第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)

第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)2023/12/27第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)一、電線電纜的分類與結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述電線電纜——用以傳輸電能、信息或?qū)崿F(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。裸導體——沒有絕緣層的導體，其中包括銅、鋁、鋼等各種金屬和復合金屬圓單線、各種結(jié)構(gòu)的架空輸電線用的絞線、軟接線、型線材等。（一）裸導體第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)裸絞線（銅絞線TJ、鋁絞線LJ、鋼芯鋁絞線LGJ等）主要用于架空線路。架空線路是用桿塔、絕緣子將導線架設(shè)于地面上的電力線路。架空線路的特點是投資省，易維護，但不美觀、占空間，受氣候條件和周圍環(huán)境影響大，安全性可靠性不高。裸型線材屬于硬導體，其截面形狀有管型、矩形及其他異形。配電裝置中的匯流母線就是采用的硬導體，利用支柱絕緣子或絕緣夾具固定并對地絕緣。接地系統(tǒng)與等電位聯(lián)結(jié)導體也多采用裸導體（鋼、銅、銅覆鋼等）。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（二）電力電纜電纜——具有外護層并且可能有填充、絕緣和保護材料的一個或多個導體（銅、鋁或鋁合金）的組合體。用以傳輸和分配電能的電纜產(chǎn)品稱為電力電纜。橡膠聚氯乙稀交聯(lián)聚乙烯礦物絕緣幾根（單根）絞繞的絕緣導體6kV級及以上電纜采用使導體與導體間及導體與保護層之間相互絕緣導體:屏蔽層:絕緣層:結(jié)構(gòu)包覆層增加電纜絕緣的耐壓作用，并且防水、防潮鎧裝層:外被層:內(nèi)護層:外護層防止受到外界的機械力作用保護鎧裝層、防腐2.電力電纜的結(jié)構(gòu)1.電力電纜的應(yīng)用廣泛鋁合金電纜第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)3.預分支電纜預分支電纜——電纜生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)主干電纜時按用戶設(shè)計圖紙預制分支線的電纜，是近年來的一項新技術(shù)產(chǎn)品。預分支電纜適用于低壓配電系統(tǒng)采用樹干式接線、分支部位有規(guī)律分布且固定不變的場合，如用于高層民用建筑電氣豎井的垂直配電干線、隧道、機場、橋梁、公路等照明配電干線等。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（三）絕緣電線絕緣電線——導體及其絕緣層、屏蔽層（如具有時）的組合體。具有護套層的絕緣電線稱為護套絕緣電線。絕緣電線大量應(yīng)用于低壓配電線路及接至用電設(shè)備的末端線路。（四）封閉母線（母線槽）高壓系統(tǒng)應(yīng)用的封閉母線——用金屬外殼將導體連同絕緣等封閉起來的組合體。封閉母線包括離相封閉母線、共箱（含共箱隔相）封閉母線和電纜母線，廣泛用于發(fā)電機出線、變壓器出線、高壓開關(guān)柜母線聯(lián)絡(luò)及其他輸配電回路。低壓配電系統(tǒng)常用的封閉式母線干線，其結(jié)構(gòu)是三相四線制母線封閉在走線槽或類似的殼體內(nèi)，并由絕緣材料支撐或隔開，故又稱為母線槽。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)母線槽按絕緣方式分有：密集絕緣母線槽——將裸母線用絕緣材料覆蓋后，緊貼通道殼體放置，有較好的熱傳導和動穩(wěn)定性，大電流母線槽推薦首選密集絕緣式；空氣絕緣母線槽——將裸母線用絕緣襯墊支承在殼體內(nèi)，靠空氣介質(zhì)絕緣，價格低廉，絕緣不易老化，但散熱性能不如密集絕緣好，阻抗較大；空氣附加絕緣母線槽——將裸母線用絕緣材料覆蓋后，再用絕緣墊塊支撐在殼體內(nèi)的母線槽，類同于但優(yōu)于空氣絕緣母線槽。母線槽按功能分有：饋電式母線槽——用來將電能直接從供電電源處傳輸?shù)脚潆娭行牡哪妇€槽，常用于發(fā)電機或變壓器與開關(guān)柜的連接線路，或者開關(guān)柜之間的連接線路；插接式母線槽——用來傳輸電能并可引出配電分支線路的母線槽；滑接式母線槽——用于移動設(shè)備的供電。

