第7章电线电缆的选择与敷设课件

第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 电线电缆的选择与敷设,第七章电线电缆选择与敷设,第一节概述,第二节 线路电压损失计算,第三节 电线电缆导体截面选择,第四节 硬母线选择,第五节 线路敷设,本章小结,第七章电线电缆选择与敷设第一节概述,第一节 概述,主要内容,一、电线电缆的分类与结构,二、电线电缆的绝缘材料及护套,第一节 概述主要内容,一、电线电缆的分类与结构,供配电系统中，传输电能用的电线电缆有,裸导体,、,电力电缆,、,绝缘导线,、,封闭母线,（母线槽）等。,（一）裸导体,没有绝缘层的导体，其中包括铜、铝、钢等各种金属圆单线、各种结构的架空输电线用的绞线、软接线、型线材等。,裸绞线（铜绞线,TJ,、铝绞线,LJ,、钢芯铝绞线,LGJ,等）主要用于架空线路。,多股绞线的截面,一、电线电缆的分类与结构（一）裸导体没有绝缘层的导体，其中包,架空线路组成：导线、电杆、绝缘子和线路金具等元件；,有些架空线路上还装设避雷线（架空地线-镀锌钢绞线）；,裸型线材属于硬导体，其截面形状有管型、矩形及其他异形。配电装置中的汇流母线就是采用的硬导体。,接地系统与等电位联结导体也多采用裸导体。,黄(A相)、绿(B相)、红(C相)、淡蓝(N线)、黄绿双色(PE线),架空线路组成：导线、电杆、绝缘子和线路金具等元件；裸型线材属,（二）、电力电缆,1、电缆的结构：缆芯、绝缘层、护套、铠甲、外保护层。,2、电缆的敷设方式有：直接埋地、电缆沟、电缆桥架和电缆隧道、建筑竖井内敷设等。,5-外套(外护层),1-缆芯(铜芯或铝芯),2-相绝缘层,3-护套(内护层),4-钢铠,3-带绝缘层,电缆直接埋地,电缆在电缆沟内敷设,（二）、电力电缆2、电缆的敷设方式有：直接埋地、电缆沟、电缆,电缆排管,电缆隧道,电缆桥架,电缆排管电缆隧道电缆桥架,应用场合：适用于现代高层建筑和工厂的一种新型垂直主电缆。,优点：经济(工程造价约为母线槽的5070)、缩短施工周期、高质量等。,缺点：分支电缆载流量只能做到1000A左右，引出的容量一旦确定后就难以更改，灵活性不如母线槽。此外，各支点的尺寸一定要比较准确。,YDF-ZR-YJV-395+250/325+216,预制分支电缆,应用场合：适用于现代高层建筑和工厂的一种新型垂直主电缆。YD,线槽布线和穿管布线的导线，,在中间不许直接接头，接头必须经过专门的接线盒。,穿金属管时应将同一回路的所有相线和中性线穿于同一管内。,（三）、绝缘导线,按绝缘材料分为橡皮绝缘和塑料绝缘；,绝缘导线的敷设方式有,明敷,和,暗敷,两种。明敷是导线直接在管子、线槽等的保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及支架等处；暗敷是导线在管子、线槽等的保护体内，敷设于墙壁、顶棚、楼板的内部。,线槽布线和穿管布线的导线，（三）、绝缘导线,由金属板（钢板或铝板）作为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。广泛用于发电机出线、变压器出线、高压开关柜母线联络、建筑物的垂直干线系统中。,（四）、封闭母线（母线槽）,馈电式母线槽,由金属板（钢板或铝板）作为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附,母线槽按绝缘方式分：,母线槽按功能分：,密集绝缘母线槽,空气绝缘母线槽,空气附加绝缘母线槽,馈电式母线槽,插接式母线槽,滑接式母线槽,插接型封闭母线槽,母线槽按绝缘方式分：母线槽按功能分：密集绝缘母线槽馈电式母,二、电线电缆的绝缘材料及护套,（一）,普通电线电缆,普通电线电缆所用的绝缘材料一般有聚氯乙烯（,VV,）、交联聚乙烯（,YJV,）、橡胶等。,（二）,阻燃电线电缆,电线电缆的阻燃性在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，且残焰和残灼能在限定时间内能自行熄灭的特性。,阻燃电缆燃烧时烟气特性可分为一般阻燃型、低烟低卤阻燃型、无卤阻燃型三类。,（三）,耐火电线电缆,电线电缆的耐火性在规定试验条件下，试样在火焰中被燃烧一定时间内能保持正常运行的性能。,按绝缘材质可分为有机型和无机型两种。