1、第七章電線電纜選擇與敷設第一節(jié)概述第二節(jié) 線路電壓損失計算第三節(jié) 電線電纜導體截面選擇第四節(jié) 硬母線選擇第五節(jié) 線路敷設本章小結一、電線電纜的分類與結構第一節(jié)概述 電線電纜用以傳輸電能、信息或實現(xiàn)電磁能轉換的線材產品。 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、各種結構的架空輸電線用的絞線、軟接線、型線材等。（一）裸導體 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，

2、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)結導體也多采用裸導體。（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的組合體。用以傳輸和分配電能的電纜產品稱為電力電纜。 橡膠聚氯乙稀交聯(lián)聚乙烯礦物絕緣幾根（單根）絞繞的絕緣導線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:結構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. 電力電纜的結構1. 電力電纜的應用 廣泛3.預分支

3、電纜 預分支電纜電纜生產廠家在生產主干電纜時按用戶設計圖紙預制分支線的電纜，是近年來的一項新技術產品。 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。（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。 絕緣電線大量應用于低壓配電線路及接至用電設備的末端線路。（四）封閉母線（母線槽） 高壓系統(tǒng)應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

4、機出線、變壓器出線、高壓開關柜母線聯(lián)絡及其他輸配電回路。 低壓配電系統(tǒng)常用的封閉式母線干線，其結構是三相四線制母線封閉在走線槽或類似的殼體內，并由絕緣材料支撐或隔開，故又稱為母線槽。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，靠空氣介質絕緣，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

5、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柜的連接線路，或者開關柜之間的連接線路；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備的供電。 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，介質損耗低，性能優(yōu)良，結構簡單、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）、敷設方便，因而應用廣泛。 橡皮絕緣電纜彎曲性能較好，能夠在嚴寒氣候下敷設，特別適用于水平高差大和垂直敷設的場

6、合。 （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，且殘焰和殘灼能在限定時間內能自行熄滅的特性。 阻燃電線電纜的阻燃等級從高到低分為A、B、C、D四級。可根據(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能保持正常運行的性能。 耐火電纜按絕緣材質可分為有機型和無機型兩種。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

7、簡化計算，忽略線路分布電容形成的電納，并假設各相電抗相等。每相電壓損失：每相電壓損失：UphUA-UBadabaccbcossinI RX線電壓損失：線電壓損失： U3cossinI RXn1PRQXU電壓損失的百分值：電壓損失的百分值：n%100UUU2n1()10PRQXU二、帶多個集中負荷線路的電壓損失WWWW21n1%()10niiiiiUP RQXU總的電壓損失總的電壓損失 若以各負載功率來計算，則21n1%()10niiiiiUPRQ XU若線路全長采用同一截面,則211n1%10nni ii iiiUrPlxQlU 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

8、分布負荷集中于分布線段的中點，按集中負荷來計算。P+jQIADBCR,X,lADIP+jQ一、導體截面選擇條件第三節(jié) 電線電纜導體截面選擇al%UU minSS1. 發(fā)熱條件（允許溫升條件）LalIIcal 或 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. 經濟電流條件 所謂經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保證間接接觸防護電器能可靠斷開電路（見第八章）。kal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

9、相線截面時，應使其允許載流量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 導線和電纜的敷設方式 導線和電纜的并列根數(shù)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t3min10QSSK等效條

10、件 式中 2tk3kD()QItt或 2tk3kQIt 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，應取對該死區(qū)起作用的后備保護動作時間，并應采用相應的短路電流值計算。對其他電纜，宜取后備保護動作時間，并應采用相應的短路電流值計算。 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：kIStK 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：K

11、2S2I2t 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數(shù)據(jù)中查找 2400 kW, 1100kvar PQk313.5kAI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22k3k332min2(0.05)(13.5kA)(0.9

12、0.05)s101096mm137As /mmItSK初選高壓電纜截面為120mm2。（2）按發(fā)熱條件進行校驗2222cn(2400kW)(1100kvar) =152.4A33 10kVPQIUal245 A 0.9=220.5AI 滿足發(fā)熱條件 （3）按電壓損失條件進行校驗2n21%1012400 kW 0.181 /km 3km 1100kvar 0.095 /km 3km10 (10kV)1.625UPrlQxlU滿足電壓損失要求 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50kWj40kvar。線路末端接有一個集中負荷，最

13、大負荷為60kWj 50kvar。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，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221212cn()()3PPQQIU22(50kW+60kW)(40kvar+50kvar)215.9A30.38kVal271 A0.85=230.4AI查附錄表40，得 150 mm2截面的電纜載流量 選擇YJV22-0.6/14150型電纜。 （2）按電壓損失條件進行校驗

