電線電纜基本知識

電線電纜基本知識電線電纜基本知識電纜截面的選擇銅導線的連接導線連接處的絕緣處理簡介電線電纜是用以傳輸電力、傳遞信息和實現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換的一大類電工線材產(chǎn)品。電線電纜產(chǎn)品的種類有很多。它們總的用途有兩種一種是傳輸電流。傳輸電流類的電纜最主要控制的技術性能指標是導體電阻、耐壓性能。一種是傳輸信號

。傳輸信號類的電纜主要控制的技術性能指標是傳輸性能——特性阻抗、衰減及串音等。當然傳輸信號主要也靠電流、電磁波作載體?，F(xiàn)在隨著科技發(fā)展可以用光波作載體來傳輸。電線電纜分類裸電線：

裸電線是電線電纜中的一大類基本產(chǎn)品，如鋁絞線、鋼芯鋁絞線等，作架空用高壓輸電。其特點是僅有導體部分，沒有絕緣和護層結(jié)構。

電氣裝備用電線電纜：

電氣裝備用電線電纜是使用范圍最廣、品種最多的一類，是將電能直接傳送到各種用電設備、器具或電源連接線路用的電線電纜。各種電氣裝備內(nèi)部的安裝線以及電子工業(yè)儀表用線纜均屬于該類產(chǎn)品。電力電纜：

電力電纜是電力系統(tǒng)主網(wǎng)的主要元件。一般敷設在地下的廊道內(nèi)，其作用是傳送和分配電能。電力電纜主要用于城區(qū)、國防工程和電站等必須采用地下輸電部位。電力電纜主要有三大部分組成：導體、絕緣層、護套。電線電纜的主要結(jié)構

一般電纜最基本的結(jié)構有導體、絕緣層及外護層，根據(jù)要求再增加一此結(jié)構，如屏蔽層、內(nèi)護層或鎧裝層等，為了電纜有圓整性再輔加一些填充材料。導體是傳輸電流或信號的載體，其他結(jié)構都是作防護用。導體（或稱導電線芯）：其作用是傳導電流。有實芯和絞合之分。材料有銅、鋁、銀、銅包鋼、鋁包鋼等，主要用的是銅與鋁。銅的導電性能比鋁要好得多。銅導體的電阻率國家標準要求不小于0.017241Ω.mm2/m（20℃時），鋁導體的的電阻率要求不小于0.028264Ω.mm2/m（20℃時）。耐火層：只有耐火型電纜有此結(jié)構。其作用是在火災中電纜能經(jīng)受一定時間，給人們逃生時多一些用電的時間。現(xiàn)在使用的材料主要是云母帶?；馂闹校娎|會很快燃燒，因云母帶的云母片耐高溫，且又有絕緣作用，在火災中能保護導體運行一定時間。絕緣層：包覆在導體外，其作用是隔絕導體，承受相應的電壓，防止電流泄漏。絕緣材料有多種多樣，最主要的性能就是絕緣性能要好，其他的性能要求根據(jù)使用要求各有不同，有的要求介電系數(shù)要小，以減少損耗，有的要求有阻燃性能或能耐高溫，有的要求電纜在燃燒時不會或少產(chǎn)生濃煙或有害氣體，有的要求能耐油、耐腐蝕，有的則要求柔軟等。屏蔽層：在絕緣層外，外護層內(nèi)，作用是限制電場和電磁干擾。對于不同類型的電纜，屏蔽材料也不一樣，主要有：銅絲編織、銅絲纏繞、鋁絲（鋁合金絲）編織、銅帶、鋁箔、鋁（鋼）塑帶、鋼帶等繞包或縱包等。填充層：填充的作用主要是讓電纜圓整、結(jié)構穩(wěn)定，有些電纜的填充物還起到阻水、耐火等作用。主要的材料有聚丙烯繩、玻璃纖維繩、石棉繩、橡皮等，種類很多，但有一個主要的性能要求是非吸濕性材料，當然還不能導電。內(nèi)護層：內(nèi)護層作用是保護絕緣線芯不被鎧裝層或屏蔽層損傷用。內(nèi)護層有擠包、繞包和縱包等幾種形式。對要求高的采用擠包形包形式，要求低的采用繞包或縱包形式?，F(xiàn)在繞包用的材料也多種多樣，如鋼帶鎧裝的內(nèi)護層，有采用PVC帶繞包的，也有采用聚丙烯帶繞包的。鎧裝層：鎧裝層作用是保護電纜不被外力損傷。最常見的是鋼帶鎧裝與鋼絲鎧裝，還有鋁帶鎧裝、不銹鋼帶鎧裝等。鋼帶鎧裝主要作用是抗壓用，鋼絲鎧裝主要是抗拉用。根據(jù)電纜的大小，鎧裝用的鋼帶厚度是不一樣的，這在各電纜標準中都有規(guī)定。外護層：在電纜最外層起保護作用的部件。主要有三種類：塑料類、橡皮類及金屬類。其中塑料類最常用的是聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料，還有根據(jù)電纜特性有阻燃型、低煙低鹵型、低煙無鹵型等。電纜截面的選擇