,二、电线电缆的绝缘材料及护套（一）普通电线电缆普通电线电缆所,（四）、,民用建筑中电缆选择,：,在室内正常条件下敷设，可选用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套（,VV,型）的电缆,；,工作环境平均温度大于35或较大负荷的线路，可选用交联聚乙烯绝缘电缆,（,YJV,型）,；,对消防要求高的建筑，如一类防火建筑、重要的公共场所以及人员集中的地下层的非消防线路宜采用阻燃低烟无卤电缆（,ZR-YJV,型）,。,矿物绝缘电缆,消防用电设备、电梯用电、应急照明或特殊用电等线路可选用耐火类电缆,（,NH-YJV,型）,。,（四）、民用建筑中电缆选择：矿物绝缘电缆消防用电设备、电梯用,1、,LGJ,-95,钢芯铝绞线，截面积为95 mm,2,。,2、,VLV,-0.6/1kV(3120),铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，额定电压0.6/1kV，3根截面为120mm,2,的相线。(P191),YDF-ZR-YJV-395+250/325+216,3、,BLV-450/750(335+125)-SC50-WC,铝芯聚氯乙烯绝缘线，额定电压450/750V，3根截面为35mm,2,的相线和1根25mm,2,的中性线，穿焊接钢管，管径50mm，暗敷在墙内,。,4、,LMY-3(100,10,)+1(60,6,),矩形硬铝母线，3根相线，宽100mm，高10mm，1根中性线宽60mm，高6mm。,理解导线标注的含义：,1、LGJ-95理解导线标注的含义：,第二节 线路电压损失计算,主要内容,一、一个集中负荷线路的电压损失,二、带多个集中负荷线路的电压损失,第二节 线路电压损失计算主要内容,线路的,电压降,：线路首端电压与末端电压的相量差。,线路的,电压损失,：线路首端电压与末端电压的代数差。,一、一个集中负荷线路的电压损失,L、R、X,P+jQ,S I,cos,a,o,b,c,d,g,e,线路的电压降：线路首端电压与末端电压的相量差。一、一个集中负,接有,一个集中负荷,的三相线路的电压损耗的百分数：,三相线路的电压损失,：,结论公式,二、带多个集中负荷线路的电压损失,接有一个集中负荷的三相线路的电压损耗的百分数：三相线路的电压,三、接有,均匀分布负荷,的三相线路的电压损失,负荷大小相等，在一段范围内等距分布,带有均匀分布负荷的三相线路，在计算其电压损失时，可将其分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。,JGJ16-2008,民用建筑设计规范第,3.4.5,条,正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)宜符合下列要求：,1.一般电动机为5%。,2.电梯电动机为7%。,3.照明：室内场所为5%；应急照明、景观照明、道路照明和警卫照明为+5%、-10%。,4.其它用电设备，当无特殊规定时为5%。,三、接有均匀分布负荷的三相线路的电压损失负荷大小相等，在一段,主要内容,一、导体截面选择的条件,二、按发热条件选择电线电缆的导体截面,三、按短路热稳定条件选择电线电缆的导体截面,五、按经济电流条件选择电线电缆的导体截面,六、低压配电系统中性线、保护线截面的选择,第三节 电线电缆导体截面选择,主要内容第三节 电线电缆导体截面选择,一、导体截面选择条件,1.,发热条件,（允许温升条件）,2.,电压损失条件,3.,短路热稳定条件,4.,经济电流条件,对绝缘电线、电缆和母线，,所谓经济电流是按电缆的初始投资与使用寿命期间的运行费用综合经济的原则确定的工作电流（范围）。,5.,机械强度条件,低压电线电缆导体截面还应满足过负荷保护配合的要求；TN系统中导体截面大小还应保证间接接触防护电器能可靠断开电路（见第八章）。,如附表31（架空线）、32（绝缘导线）所列。电力电缆的最小截面，铜导体不宜小于2.5mm,2,，铝导体不宜小于4mm,2,。,一、导体截面选择条件1.发热条件（允许温升条件）2.电压,二、按发热条件选择电线电缆导体截面,附表3639：绝缘导线的载流量。