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1、同心导体低压电力电缆吴锡奇摘要 阐述同芯式导体低压电力电缆设计的原理、结构及其截面要求和工艺要求。关键词 设计原理中性点接地短路电流电力电缆是在电力系统中传输或分配大功率电能的电缆。通常低压电力电缆产品结构设计时是没有同芯式导体的，由于未能很好地区分工程的具体情况和使用场所，在三相系统的输配电路中使用这种无同芯式导体(即无屏蔽特性)的塑料绝缘电力电缆会给工程设计、输配电网运行带来许多不足的问题，主要存在下列三个缺点：1、抗干扰性能差，当电缆本身输送的电流中含有高次谐波分量时，电缆会对其周围的电子设备产生电磁干扰；反之，外界的电磁干扰也会藕合到电缆芯线上，对与电缆相接的各种电气产生电磁干扰；2、
2、相一零短路阻抗大，使线路单相短路电流值降低，影响首端保护装置在单相短路时的灵敏度。特别要指出的是：在电源中性点直接接地的接零系统中，当电缆一相绝缘被击穿而发生的一相接地时，因其接地短路电流值很小，不足以使线路首端的过电流保护装置有效的动作，导致危及整个系统的电气设备和人身安全；3、沿高层建筑内敷设的电缆，因无屏蔽层，难免在强大雷电流的电磁效应作用下产生过压，而造成绝缘层的损坏或者被击穿。由于低压电力电缆本身结构存在问题，进而所引发的各种干扰和危害问题，日趋复杂和严重。在电站、电厂、高层建筑、遂道、地铁、计算机机房的电缆选型与运行敷设中不得不将问题加以重视，而具有屏蔽性能及中性线作用的同芯式导体
3、在这些场所显得更为重要和适用。 一、同芯式导体设计的原理能源部SDJ8-79：电力设备接地设计技术规范中规定：在中性点直接接地的低压电力网中，电力设备的外壳宜采用低压接零保护，即接零，又规定零线应在电源处接地。所谓零线，即与变压器或发电机直接接地的中性点连接的中性线，或在直流回路中的接地中性线。电力设备外壳与零线接连即为接零。保护接零的原理见图一，当电力设备发生相线碰壳故障时，短路电流Id的值较大，使熔断器RD(或自动开关)迅速动作，切断电源。Id-相线碰壳时短路故障电流Rc-重复接地电阻Ro-工作接地电阻RD-熔断器二、同芯式导体的截面要求SDJ26-89发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程
4、中规定：电力电缆金属屏蔽的有效截面，宜满足各种可能运行方式下(如中性点不直接接地系统中不同地点的两相接地短路)，该屏蔽层短路时温度最高不超过150C(聚氯乙烯外护层)或140C(聚乙烯外护层)的原则确定。SD28988进口135kV橡塑电缆技术规范中也规定：金属屏蔽层的有效截面应能在系统中发生接地故障(中性点接地系统为单相接地故障，中性点不接地为不同地点两相同时接地故障)，而有故障电流渡过金属屏蔽蔽层时，屏蔽层的温度不超过其内侧的采集合最高耐热温?quot;。在金属屏蔽中，短路电流，导电截面的大小要按电网系统的短路容量(Shortcirouitpower)和系统接地方式而定。如果系统中性点直接
5、接地，在金属屏蔽层中所引起的短路电流将与电缆导电线芯的相同，或导电线芯的一半，我国这样的系统主要是在低压供电系统中使用。如果系统不接地或通过阻抗接地(如北京标书要求：电力系统接地方式，中性点接地或经消弧线接地系统)，除出现少见的特殊短路情况(如双接地doubleearthfault)金属屏蔽中的短路电流将不会太大，在我国这样的情况是在中压供电系统出现。中压电缆的铜丝屏蔽或铜带屏蔽的截面也可以参照XLPE绝缘中压电缆屏蔽蔽层的要求，确定其截面分为16、25、35、50mm2四种，(系统不直接接地)可根据故障电流容量选用。三、同芯式导体结构、工艺要求金属屏蔽主要是起电屏蔽作用，在电路故障短路时也起
