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1、电 缆 基 础 知 识 2015.1.28,主要内容,认识电缆 电缆分类 电缆的结构和参数 电缆的选型要求及载流量计算 电缆敷设方式及敷设要点 电缆的型号的含义,一、认识电缆,由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。,常见电缆的外观,二、电缆的分类,纸绝缘电缆 1）统包型 2）分相铅包型 3）充油电缆 聚氯乙烯电缆（PVC） 交联聚乙烯电缆（XLPE）（现场使用广泛） 特种电缆 超导电缆,三、电缆的结构和参数,构成电缆的三要素： 导体 绝缘 保护层,聚乙烯电缆结构,聚乙烯电缆的结构,聚乙烯电缆结构,1、导体,导体材料：铜、铝、锡、银、金等，其中最常
2、见的导体材质是铜。铜电阻系数约为0.0184 横截面积 我国规定的线芯截面（mm2）规格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20种规格,成本（一次、使用周期）,使用性 （内阻、载流、塑性、机械强度）,线芯数量与形状：单芯、两芯、三芯、四芯、五芯等五种，并根据线芯的数量，将导线压成圆形、半圆形、扇形等形状；小截面实芯（即独股），大截面多股,1KV以下,尖端效应,各种芯线类型,电缆紧压原因 6KV 低压：节约成本 中高压：均化电场 （场强很大） 缺点 电导率 电阻耗,2.绝缘层,从1 kV到220 k
3、V的各种电力电缆中，交联聚乙烯（XLPE）是当前应用最广的一种绝缘材料。 交联聚乙烯:通过化学或物理方法将聚乙烯分子链间相互交联。最高运行温度可达90，短路时导电线芯 允许的最高温度可达250。极大地提高了电缆的安全载流量和短路容量。其最高工作电压达500kV 特点：结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高。,绝缘层,油浸纸绝缘：怕水,需金属防水层,500kV及以上超高压 充油电缆使用。 聚乙烯绝缘：熔融温度低(70),最高工作电压达500kV 聚氯乙烯绝缘 橡胶绝缘,3、保护层,作用: 保护电缆免受外界物质的侵入和防止外力损伤。 组成: 内衬层（或内护套）、铠装层
4、和外护套 材料: 与电缆的绝缘种类、运行电压、使用环境有关. 如：埋在地下的电缆需要铠装，敷设在海底的电缆需要钢丝铠装，而敷设在隧道、排管、电缆沟内的电缆又可以不要铠装；外护套是用来保护铠装层或内护套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的场所也可做成阻燃型。,聚乙烯电缆结构,四、电缆的选用,电线、电缆应按低压配电系统的额定电压，电力负荷，敷设环境及与附近电气装置、设施之间能否产生有害的电磁感应等要求，选择合适的型号和截面。,1. 类型选择,用途：电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等 铺设条件：塑料绝缘、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、 防腐电缆等 安全性：不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火
5、 电缆等,2、电缆截面积选择及载流量计算,1）导线截面的选择 A、长期工作允许电流 B、机械强度 C、线路电压损失在允许范围内 D、经济电流密度,A、根据长期工作允许电流选择导线截面,由于导线存在电阻，当电流通过导线电阻时会发热，如果导线发热超过一定限度时，其绝缘物会老化损坏甚至发生电火灾。 根据导线敷设方式不同、环境温度不同，导线允许的载流量也不同。通常把允许通过的最大电流值称为安全载流量。,B、根据机械强度选择导线截面,导线安装后和运行中，要受到外力的影响。导线本身自重和不同的敷设方式使导线受到不同的张力，如果导线不能承受张力作用，会造成断线事故。在选择导线时必须考虑导线截面。,C、根据电