低壓配電系統(tǒng)第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)二、電線電纜的絕緣材料及護套（一）普通電線電纜普通電線電纜所用的絕緣材料一般有聚氯乙烯（PVC）、交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、橡膠等。聚氯乙烯絕緣電線、電纜主要用于1kV及以下低壓線路。交聯(lián)聚乙烯絕緣電線、電纜，介質(zhì)損耗低，性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，外徑小、重量輕、載流量大（耐熱性能優(yōu)于聚氯乙烯）、敷設(shè)方便，因而應(yīng)用廣泛。橡皮絕緣電纜彎曲性能較好，能夠在嚴寒氣候下敷設(shè)，特別適用于水平高差大和垂直敷設(shè)的場合。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（二）阻燃電線電纜電線電纜的阻燃性——在規(guī)定試驗條件下，試樣被燃燒，在撤去火源后，火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，且殘焰和殘灼能在限定時間內(nèi)能自行熄滅的特性。阻燃電線電纜的阻燃等級從高到低分為A、B、C、D四級?？筛鶕?jù)要求選擇，其中D級標準僅適用于絕緣電線。阻燃電纜燃燒時煙氣特性可分為一般阻燃型、低煙低鹵阻燃型、無鹵阻燃型三類。（三）耐火電線電纜電線電纜的耐火性——在規(guī)定試驗條件下，試樣在火焰中被燃燒一定時間內(nèi)能保持正常運行的性能。耐火電纜按絕緣材質(zhì)可分為有機型和無機型兩種。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)一、一個集中負荷線路的電壓損失第二節(jié)線路電壓損失計算配電線路的電壓損失——配電線路始端電壓與末端電壓的代數(shù)差值。為簡化計算，忽略線路分布電容形成的電納，并假設(shè)各相電抗相等。每相電壓損失：△Uph＝UA-UB第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)線電壓損失：

△U電壓損失的百分值：二、帶多個集中負荷線路的電壓損失總的電壓損失

第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)若以各負載功率來計算，則若線路全長采用同一截面,則可以證明，帶有均勻分布負荷的三相線路，在計算其電壓損失時，可將其分布負荷集中于分布線段的中點，按集中負荷來計算。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)一、導體截面選擇條件第三節(jié)電線電纜導體截面選擇1.發(fā)熱條件（允許溫升條件）2.電壓損失條件3.短路熱穩(wěn)定條件對絕緣電線、電纜和母線，4.經(jīng)濟電流條件所謂經(jīng)濟電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運行費用綜合經(jīng)濟的原則確定的工作電流（范圍）。5.機械強度條件低壓電線電纜導體截面還應(yīng)滿足過負荷保護配合的要求；TN系統(tǒng)中導體截面大小還應(yīng)保證間接接觸防護電器能可靠斷開電路（見第八章）。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)二、按發(fā)熱條件選擇電線電纜導體截面按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應(yīng)使其允許載流量Ial大于通過相線的計算電流Ic，即Ial＞Ic。所謂導線和電纜的允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)態(tài)溫度超過允許值的最大電流。按發(fā)熱條件選擇導線所用的計算電流Ic，對配電變壓器高壓側(cè)的導線，取為變壓器額定一次電流I1r.T。對電容器的引入線，取為電容器額定電流Ir.C的1.35倍。影響導線和電纜的允許載流量的主要因素：導線和電纜的導體材料與絕緣材料導線和電纜的環(huán)境溫度導線和電纜的敷設(shè)方式導線和電纜的并列根數(shù)第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)三、按短路熱穩(wěn)定條件選擇電線電纜導體截面1.高壓絕緣導線和電纜的短路熱穩(wěn)定條件等效條件式中或K——導體的熱穩(wěn)定系數(shù)，取決于導體的物理特性，如電阻率、導熱能力、熱容量以及絕緣材料的耐熱特性。短路點選取：絕緣導線和電纜線路中間分支或接頭處。保護動作時間：對電動機等饋線的電纜，取主保護動作時間。當主保護有死區(qū)時，應(yīng)取對該死區(qū)起作用的后備保護動作時間，并應(yīng)采用相應(yīng)的短路電流值計算。對其他電纜，宜取后備保護動作時間，并應(yīng)采用相應(yīng)的短路電流值計算。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)2.低壓絕緣電線和電纜的短路熱穩(wěn)定條件1）當短路持續(xù)時間大于0.1s但不大于5s時，滿足短路熱穩(wěn)定的等效條件是：2）當短路持續(xù)時間小于0.1s時，滿足短路熱穩(wěn)定的等效條件是：K2S2≥I2t

