別和外護(hù)層類型電纜型號(hào)框圖示意電纜型號(hào)的規(guī)范表示與舉例ZLQ20－10，3×120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。ZQF2－35，3×95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95mm2的電力電纜。ZR－VLV29－3，3×240＋1×120表示聚氯乙烯絕緣，鋼帶鎧裝，阻燃聚氯乙烯護(hù)套，電壓為3KV，三芯，截面積為240mm2、加一芯120mm2的電力電纜。YJLV22－3×120－10－300表示鋁芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚乙烯內(nèi)護(hù)套、雙層鋼帶鎧裝、聚氯乙烯外被層、三芯，截面積為120mm2、電壓為10KV、長(zhǎng)度為300m的電力電纜。1、代號(hào)含義第一位字母表示電纜類別（用途）。對(duì)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(hào)電纜;B─絕緣電線;R─絕緣軟線;Y─移動(dòng)式軟電纜;H─內(nèi)電話電纜。第二位字母表示絕緣材料（絕緣結(jié)構(gòu)）:Z-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(hào)含義第三位字母表示導(dǎo)體（電纜線芯）材料：1一銅芯〔不標(biāo)注）;l一鋁芯。C一鋼芯。第四位字母表示內(nèi)護(hù)層類型：Q一鉛包；I，一鋁包；V一聚氯乙烯；Y一聚乙烯；H一橡膠護(hù)套；F一氯丁橡膠護(hù)套。第五位字母表示結(jié)構(gòu)特征：D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(biāo)注。代號(hào)含義第六位為數(shù)字，表示愷裝層類型，從0一4標(biāo)記共五種：0一無；1一雙層細(xì)鋼絲；2一雙鋼；3一細(xì)鋼絲；4一粗鋼絲。第七位為數(shù)字，表示外被層類型，從0一4標(biāo)記共五種：0一無；2一無纖維外被；3一聚氯乙烯護(hù)套；4一無聚乙烯護(hù)套。阻燃電纜在代號(hào)前加ZR；耐火電纜在代號(hào)前加NH。代號(hào)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。第九位為數(shù)值，表示電纜截面面積，單位為mm2

。十位為數(shù)值，表示電纜長(zhǎng)度，單位為m。七、電纜維護(hù)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(gè)方面1.外力損傷很多電纜故障都是由于機(jī)械損傷引起的。電線電纜敷設(shè)安裝時(shí)不規(guī)范施工，容易造成機(jī)械損傷；在直埋電線電纜上搞土建施工也極易將運(yùn)行中的電線電纜損傷等。如果損傷不嚴(yán)重，要幾個(gè)月甚至幾年才會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷部位徹底擊穿形成故障，有時(shí)破壞嚴(yán)重的可能發(fā)生短路故障，直接影響用電。2.絕緣受潮一般發(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(huì)使接頭進(jìn)水或混入水蒸氣，時(shí)間久了在電場(chǎng)作用下形成水樹枝，水樹枝發(fā)展到一定程度就會(huì)在尖端引發(fā)電樹枝，并在較短時(shí)間內(nèi)造成電纜絕緣擊穿而造成故障。3.長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，負(fù)載電流通過電纜時(shí)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱，使電纜溫度升高。長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，過高的溫度會(huì)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(xué)腐蝕電纜直接埋在有酸堿作用的地區(qū)，往往會(huì)造成電纜的鎧裝、鉛皮或外護(hù)層被腐蝕，保護(hù)層因長(zhǎng)