6、压损失选择导线截面,按允许的电压损失计算绞线截面的公式为 这个公式相对复杂一点，Un是线压降，U是电压损失百分数是导电系数，L是长度，P是功率。,将铝导线的系数带入后，会得出下边公式，如果是铜导线，那么前边的数字就是83. 这就是根据电压损失计算截面积的方法。,举例,低压动力线因负荷电流较大，故一般按发热条件考虑截面，然后验算其电压损失和机械强度。 低压照明线因对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度,举例,10KV以下通常按发热条件，而35KV以上高压线路，一般先按经济电流密度选择截面，再验算发热条件和允许电压损失。 高压架空线路还应考虑机械强度。,负荷电
7、流的估算,可以从设备的说明书、铭牌上得到额定电流、最大电流等参数。 当仅知道负荷大致功率时，可用口诀“单相4.5，电机加倍，三相加半”来估算电流。 功率为1KW的负荷，单相时，电流为1000/2204.5（A） 三相时，每相的电流为1000/380/1.7321.5（A） 当负荷为三相电机时，因启动电流大，运行时间长、功率系数低， 电流每KW取为2A。,载流量计算,导线截流量可按以下口诀粗略估算： “10下五，100上二；25、35四、三界；70、95两倍半；穿管温度八、九折；铜线升级算；裸线加一半。” 铝导线截面积10mm2，许用电流约5A/mm2；100mm2时, 2A/mm2；10mm2
8、 25mm2，4A/mm2 ；35mm2 70mm2时，3A/mm2 ；70mm2、95mm2，2.5A/mm2； 如穿管敷设，应打8折；如环境温度超过35C，应打9折，铜导线的许用电流大约与较大一线铝导线的许用电流相等，裸导线许用电流可提高50% 。 注：铜线的载流量是同线径铝线的1.29倍。,导线截流量也可通过载流量表查询,各种工具书、规范等均附有电缆载流量表,五、电缆线路敷设,电力电缆常用敷设方式： 1）直埋式敷设 2）砖砌电缆沟敷设 3）隧道电缆敷设 4）非开挖式电缆敷设,1、直埋式敷设,直埋式铺设是被广泛使用的敷设方式，投资较少。但由于安全性问题，需进行多项保护措施。,1、直埋敷设方
9、式一般用于少量、临时性或不十分重要线路的敷设。直埋电缆沟的挖设，一般深度为80cm，宽度为1根电缆4050cm，2根电缆60cm，电缆条数增加按比例放宽。 2、电缆敷设后现在上覆盖10cm细土或砂，再盖上电缆保护板，覆土后应在相关位置埋设电缆标桩。,保护措施,（1）机械损伤：加电缆导管； （2）化学作用：换土并隔离（加陶瓷管）； （3）地下电流：加套陶瓷管或采取屏蔽； （4）振动：用地下水泥桩固定； （5）热影响：用隔热耐腐材料隔离； （6）腐殖物质：采取换土或隔离； （7）虫鼠危害：加保护管等,2、砖砌电缆沟敷设,电缆沟一般由砖砌成，沟顶部和地面齐平的地方可用钢筋混凝土盖板(或钢板)盖住，电
10、缆可直接放在沟底或用电缆支架承托。为保持电缆沟干燥，应适当采取防止地下水流入沟内的措施，还应在沟内设置适当数量的积水坑。 电缆在沟内宜保持下面图表所列的最小允许距离。 沟的全长应装设连续的接地线，接地线两头与接地极相连。,允许的最小距离,优点,投资相对较少 占地少 走向灵活且能容纳较多的电缆 便于敷设 便于故障电缆更换 便于电缆扩容 便于电缆事故查找及定点等,缺点,沟内空间小检修维护不便 容易积水 需大力要做好防火防爆措施等,3、隧道电缆敷设,优点： 可敷设回路数多， 易于巡检 缺点： 造价高,4、非开挖方式电缆敷设,电缆桥架敷设（应用广泛）,配管敷设（电缆数量少、敷设距离短）,六、电缆型号的
11、含义,电缆的结构，使用场合和某些特征。 型号由类别、导体、绝缘、内护层、派生部分等组成， 其代号用汉语拼音和阿拉伯数字组成。 汉语拼音表示电缆的用途、绝缘材料、线芯数目及特征； 数字表示铠装层类别和外护层类型,电缆型号框图示意,电缆型号的规范表示与举例,ZLQ2010，3120表示铝芯、纸绝缘、铅包、裸钢带铠装、额定工作电压10KV、三芯、截面积为120mm2 的电力电缆。 ZQF235，395表示铜芯，纸绝缘，分相铅包，钢带铠装，额定电压35KV，三芯，截面积为95 mm2的电力电缆。 ZRVLV293，32401120表示聚氯乙烯绝缘，钢带铠装，阻燃聚氯乙烯护套，电压为3KV，三芯，截面积
