选择导线测量和电缆样式
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆,电力电缆常用于城市地下电网、发电站诱导线、工矿企业内部供电和强、水下输电线路。
在电力线路中,电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品,包括1-500KV以及以上各种电压等级,各种绝缘的电力电缆。10KV及以下的架空线路,一般采用铝绞线。35KV及以上的架空线路及以下线路在档距较大、电杆较高时,则宜采用铜芯铝绞线。沿海地区及有腐蚀性介质的场所,宜采用铜绞线或绝缘导线。
电缆线路,在一般环境和场所,可采用铝芯电缆。在重要的场所及有剧烈震动、强烈腐蚀和有爆炸危险场所,宜采用铜芯电缆。在低压TN系统中应采用三相四芯或无芯电缆。埋地敷设的电缆,应采用外户层的铠装电缆。在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆,应采用钢丝铠装电缆。
二、导线和电缆截面选择的条件
为了保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行,其导线和电缆的截面选择必须满足下列条件:
发热条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流(即线路计算电流)时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。
电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗。
经济电流密度 35KV及以上线路及35KV以下但电流很大的线路,其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择,
以使线路的年费用支出最小。用户的10KV及以下的线路,通常不按经济电流密度选择。
机械强度 导线的截面不得小于其最小允许截面。
根据设计经验,一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路,通常先按发热条件选择导线和电缆截面,在校验电压损耗和机械强度。低压照明线路,由于照明对电压水平要求较高,因此通常先按允许电压损耗进行选择,再校验发热条件和机械强度
按电压等级分
按电压等级可分为中、低压电力电缆(35千伏及以下)、 高压电缆(110千伏以上)、超高压电缆(275~800千伏)以及特高压电缆(1000千伏及以上)。此外,还可按电流制分为交流电缆和直流电缆。
按绝缘材料分
1、 油浸纸绝缘电力电缆以油浸纸作绝缘的电力电缆。其应用历史最长。它安全可靠,使用寿命长,价格低廉。主要缺点是 敷设受落差限制。自从开发出不滴流浸纸绝缘后,解决了落差限制问题,使油浸纸绝缘电缆得以继续广泛应用。
2、塑料绝缘电力电缆 绝缘层为挤压塑料的电力电缆。常用的塑料有聚氯乙烯、 聚乙烯、 交联聚乙烯。塑料电缆结构简单,制造加工方便,重量轻,敷设安装方便,不受敷设 落差限制。因此广泛应用作中 低压电缆,并有取代粘性浸渍油纸电缆的趋势。其最大缺点是存在树枝化击穿现象,这限制了它在更高电压的使用。
3、橡皮绝缘电力电缆 绝缘层为橡胶加上各种配合剂,经过充分混炼后挤包在导电线芯上,经过加温硫化而成。它柔软,富有弹性,适合于移动频繁、敷设弯曲半径小的场合。
常用作绝缘的胶料有天然胶-丁苯胶混合物,乙丙胶、丁基胶等。
按电压等级分
1、低压电缆:适用于固定敷设在交流50Hz,额定电压3kv及以下的输配电线路上作输送电能用。
2、中低压电缆:(一般指35KV及以下):聚氯乙烯绝缘电缆,聚乙烯绝缘电缆, 交联聚乙烯绝缘电缆等。
3、 高压电缆:(一般为110KV及以上):聚乙烯电缆和交联聚乙烯绝缘电缆等。
4、超高压电缆:(275~800千伏)。
5、特高压电缆:(1000千伏及以上)。
基本结构
电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。
线芯
线芯是电力电缆的导电部分,用来输送电能,是电力电缆的主要部分。
绝缘层
绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离,保证电力输送,是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。
屏蔽层
15KV及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。
保护层
保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入,以及防止外力直接损坏电力电缆。
按发热条件选择导线和电缆的截面
三相系统中性线、保护线和保护中性线截面的选择
中性线(N线)截面的选择
三相四线制中的N线,要通过不平衡或零序电流,因此N线的允许载流量不应小于三相系统中的最大不平衡电流,同时应考虑谐波电流的影响。
一般三相四线制的中性线截面应不小于相线截面的50%。
有三相四线制的线路分支的两相三线线路,由于其中性线电流与相线电流相等,因此其中性线截面与相线截面相同。
三次谐波电流相当突出的三相四线制线路,由于各相得三次谐波电流都要通过中性线,因此,中性线截面宜不小于相线截面。
保护线(PE)截面的选择
PE线要考虑三相线路发生单相短路故障时的单相短路热稳定度。根据短路热稳定度的要求,如PE线与相线同材质时,GB 50054——1995《低压配电设计规范》规定:
1)当相线截面不大于16平方毫米时 , 保护线的截面不小于相线截面
2)当相线截面在16平方毫米至35平方毫米范围内时,保护线的截面大于等于16平方毫米;
3)当相线截面大于35平方毫米时 ,保护线的截面大于等于相线截面的一半。
GB 50054——1995同时规定:当PE线采用单芯绝缘导线时,按机械强度要求,有机械保护时,不应小于2.5平方毫米;无机械保护时,不应小于4平方毫米。
保护中性线(PEN线)截面的选择
PEN线兼有N线和PE线的功能,因此其截面选择应同时满足上述N线和PE线选择的条件,取其中的最大值。且按GB 50054——1995G规定:当采用单芯导线作PEN线时,铜芯截面不应小于10平方毫米,铝芯截面不应小于16平方毫米;采用多芯电缆的芯线截面作PEN线干线时,其截面不应小于4平方毫米。
三、线路电压损耗的计算
输电线路绝对值
电力网中,任意两点电压之间的代数差称为电压损耗。
由于线路存在,所以线路通过负荷电流时就要产生电压损耗。一般规定,高压配电线路的电压损耗,一般不得超过线路额定电压的5%。从用电所低压母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损耗,一般不得超过用电设备额定电压的5%;对视觉要求较高的照明线路,电压损耗则不得超过线路额定电压的2%~3%。如果线路的电压损耗超过的允许值,则应适当加大导线截面。
集中负荷的三相线路电压损耗的计算
“均一无感”的三相线路电压损耗的百分值为:U%=∑M/CA
A---------------------为导线截面
∑M------------------为线路的所有功率矩之和
C--------------------为计算系数
1)当线路额定电压为220|380V、线路类别为三相四线制时,铜线C取76.5;铝线C取46.2;
2)当线路额定电压为220|380V、线路类别为二相三线制时,铜线C取34.0;铝线C取20.5;
3)当线路额定电压为220V、线路类别为单相及直流制时,铜线C取12.8;铝线C取7.74;
路灯压降损失案例分析!
计算方法:
每一盏灯段线路要分别计算该段线阻及电压降,直至终点线段计算后将各段电压降相加乘2(零、火线)就是线路终端电压降。
笼统算法:
800米长的路上,每隔30米安装一盏125W的节能灯,约27盏灯,总功率约3.4KW,电流约15A,每段灯递减,终点取线路平均电流(前大后小):I≈7.5A,长度:L=800M,线截面:S=6平方,铜芯线电阻率: ρ=0.0172
求每根线阻:
R=ρ×(L/S)=0.172×(800/6)≈2.3(Ω)
求每根线电压降:
U=RI=2.3×7.5≈17(V)
线路所有灯点亮时终端电压(零、火线算):
220-17×2=186(V)
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