導線和電纜的截面選擇應考慮以下各項因素：

1、輸電的容量（有的習慣稱能帶的功率），輸電容量越大，導體截面積就需越大。容量最直接決定導線、電纜的導體截面積，這是首要因素。

2、輸電的距離，距離較遠，必須考慮線路的線損壓降，要求壓降小，就必須加大導體截面積。

3、電纜本身和結(jié)構：

1）導體的材質(zhì)，比如銅、鋁、鋁合金，實質(zhì)上就是導體的電阻。同樣的輸電容量銅導體截面積就可以小于鋁、鋁合金導體。

2）電纜的絕緣材質(zhì)，或者說絕緣的耐熱性，也即絕緣的允許長期工作溫度。同樣的輸電容量，耐溫度高的導體截面積可相對小一些。

3）電纜的結(jié)構

a、電纜是單芯還是多芯結(jié)構，即使是多芯結(jié)構，2芯、3芯、4芯、5芯、3+1芯、3+3芯、4+1芯的電纜彼此間載流量也存在差異，同樣的輸電容量，導體的截面積選擇也會不同。

b、電纜的金屬護層、鎧裝層也是影響電纜載流量的重要因素，也影響到導體截面積的選擇。

4、敷設方式

電纜的敷設方式和狀態(tài)，對電纜的載流量有很大的影響，必須引起高度的重視，否則就會影響到安全供電和電纜壽命。電纜敷設狀態(tài)對載流量的影響的根本因素有二：

一是感應電流增加了電纜的損耗并增加了電纜的發(fā)熱量；

二是關系到電纜的散熱，敷設狀態(tài)好，電纜散熱快，會增加載流量，那么導體截面積可以適當選小一些；相反，電纜不易散熱，增加了電纜的溫升，就會減小電纜的載流量，那么導體的截面積就必須加大。

總之，電纜的敷設方式和狀態(tài)必須認真考慮，對電纜導體截面積的選擇影響較大。

5、環(huán)境因素（環(huán)境溫度）

環(huán)境因素對電纜載流量的影響最大，比電纜本身和敷設狀態(tài)的影響更甚，最明顯的就是環(huán)境溫度和空氣流通性。環(huán)境溫度高，空氣流通性不好，電纜載流量就得降低，導體截面積就得加大；相反，環(huán)境溫度低，空氣流動性好，電纜載流量就高，導體截面積就可適當減小。如給電纜套一個塑料管，載流量將會降低15~20%，可見空氣流通的重要。

綜上所述，導線和電纜截面積的選擇應考慮的因素還是相對較多的，但對于電纜及其導體截面積的選擇，必須進行綜合考慮，才能做到科學合理。根據(jù)通過導體的電流電壓電流電阻三者之間的關系電壓電壓，也稱作電勢差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。