14、112 2112 22n2()()%100.145 /km50 kW 0.1km 60 kW 0.15km +0.077 /km40kvar 0.1km 50kvar 0.15km10 (0.38kV)2.02 5r PlPlx QlQlUU滿足電壓損失要求 （3）按短路熱穩(wěn)定條件進行校驗322k3min210kA 100.2s31.3mm150mm143As /mmItSK滿足熱穩(wěn)定要求 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。 可先假定一個單位長度的電抗值x ,然后再進行選擇計算。 al2

15、11n1%10nni ii iiirPlxQlUU 2aln11110%ni inii iirUUxQlPlSr式中 是導線材料電阻率的計算值，銅取18.8 ，單位m109。 例7-3 設有一回10kV LJ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al%U5，試選擇導線截面。解 （1）先按電壓損失條件選擇導線截面1 12 21 12 2AC2n%10r PlPlx QlQ lUU21000kW 3km+800kW 5km0.35km500kvar 3km+300kvar 5km10 (10kV)r5r0.5

16、64/kmr31.70.564Smm256.2 mm2選取LJ-70導線 查附錄表13可得：r0.46/km，x0.344/km。將參數(shù)代入得 AC%U4.2525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221212ABn()()=3PPQQIU22(1000kW800kW)(500kvar300kvar)3 10kV=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。 五、按經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系曲線 Sec=Ic

17、/ jec 經濟截面 電纜線路的經濟電流密度，A/mm2?？刹樵O計手冊或相關技術規(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濟壽命期內的總費用 算出Sec后，應選最接近的標準截面（可取較小的標準截面）。經濟截面選擇范圍 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16mm 2(銅)，中性導體（N）應和相導體具有相同截面中性導體（N）應和相導體具有相同截面 2）相導體截面大于16mm 2(銅)，且滿足以下全部條件，中性導體截面可以小于相導體截

18、面，但不應小于相導體截面的50且不應小于16mm 2： a.在正常工作時，中性導體導體預期最大電流（如有諧波電流應包括在內）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)表7-1 4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01515333

19、345451.000.860.861.00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，把整個回路的導體視為一綜合發(fā)熱體考慮。331100%IHRII三次諧波含量 例例7-4 設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2260(60 10%) A=60.3AI N60A 10% 3=18

20、AI 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， 2260(6020%) A=61.2AI N60A20% 3=36AI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。NIINII3）當線路中含有40三次諧波時， 2260(6040%) A=64.6AI N60A40% 3=72AI應按中性導

21、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， 2260(60 50%) A=67.1AI N60A 50% 3=90AI應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。NIINII2.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

22、要求。 表7-2 保護導體（PE導體）截面選擇相導體截面S（mm2）S1616S35S35PE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的保護導體，其截面不應小于：有機械保護時，2.5mm 2（銅）；無機械保護時，4mm 2（銅）。（3）當兩個或更多個回路共用一個保護導體時，對應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的PEN導體，截面

23、不應小于10mm2（銅導體）。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小于母線的計算電流。 一般，高壓開關柜內主母線的載流量宜與進線斷路器額定電流相當；變壓器低壓側與低壓開關柜主母線的載流量應考慮變壓器的過載系數(shù)（一般取1.21.3），但也不宜大于變壓器低壓側額定電流的1.5倍。 變壓器低壓側與低壓開關柜內的N母線、PE母線的截面不應小于相母線截面的一半。（二）按短路動、熱穩(wěn)定校驗截面 （1）工廠成套的高低壓開關柜內母線的短路動、熱穩(wěn)定校驗maxp3ii母線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 2ttI tQ母線的額定短時耐

24、受電流 短路電流熱效應，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t310QSK母線截面（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 （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 cal222ccf p31.7310lK iDW母線最大允許應力，Pa短路電流作用于母線的計算應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 20.167Whb母線豎放時， 母線平放時， 20.167Wbh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

25、電流不應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maxp3ii2ttI tQ4.電壓損失校驗 對較長距離的封閉母線（母線槽）還應校驗其電壓損失是否滿足要求。 al211n1%10nni ii iiiUrPlxQlUU 一、概述第五節(jié) 線路敷設 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)。配電線路的敷設應符合場所的環(huán)境特征、建筑物和構筑物的特征、人與布線之間可接近的程度、能承受短路可能出現(xiàn)的機電應力、能承受安裝期間或運行中布線可能遭受的其他應力和導線的自重等條件。配電線路的敷設，應

26、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等外部環(huán)境影響帶來的損害，并應防止在敷設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。 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)境室內場所和挑檐下的室外場所 建筑物頂棚內，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、外場所在建筑物頂棚內，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、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，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、外場所，但在易受機械損傷的場所不宜采用明敷設建筑物頂棚內，可采