低壓短路電流交流分量有效值（A）短路電流持續(xù)時間（s）。根據(jù)低壓保護電器的動作特性確定該值從低壓保護電器的技術(shù)數(shù)據(jù)中查找第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)例7-1某用戶10/0.38kV變電所計算負荷為，距離上級地區(qū)變電所3km，擬采用YJV22-8.7/10型3芯電纜直埋敷設(shè)供電。已知用戶變電所10kV母線處三相短路電流為，高壓進線過電流保護動作時間為0.8s，斷路器全開斷時間0.1s。線路全長允許電壓損失為5％。試選擇該用戶高壓進線電纜截面。解：（1）先按短路熱穩(wěn)定條件選擇電纜導體截面初選高壓電纜截面為120mm2。（2）按發(fā)熱條件進行校驗滿足發(fā)熱條件第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（3）按電壓損失條件進行校驗滿足電壓損失要求第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)例7-2某220/380V的TN-C線路全長150m，距線路首端100m處接有一個集中負荷，最大負荷為50kW＋j40kvar。線路末端接有一個集中負荷，最大負荷為60kW＋j50kvar。線路采用YJV22-0.6/1型四芯等截面銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜穿管埋地敷設(shè)，環(huán)境溫度為20℃，允許電壓損失為5％。已知線路分支處三相短路電流為10kA，線路首端安裝的低壓斷路器短延時過流脫扣器動作時間為0.2s。試選擇電纜截面。解：（1）先按發(fā)熱條件選擇電纜截面查附錄表40，得

150mm2截面的電纜載流量選擇YJV22-0.6/1-4×150型電纜。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（2）按電壓損失條件進行校驗滿足電壓損失要求（3）按短路熱穩(wěn)定條件進行校驗滿足熱穩(wěn)定要求第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)四、先按電壓損失條件選擇電線電纜導體截面當先按電壓損失條件選擇電線電纜截面時，由于導體截面未知，故有兩個未知數(shù)，即導線單位長度的電阻和電抗?？上燃俣ㄒ粋€單位長度的電抗值x,然后再進行選擇計算。式中是導線材料電阻率的計算值，銅取18.8，單位Ω·m×10－9。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)例7-3設(shè)有一回10kVLJ型架空線路向兩個負荷點供電，線路長度和負荷情況如圖7-4所示。已知架空線路線間幾何均距為1m，空氣中最高溫度為40℃，允許電壓損失＝5，試選擇導線截面。解（1）先按電壓損失條件選擇導線截面≤5r≤0.564Ω/kmS≥＝mm2＝56.2mm2選取LJ-70導線第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)查附錄表13可得：r＝0.46Ω/km，x＝0.344Ω/km。將參數(shù)代入得

＝4.252≤5可見，LJ-70導線滿足電壓損失要求。（2）按發(fā)熱條件進行校驗=114A查附錄表44，得LJ-70導線在40℃條件下載流量為215A，大于導線最大負荷電流，滿足發(fā)熱條件。（3）校驗機械強度查附錄表31，LJ-70導線滿足機械強度要求。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)五、按經(jīng)濟電流條件選擇電纜導體截面電纜線路總費用與導體截面的關(guān)系曲線