P325327,附表4042：高低压电缆的载流量 P327329,若敷设地点的环境温度与表中的温度不同，或有多根电缆并列敷设时，要考虑修正系数P331334附表4553,附表43：TMY型铜母线的载流量；P330,附表44：LJ、LGJ型裸铝绞线的载流量；P330,导线在通过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。,导线的载流量,：在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。,二、按发热条件选择电线电缆导体截面附表3639：绝缘导线的,三、按短路热稳定条件选择电线电缆导体截面,1.高压绝缘导线和电缆的短路热稳定条件,K,导体的热稳定系数，查附表,33 P324,2.低压绝缘电线和电缆的短路热稳定条件,1）,当短路持续时间,0.1st0.1s,时，满足短路热稳定的条件：,短路电流交流分量有效值（A）,短路电流持续时间（s）。根据低压保护电器的动作特性确定,2）当短路持续时间小于0.1s时，满足短路热稳定的条件是：,K,2,S,2,I,2,t,该值从低压保护电器的技术数据中查找,三、按短路热稳定条件选择电线电缆导体截面 1.,某用户10/0.38kV变电所计算负荷为,P,=2400kW，,Q,=1100kvar，距离上级地区变电所3km，拟采用YJV,22,-8.7/10型3芯电缆直埋敷设供电。已知用户变电所10kV母线处三相短路电流为13.5kA，高压进线过电流保护动作时间为0.8s，断路器全开断时间0.1s。线路全长允许电压损失为5。试选择该用户高压进线电缆截面。,解：（1）按短路热稳定条件选择电缆截面 查P324附表33得：,K,=137,初选高压电缆截面为120mm,2,。,（2）按发热条件进行校验,例题7-1,查P329附表42和49（假设有2根电缆并列敷设）,I,al,=2450.9=220.5A,I,c,，满足发热条件。,满足电压损失要求，因此选择高压电缆截面为,120mm,2,。,（3）按电压损失条件进行校验，查P312附表13,：,r,=0.181/km，,x,=0.095/km,某用户10/0.38kV,自学P213例题7-2,思考：,可以用,I,30,=,I,1,+,I,2,吗？,作业：P224,习题7-7：,按短路热稳定条件选择，校验发热和电压损失；,习题7-8：,按发热条件选择，校验短路热稳定和电压损失,自学P213例题7-2思考：作业：P224,五、按经济电流条件选择电缆导体截面,电缆线路总费用与导体截面的关系曲线,经济截面,经济电流密度，A/mm,2,。,可查设计手册或相关技术规定。,电缆线路电能损耗费用,电缆线路初始投资,电缆线路经济寿命期内的总费用,算出,S,ec,后，应选最接近的标准截面（可取较小的标准截面）。,经济截面选择范围,五、按经济电流条件选择电缆导体截面电缆线路总费用与导体截面的,表,5-3,导线和电缆的经济电流密度（单位：,A/mm,2,）,线路类别,导线材质,年最大负荷利用小时,T,max,3000h,以下,3000-5000h,5000h,以上,架空线路,铜,3.00,2.25,1.75,铝,1.65,1.15,0.90,电缆线路,铜,2.50,2.25,2.00,铝,1.92,1.73,1.54,表5-3 导线和电缆的经济电流密度（单位：A/mm2）线路,六、低压配电系统中性线、保护线截面的选择,1.中性导体（N导体）截面的选择,序号,线路类型,选择条件,1,单相两线制线路,2,三相四线制线路,3,存在高次谐波的三相线路,1）相导体截面不大于16mm,2,(铜)，中性导体（N）应和相导体具有相同截面,中性导体（N）应和相导体具有相同截面,2）相导体截面大于16mm,2,(铜)，且满足以下全部条件，中性导体截面可以小于相导体截面，但不应小于相导体截面的50且不应小于16mm,2,：,a.在正常工作时，中性导体导体预期最大电流（如有谐波电流应包括在内）不大于减少了的中性导体导体截面的允许载流量,b.已按规定进行了过电流保护,1）当谐波电流小于33时，可按相导体电流选择导体截面，但计算电流应除以表7-1中的校正系数（即导体载流量降低系数）；,2）当3次谐波电流超过33时，它引起的中性导体电流超过基波的相电流。此时，应按中性导体电流选择截面，计算电流同样除以表7-1中的校正系数,六、低压配电系统中性线、保护线截面的选择1.中性导体（N导体,表7-1 4芯和5芯电缆存在高次谐波的校正系数,相导体电流中三次谐波含量（%）,校 正 系 数,按相导体电流选择截面,按中性导体电流选择截面,015,1533,3345,45,1.00,0.86,0.86,1.00,注：1.