12、为240 mm2、加一芯120 mm2的电力电缆。 YJLV22312010300表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、聚乙烯内护套、双层钢带铠装、聚氯乙烯外被层、三芯，截面积为120 mm2、电压为10KV、长度为300m的电力电缆。,1、代号含义,第一位字母表示电缆类别（用途）。 对于电力电缆可以省略。其它电缆类别的表示方法为: K控制电缆;P信号电缆; B绝缘电线;R绝缘软线;Y移动式软电缆;H内电话电缆。 第二位字母表示绝缘材料（绝缘结构）: Z- 纸绝缘；V 一聚氧乙烯绝缘；Y 一聚乙烯绝缘；YJ 一交联聚氯乙烯。,代号含义,第三位字母表示导体（电缆线芯）材料： 1 一铜芯 不标注）; l 一铝
13、芯。C 一钢芯。 第四位字母表示内护层类型： Q 一铅包；I ，一铝包；V 一聚氯乙烯；Y 一聚乙烯；H 一橡胶护套；F 一氯丁橡胶护套。 第五位字母表示结构特征： D 一不滴流，F 一分相一滤尘用；CY 一充油；Pes 贫油干绝缘2 一直流；无特征不标注。,代号含义,第六位为数字，表示恺装层类型， 从0一4 标记共五种：0 一无；1 一双层细钢丝；2 一双钢；3 一细钢丝；4 一粗钢丝。 第七位为数字，表示外被层类型， 从0一4 标记共五种：0 一无；2 一无纤维外被；3 一聚氯乙烯护套；4 一无聚乙烯护套。阻燃电缆在代号前加ZR ；耐火电缆在代号前加NH 。,代号含义,第八位为数值，表示电
14、缆线芯数目： 1 一单芯（可不表示，省略）; 2 一两芯； 3 一三芯； 4 一四芯； 5 一五芯。 第九位为数值，表示电缆截面面积，单位为mm2 。 十位为数值，表示电缆长度，单位为m 。,七、电缆维护,电线电缆老化故障的最直接原因是绝缘降低 而被击穿。导敏绝缘降低的因素有多个方面,1.外力损伤,很多电缆故障都是由于机械损伤引起的。 电线电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤； 在直埋电线电缆上搞土建施工也极易将运行中的电线电缆损伤等。 如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，有时破坏严重的可能发生短路故障，直接影响用电。,2.绝缘受潮,一般发生在直埋或排管里的
15、电线电缆接头处。比如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久了在电场作用下形成水树枝，水树枝发展到一定程度就会在尖端引发电树枝，并在较短时间内造成电缆绝缘击穿而造成故障。,3.长期过负荷运行,超负荷运行时，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时会导致导体发热，使电缆温度升高。 长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿,4.化学腐蚀,电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电线电缆故障,5、电缆接头故障,电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电线电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故,6、环境和温度,电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至起火,正常检查内容,电缆外观检查：外防护层检查，重点检查电缆拐弯处、进出防护管及配电柜处。 电缆运行环境检查：检查电缆敷设环境有无腐蚀介质、金属尖锐物等。 电缆绝缘检查：送电前检查电缆绝缘电阻。,谢谢,