Sec=Ic/jec經(jīng)濟截面電纜線路的經(jīng)濟電流密度，A/mm2。可查設(shè)計手冊或相關(guān)技術(shù)規(guī)定。電纜線路電能損耗費用電纜線路初始投資電纜線路經(jīng)濟壽命期內(nèi)的總費用算出Sec后，應(yīng)選最接近的標準截面（可取較小的標準截面）。經(jīng)濟截面選擇范圍第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)六、低壓配電系統(tǒng)中性導體、保護導體、保護中性導體截面的選擇1.中性導體（N導體）截面的選擇序號線路類型選擇條件1單相兩線制線路2三相四線制線路3存在高次諧波的三相線路1）相導體截面不大于16mm2(銅)，中性導體（N）應(yīng)和相導體具有相同截面中性導體（N）應(yīng)和相導體具有相同截面2）相導體截面大于16mm2(銅)，且滿足以下全部條件，中性導體截面可以小于相導體截面，但不應(yīng)小于相導體截面的50％且不應(yīng)小于16mm2：a.在正常工作時，中性導體導體預期最大電流（如有諧波電流應(yīng)包括在內(nèi)）不大于減少了的中性導體導體截面的允許載流量b.已按規(guī)定進行了過電流保護1）當3次諧波電流小于33％時，可按相導體電流選擇導體截面，但計算電流應(yīng)除以表7-1中的校正系數(shù)（即導體載流量降低系數(shù)）；2）當3次諧波電流超過33％時，它引起的中性導體電流超過基波的相電流。此時，應(yīng)按中性導體電流選擇截面，計算電流同樣除以表7-1中的校正系數(shù)第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)表7-14芯和5芯電纜存在高次諧波的校正系數(shù)相導體電流中三次諧波含量（%）校正系數(shù)按相導體電流選擇截面按中性導體電流選擇截面0～1515～3333～45>451.000.86————0.861.00注：1.三次諧波含量（%）是指相導體中三次諧波電流（有效值）相對于相導體基波電流（有效值）的百分值。2.表中數(shù)據(jù)適用于中性導體與相導體等截面的4芯或5芯電纜及穿管絕緣電線，以3芯電纜或3根電線穿管的載流量為基礎(chǔ)，把整個回路的導體視為一綜合發(fā)熱體考慮。三次諧波含量第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)例7-4設(shè)有一條三相四線制線路，三相負荷平衡，相導體基波電流為60A。當線路中含有10％、20%、40%、50％三次諧波時，試確定中性導體和相導體載流量的最低要求。解：1）當線路中含有10％三次諧波時

可按相導體電流選擇導體截面由于中性導體電流不大，可以認為中性導體的發(fā)熱不致導體載流量下降，計算電流的校正系數(shù)可取1，即中性導體和相導體載流量只需大于60.3A即可。2）當線路中含有20％三次諧波時，可按相導體電流選擇導體截面由于中性導體電流較大，中性導體的發(fā)熱會導致相導體載流量下降，須采用0.86校正系數(shù)，即計算電流為61.2A/0.86=71.2A，中性導體和相導體載流量須大于71.2A。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)3）當線路中含有40％三次諧波時，應(yīng)按中性導體電流選擇導體截面由于相導體電流較大，相導體的發(fā)熱會導致中性導體載流量下降，須采用0.86校正系數(shù)，即計算電流為72A/0.86=83.7A，中性導體和相導體載流量須大于83.7A。4）當線路中含有50％三次諧波時，應(yīng)按中性導體電流選擇導體截面考慮到三個相導體處于低負荷狀態(tài)，三相導體的發(fā)熱量減少，抵消了中性導體產(chǎn)生的熱。因此，計算電流的校正系數(shù)可取1。中性導體和相導體載流量只需大于90A即可。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)2.保護導體（PE導體）截面的選擇（1）保護導體截面要滿足線路發(fā)生單相短路故障時的單相短路熱穩(wěn)定性和保護靈敏度的要求。可按表7-2選擇。表7-2保護導體（PE導體）截面選擇相導體截面S（mm2）S≤1616＜S≤35S＞35PE導體截面（mm2）S16S/2（2）電纜芯線以外的保護導體或與相導體不在同一外護物之內(nèi)的保護導體，其截面不應(yīng)小于：有機械保護時，2.5mm2（銅）；無機械保護時，4mm2（銅）。（3）當兩個或更多個回路共用一個保護導體時，對應(yīng)于回路中的最大相導體截面，按表7-2選擇。3.保護接地中性導體（PEN導體）截面的選擇同時滿足上述N導體和PE導體的要求，取其大者。且（1）采用多芯電纜的干線，其PEN導體截面不應(yīng)小于4mm2。（2）配電干線采用單芯電纜作PEN導體和電氣裝置中固定敷設(shè)的PEN導體，截面不應(yīng)小于10mm2（銅導體）。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)一、裸母線截面選擇第四節(jié)硬母線選擇（一）按發(fā)熱條件選擇母線截面按環(huán)境條件確定的母線載流量不應(yīng)小于母線的計算電流。一般，高壓開關(guān)柜內(nèi)主母線的載流量宜與進線斷路器額定電流相當；變壓器低壓側(cè)與低壓開關(guān)柜主母線的載流量應(yīng)考慮變壓器的過載系數(shù)（一般取1.2～1.3），但也不宜大于變壓器低壓側(cè)額定電流的1.5倍。變壓器低壓側(cè)與低壓開關(guān)柜內(nèi)的N母線、PE母線的截面不應(yīng)小于相母線截面的一半。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（二）按短路動、熱穩(wěn)定校驗截面（1）工廠成套的高低壓開關(guān)柜內(nèi)母線的短路動、熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€的額定峰值耐受電流安裝地點的的最大三相短路電流峰值母線的額定短時耐受電流短路電流熱效應(yīng)，見第四章第四節(jié)（2）現(xiàn)場安裝的高低壓配電母線的短路熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€截面（mm2）母線熱穩(wěn)定系數(shù)短路動穩(wěn)定條件為短路熱穩(wěn)定條件為第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)（3）現(xiàn)場安裝的高低壓配電母線的短路動穩(wěn)定校驗短路動穩(wěn)定條件為母線最大允許應(yīng)力，Pa短路電流作用于母線的計算應(yīng)力矩形截面導體的形狀系數(shù)相鄰母線中心間距，m母線截面系數(shù)，m3