6、到导电线短路电流的重要作用，一般金属屏蔽可由12层铜带、铜丝编织或铜线疏绕同芯等组成，疏绕铜线的间距不得大于4mm，并要有一反向绕包的铜带作为接触扎线，把铜线疏绕层在电气连成一体。国内电线电缆产品中，没有或很小采用同芯式导体的结构形式，国外一些发达国家都在致力于这方面的研究，并付诸实施。在英国标准中，BS455392供电用铜芯聚乙烯绝缘分股同芯电缆，规定同芯层可作为中性导体和接地导体，是符合BS4109规定的无镀层退火铜线来制造，并规定每个规格电缆中的铜丝数目和直径、电阻率同芯层的应采用右向绕包，绕包节距和线的根数应使之最小覆盖率达到90%，在同芯层外面应紧接重叠绕包不吸潮的包扎带。德国标准D
7、IN5727183中的NYCY型采用同芯层导体可作为中性线，接地线或零线使用，它同时又可以作屏蔽线使用。也规定了无镀层退火铜线的根数和直径、电阻率。与同类型的电缆相比，具有结构紧凑、外形圆整，可节约护套电缆料10%左右，因此根据上结构特点、截面积的要求和使用设备及生产工艺制订了低电力电缆同芯式导体的结构设计原则。1、为了便于生产和管理，应尽量统一同芯导体的线径。2、根据生产设备，在保证均匀分分布在绞合的绝缘芯绕包层上，其间距不大于4mm的情况下规定最小线径，同芯导体的根数越少越好。3、为了保证同芯导体的均匀，且不致相对的滑动，又保证护套挤出后，电缆外观圆整。采用分层的无纺布或PVC绕包的方法，
8、即绝缘芯成缆包带同芯导体绞合螺旋形铜带绕无纺布带重叠绕包。4、其结构形成有三种，对于三相四线电缆的结构形成为a结构，对于三相五线电缆的结构形式为b和c两种结构(见图二)。 a、结构中，同芯式导体是包在缆芯外，它可以是N线(中性线)、PE线(保护接地)，也可以是PEN(中性线与保护接地共用)，材料为铜丝或铜带，或铜丝加铜带。截面为与电缆相芯相同或一半。b、结构中，N线在缆芯内，而零线作为PE线包在缆芯外，零线可以是铜丝或铜丝加铜带。截面为电缆相芯的一半。c、结构中，N线包在铜芯外，用铜丝组成PE线包在N线外面，用铜丝铜带组成，形成双层屏蔽结构。截面为与电缆相芯相同或一半。以上三种结构中，也可以加
9、上钢带或钢丝铠装，其结构如图三，以增加电缆耐压力和拉力。5、型号规格型号芯数截面VVT、VLVT31(T)311(T)4300mm2VV22T、VLV22T41(T)31(T)1(T)YJVT、YJLVT31(T)311(T)4300mm2YJV22T、YJLV22T41(T)31(T)1(T)同心式导体的电阻率按GB395783或IEC228执行。四、同芯式导体兼屏蔽零线电力电缆的优点1、输送电力时，不会对周围电气设备产生干扰；也消除了外来电磁干扰对连接在本电缆上的电气设备的影响。2、能避免强大雷电磁效应电压所导致的击穿或损坏，提高了高层建筑避雷效果和可靠性。3、能提高线路首端过流保护装置的
10、灵敏度，使电缆及接在其上的电器设备得到有效的保护。4、具有较低且均匀的正(逆)序和零序阻抗，有利于改善铜电品质。5、适用于无芯电缆的TNC和TNCS系统供电。6、能尽快消除因一相绝缘击穿而发生的接地故障。7、加工方便，柔软性高，易于施工。8、可降低成本。五、使用场合1、该屏蔽兼零线电缆适用于具有对称负荷的三相四线、三相五线线路以及需要防干扰接地，带信号而具有不对称相零负荷的线路，还可以作为高精密度电子设备的馈线用。2、使用于保护接零线系统中，必须有较好的工作接地和重复接地。3、保护零系统中，零线不得装接熔断器或开关。结束语通过以上所述及实际应用，同芯式导体低压电力电缆具有比VV、YJV线更优越的性能，很值得上规模的厂家开发生产，以满足电力系统输配电线路工程设计的需求。参考文献1现代电缆工程娄尔康2SDJ879电力设备接地设计技术规范3SD28988进口135kV橡塑电缆技术规范4BS455392(英国标准)5DIN5727183(德国标准)
