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【摘要】根据负载功率,通过计算,得出工作电流,从手册中查阅出符合符合载流量等级的电缆。在此基础上综合各方面因数,从整体和长远的角度来选择出合适的电缆截面。
【关键词】电缆类型;横截面;载流量
一、引言
目前,我国的电线电缆行业在各大行业中排列第二,仅次于汽车行业,产品满足率和国内市场占有率均超过90%。中国市场强烈的诱惑力,使得世界都把目光聚焦于中国市场,在改革开放短短的几十年,中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,对电线电缆的需求也将迅速增长,未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。
二、电缆的命名规则
电缆型号的排列规则为:绝缘—导体—屏蔽层—内护层—铠装层—外护层
例如:交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为26/35KV,三芯铜导体,标称截面积240mm2,表示为:YJV-26/35 3*240。
常用名称代码有如下:
类别:ZR(阻燃),NH(耐火),BC(低烟低卤),E(乙丙橡胶),EY(硬乙丙橡胶)K(控制),N(农用),JK(架空电缆类),B(布电线)。
绝缘:V(聚氯乙烯),YJ(交联聚乙烯),Y(聚乙烯),X(天然丁苯胶混合物绝缘),G(硅橡胶混合物绝缘),S(聚烯烃),YY(乙酸乙烯橡皮混合物绝缘)。
导体:T(铜导体),L(铝导体),G(钢芯),R(铜软线)。
屏蔽:P(铜网屏蔽),P1(铜丝缠绕),P2(铜带屏蔽),P3(铝塑复合带屏蔽)
内护套:V(聚氯乙烯护套),Y(聚乙烯护套),F(氯丁胶混合物等弹性体护套),Q(铅)。
铠装:2(双钢带),3(细圆钢丝),4(粗圆钢丝),6(非磁性金属带),7(非磁性金属丝)。
外护套:2(聚氯乙烯),3(聚乙烯或聚烯烃),4(氯丁胶混合物等弹性体)。
三、电缆的选择
电力电缆的选择应根据现场应用要求主要考虑两方面:电缆的类型、电缆横截面。
(一)电缆的类型
电缆的类型考虑如下:
1.导体材料
传播电流的导体有很多种,但是用作低压电缆的导体通常有铝、铜两种。在正常温度下,铝的电阻率是铜的1.68倍。在相同的截面积下,铜导线的载流量约为铝导线的1.5倍。
从耗损方面看,铜导线的耗损比铝导线低,从机械性能来看,铜导线的性能优于铝导线,抗疲劳强度约为铝导线的1.7倍。从比重方面来看,铝导线的质量约为铜导线的一半。铝导线大多适用于对铜有腐蚀的环境、架空线路及较大截面的中频线路,除适宜使用铝导线的场合外,应尽量选择铜导线。
2.电缆芯数
电线电缆的芯数主要取决于电压及接地方式。2芯电缆一般用于220V,3芯电缆一般用于380V-400V,4芯电缆一般用于带N线的380V-400V,5芯电缆一般用于带N线和PE线的380V-400V。在节约成本和不降低安全性的同时,一般N线和PE线的截面积约为相线的一半。在特殊场合如医院、矿井中,N线和PE线的截面积于相线相同。
3.绝缘材料
(1)一般场合中使用的电缆绝缘材料
①聚氯乙烯绝缘(PVC)绝缘电缆长期允许的工作温度为70℃,短路热稳定允许温度为160℃,其缺点是对环境适应性较差,在-15℃和60℃之外,会加速老化。
②交联聚乙烯绝缘(CLPE)电缆长期允许的工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃。该绝缘电缆具有性能优良、结构简单,质量轻、载流量大,奶腐蚀等特点。
③橡皮绝缘电缆长期允许工作温度为60℃,短路热稳定允许温度为200℃。普通橡皮绝缘电缆遇到油类及其化合物时,容易被腐蚀,且耐热性差。建议采用乙丙橡胶绝缘(EPR),其长期允许工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃,有优异的电气、机械特性,具有耐油、耐臭氧、抗风化、耐高温等特点,在我国尚未广泛应用。但在国外早已大量使用。
(2)有特殊消防要求的场合宜采用阻燃电缆、耐火电缆
阻燃电缆是指在电缆被燃烧后,具有使火焰蔓延在规定范围内,撤去火源后,残焰能在规定时间内自行熄灭。电缆阻燃材料一般分为含卤、无卤两大类:含卤型具有阻燃性能好,价格低,燃烧时烟雾浓,酸雾及毒气大等特点,材料有聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚磺化聚乙烯、氯丁橡胶等;无卤型具有烟少、毒低、无酸雾,阻燃性能差,材料有聚乙烯、交联聚乙烯、天然橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。
耐火电缆是指在规定实验条件下,在火焰中延烧一定时间内能保持正常运行特性的电缆。按耐火特性分为A类(耐火温度900-1000℃)和B类(耐火温度750-800℃),供火时间为90mm。按绝缘材质可分为有机型和无机型:有机型采用耐高温800℃的云母带作为耐火层;无机型采用氧化镁作为绝缘材料,允许在250℃高温下长期正常工作--。
(二)电缆横截面的选择
电缆横截面的选择有考虑如下:
电缆截面主要是根据负载的计算电流并结合电缆载流量来选择,另外在此基础上应该综合下列因数才能从整体和长远的角度来选择出合适的电缆截面:
1.电缆温升
电缆在工作时,会因为环境及电流通过而发热,因此电缆的最恶劣的工作环境温度不允许超过其允许值,并且长期的工作电流不应超过权威部门公布的电缆载流量。
2.经济电流
按照载流量来选择电缆,只考虑了初始投资,而经济电流的不仅考虑了初始投资,还考虑了寿命期内导体的损耗。当初始投资只考虑了负荷使用的电流,但是若干时间后线路会有耗损,会造成费用支出,因此按照经济电流的概念,初始投资和线路损耗都考虑后,增加了电缆截面,初始投资增加,而线路耗损的费用减少。在这两个区间内,总费用最少的即为经济截面。国际电工委员会(IEC)按经济电流选择电线、电缆的原理,制定了“电力电缆的线芯截面最佳化”标准(IEC287-3-2/1995)。
3.电压损失
由于电缆本身具有一定的电阻,在工作时,电压必然受到一定影响,电缆长度越长,电阻值越大,电压损失也越大,造成设备端实际电压偏离额定电压,设备性能会受到影响,甚至无法运行。因此选择电缆时,电缆截面应根据电缆长度适当增加。
4.保护措施
电缆在选择时,还应考虑保护元件,如果线路或者负载端发生故障,而保护元件还未发生作用,线缆则会受到损伤,也就是说保护元件的额定电流必须小于电缆的载流量,否则无法保护电缆。
另外,电缆越长,越会影响保护元件的灵敏度,因为电缆的长度关系到电缆自身的阻抗,因此电缆截面也应随着电缆长度增加而增大。
5.机械强度
电缆截面必须满足下表要求。
四、结论
电缆的选择不仅仅要考虑电缆的载流量,还要根据应用场合、应用需要、电压损失、机械强度等等各方面要素,结合经济电流的选型方法,才能创造出更好的经济效益和社会效益。
作者简介:窦立(1982—),男,江苏扬州人,大学本科,助理工程师,研究方向:计算机科学。