三次谐波含量（%）是指相导体中三次谐波电流（有效值）相对于相导体基波电流（有效值）的百分值。,2.表中数据适用于中性导体与相导体等截面的4芯或5芯电缆及穿管绝缘电线，以3芯电缆或3根电线穿管的载流量为基础，把整个回路的导体视为一综合发热体考虑。,三次谐波含量,表7-1 4芯和5芯电缆存在高次谐波的校正系数相导体电流中,2.保护导体（PE导体）截面的选择,（1）保护导体截面要满足线路发生单相短路故障时的单相短路热稳定性和保护灵敏度的要求。,表7-2 保护导体（PE导体）截面选择,相导体截面,S,（mm,2,）,S,16,16,S,35,S,35,PE导体截面（mm,2,）,S,16,S,/2,（2）电缆芯线以外的保护导体或与相导体不在同一外护物之内的保护导体，其截面不应小于：有机械保护时，2.5mm,2,（铜）；无机械保护时，4mm,2,（铜）。,（3）当两个或更多个回路共用一个保护导体时，对应于回路中的最大相导体截面，按表7-2选择。,3.保护接地中性导体（PEN导体）截面的选择,同时满足上述N导体和PE导体的要求，取其大者。且,（1）采用多芯电缆的干线，其PEN导体截面不应小于4mm,2,。,（2）配电干线采用单芯电缆作PEN导体和电气装置中固定敷设的PEN导体，截面不应小于10mm,2,（铜导体）。,2.保护导体（PE导体）截面的选择 （1）保护,计算条件的应用P211,1、,发热条件,:对负荷电流较大的,低压动力线路,，按发热条件选择截面；再校验电压损失、机械强度和短路热稳定度等;,2、,电压损失,：对负荷电流不大而距离较长的,低压照明线路,，按电压损失选择，再校验发热条件、机械强度和短路热稳定度；,3、短路热稳定度：对于给变压器供电的高压电源进线，因短路容量大，一般先按短路热稳定度选择，然后校验发热条件；,4、,经济电流,：,35kV及以上高压线路,或35kV,以下但,距离长,、电流大,的线路可按经济电流条件选择截面，以使线路的年运行费用最小。,企业及建筑园区内的线路通常不按此原则选择。,5、,机械强度,：此条件一般用于校验。,计算条件的应用P2111、发热条件:对负荷电流较大,第四节 硬母线选择,主要内容,一、裸母线截面积的选择,二、封闭母线（母线槽）的选择,第四节 硬母线选择主要内容,一、裸母线截面选择,（一）按,发热条件,选择母线截面,高压开关柜内主母线的载流量宜与进线断路器额定电流相当；,变压器低压侧与低压开关柜主母线的载流量应考虑变压器的过载系数（一般取,1.21.3,），但也不宜大于变压器低压侧额定电流的,1.5,倍。,变压器低压侧与低压开关柜内的,N,母线、,PE,母线的截面不应小于相母线截面的一半。,（二）按,短路动、热稳定,校验截面,一、裸母线截面选择（一）按发热条件选择母线截面高压开关柜内主,（1）成套的高低压开关柜内母线的短路动、热稳定校验,（2）现场安装的高低压配电母线的短路动、热稳定校验,短路动稳定条件为,短路热稳定条件为,短路动稳定条件为,短路热稳定条件为,母线的最大允许应力,(Pa),。,al,=140MPa(TMY,型,),；,al,=70MPa(LMY型),。,短路电流作用于母线的计算应力,母线的额定短时耐受电流和时间,母线的额定峰值耐受电流（kA）,安装地点的最大三相短路电流峰值（kA）,参数含义见教材P220,（1）成套的高低压开关柜内母线的短路动、热稳定校验（2,二、封闭母线（母线槽）选择,1.额定电压选择,2.额定电流选择,3.封闭母线（母线槽）的动、热稳定性校验,4.电压损失校验,对较长距离的封闭母线（母线槽）还应校验其电压损失是否满足要求。,二、封闭母线（母线槽）选择1.额定电压选择2.额定电流选择3,民用建筑内线缆的敷设方式,墙内埋管,楼板沟槽,电缆桥架,槽型桥架的走线,槽式、,托盘式,和梯架式等,第五节 线路敷设,民用建筑内线缆的敷设方式墙内埋管槽型桥架的走线槽式、托盘式和,梯架式电缆桥架的走线,托盘式电缆桥架的走线,梯架式电缆桥架的走线托盘式电缆桥架的走线,第七章 小结,1,、熟悉各类电线电缆的分类、结构特点和导线标注；,P,204,架空线路、电缆、绝缘导线、封闭式母线,2,、掌握,电线电缆截面的选择计算（发热条件、短路热稳定度、电压损失等）。P,215,第七章 小结,