母線豎放時，母線平放時，第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)二、封閉母線（母線槽）選擇1.額定電壓選擇封閉母線（母線槽）的額定電壓不應(yīng)小于系統(tǒng)的標稱電壓。2.額定電流選擇封閉母線（母線槽）的額定電流不應(yīng)小于線路的計算電流。3.封閉母線（母線槽）的動、熱穩(wěn)定性校驗4.電壓損失校驗對較長距離的封閉母線（母線槽）還應(yīng)校驗其電壓損失是否滿足要求。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)一、概述第五節(jié)線路敷設(shè)配電線路——用于供配電系統(tǒng)兩點之間配電的由一根或多根絕緣導體、電纜、母線及其固定部分構(gòu)成的組合。建筑物電氣裝置中的配電線路又稱為布線系統(tǒng)。配電線路的敷設(shè)應(yīng)符合場所的環(huán)境特征、建筑物和構(gòu)筑物的特征、人與布線之間可接近的程度、能承受短路可能出現(xiàn)的機電應(yīng)力、能承受安裝期間或運行中布線可能遭受的其他應(yīng)力和導線的自重等條件。配電線路的敷設(shè)，應(yīng)避免因環(huán)境溫度、外部熱源、浸水、灰塵聚集及腐蝕性或污染物質(zhì)等外部環(huán)境影響帶來的損害，并應(yīng)防止在敷設(shè)和使用過程中因受撞擊、振動、電線或電纜自重和建筑物的變形等各種機械應(yīng)力作用而帶來的損害。為保證線路運行安全和防火、阻燃要求，布線用塑料導管、槽盒及附件必須選用非火焰蔓延類制品。第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)二、絕緣導線布線序號布線方式適用場合1直敷布線

直敷布線宜用于正常環(huán)境室內(nèi)場所和挑檐下的室外場所建筑物頂棚內(nèi)，嚴禁采用直敷布線2線夾、絕緣子布線瓷（塑料）線夾布線宜用于正常環(huán)境的室內(nèi)場所和挑檐下室外場所。鼓形絕緣子和針式絕緣子布線宜用于室內(nèi)、外場所在建筑物頂棚內(nèi)，嚴禁采用瓷（塑料）線夾、鼓形絕緣子和針式絕緣子布線3金屬導管、金屬槽盒布線金屬導管、金屬槽盒布線宜用于室內(nèi)、外場所，但對金屬導管、金屬槽盒有嚴重腐蝕的場所不宜采用建筑物頂棚內(nèi)，宜采用金屬導管布線、帶蓋封閉金屬槽盒4可撓金屬電線保護管布線可撓金屬電線保護套管布線宜用于室內(nèi)、外場所，但在易受機械損傷的場所不宜采用明敷設(shè)建筑物頂棚內(nèi)，可采用可撓金屬電線保護套管布線5地面內(nèi)暗裝金屬槽盒布線地面內(nèi)暗裝金屬槽盒布線宜用于正常環(huán)境下大空間且隔斷變化多、用電設(shè)備移動性大或敷有多種功能線路的場所，暗敷于現(xiàn)澆混凝土地面、樓板或樓板墊層內(nèi)6塑料導管、塑料槽盒布線塑料導管、塑料槽盒布線宜用于室內(nèi)場所和有酸堿腐蝕性介質(zhì)的場所，但在高溫和易受機械損傷的場所不宜采用明敷設(shè)第七章電線電纜的選擇與敷設(shè)三、電力電纜布線序號布線方式適用場合1電纜埋地敷設(shè)當沿同一路徑敷設(shè)的室外電纜根數(shù)為6根及以下且