其大小等于單位正電荷因受電場力作用從A點移動到B點所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。

電流一般用符號“U”表示，國際單位制為伏特(V)，常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。

需要指出的是，“電壓”一詞一般只用于電路當中，“電勢差”和“電位差”則普遍應用于一切電現(xiàn)象當中。

電流我們知道，水能在管中流動，我們管它叫水流。同樣，電子也能在導線中流動，這種電子的流動就叫做電流。電流一般用符號“I”表示。水在流動中有高低之分，電在流動中也有強弱之別。

電流的大小用電流強度來表示。電流強度在數(shù)值上等于一秒鐘內(nèi)通過導線橫截面的電量的大小。通常所說的電流大小，就是指電流強度的大小。一般表示電流強度的單位是安培，簡稱安，用符號“A”表示。在有些電路中流過的電流很小，通常用毫安、微安來計量。

它們之間的換算關系是：

1安培=1000毫安（mA）

1毫安=1000微安（μA）

電阻電阻：水在管中流動時，并不是暢通無阻的，而是受著一定的阻力，阻止水的流通，這種阻力叫做水阻。同樣道理，電線內(nèi)通過電流時，電子在導線內(nèi)運動也受著一定的阻力，這種阻力叫做電阻。電阻用符號"R"表示，表示電阻大小的單位是歐姆，簡稱歐，用符號"Ω"表示。測量大電阻值可用千歐（KΩ）或兆歐（MΩ）。

它們之間的換算關系是：

1千歐（KΩ）=1000歐（Ω）

1兆歐（MΩ）=1，000，000歐（Ω）電壓電阻電流的關系

歐姆定律的簡述是：在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826提出的。

載流量：指一條電纜線路在輸送電能時所通過的電流量，在熱穩(wěn)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。為了保證電纜的使用壽命，運行中的導體電纜溫度應不超過規(guī)定的長期允許工作溫度：聚氯乙烯絕緣電纜為70℃，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為90℃。根據(jù)這一原則，在選擇電纜截面時，必須滿足下列條件：Imax≤I0式中：Imax——通過的最大連續(xù)負荷載流量I0——指定條件下的長期允許載流量導線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的，一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm2如：2.5mm2BVV銅導線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm2=20A，4mm2BVV銅導線安全載流量的推薦值4×8A/mm2=32A計算銅導線截面積利用銅導線的安全載流量的推薦值5~8A/mm2，計算出所選取銅導線截面積S的上下范圍：S=[I/（5~8）]=0.125I~0.2I（mm2）S-----銅導線截面積（mm2）I-----負載電流(A）根據(jù)負荷的功率物理學名詞，電流在單位時間內(nèi)做的功叫做電功率。是用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表示，它的單位是瓦特（Watt），簡稱"瓦"，符號是W。作為表示電流做功快慢的物理量，一個用電器功率的大小數(shù)值上等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能。如果在“t”（單位為s）這么長的時間內(nèi)消耗的電能“W”（單位為J），那么這個用電器的電功率就是P=W/t（定義式）電功率等于導體兩端電壓與通過導體電流的乘積（P=U·I）。對于純電阻電路，計算電功率還可以用公式P=I2

R和P=U2

/R。每個用電器都有一個正常工作的電壓值叫額定電壓，用電器在額定電壓下正常工作的功率叫做額定功率，用電器在實際電壓下工作的功率叫做實際功率。單相電設備首先根據(jù)功率、線路電壓計算出導線所需的電流大小，然后根據(jù)電流大小選擇電纜截面積，選擇的電纜額定載流量稍大于所需電流即可?？谒愕脑扴=P/1.7，P取千瓦單位。一般負載（也可以稱為用電器，如電燈、冰箱等等）分為兩種，一種是電阻性負載，一種是電感性負載。對于電阻性負載的計算公式：P=UI對于日光燈負載的計算公式：P=UIcosф，其中日光燈負載的功率因數(shù)cosф=0.5，不同電感性負載功率因數(shù)不同，統(tǒng)一計算家庭用電器時