(2007)電纜設(shè)計(jì)講義

1、電纜部分講義煙臺(tái)電力設(shè)計(jì)院 目錄一、 電纜線路的應(yīng)用范圍二、 電纜及附件的選型要求三、 電纜的敷設(shè)四、 防火、防水要求 五、電纜的交接試驗(yàn)第一章 電纜線路的應(yīng)用范圍一、 電纜線路在電網(wǎng)中的作用隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市規(guī)模的擴(kuò)大，采用高、中壓深入市區(qū)的方式已日益普及。同時(shí)城市規(guī)劃建設(shè)對(duì)景觀要求也越來越高，電力設(shè)施逐步向絕緣化、小型化、地下型的方向發(fā)展。而架空線路因受線路走廊等限制，其回路數(shù)與供電能力都有一定的限度，各種電壓等級(jí)的電纜線路也越來越多地應(yīng)用到城市電網(wǎng)中。電纜線路與架空線路的比較：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省線路走廊（可沿墻或埋地敷設(shè)，不占地面空間） 不影響景觀 輸送容量大（可大截面、多回路集中敷設(shè)） 安全

2、可靠性高（不受、少受外界環(huán)境影響，避免風(fēng)、雷擊、鳥害故障） 運(yùn)行簡單方便，維護(hù)工作量小，運(yùn)行費(fèi)用低人身比較安全（因有絕緣層，不會(huì)接觸導(dǎo)電體）電纜線路電容較大，有利于提高系統(tǒng)功率因數(shù)不足：電纜結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝均較復(fù)雜工程造價(jià)高二、 電纜線路的應(yīng)用范圍對(duì)于高、中壓線路：1 、繁華地區(qū)、重要地段、主要道路、高層建筑區(qū)等以及城市規(guī)劃和市容環(huán)境有特殊要求的地區(qū)。2、技術(shù)上難以解決的嚴(yán)重腐蝕地段3、供電可靠性要求較高或重要負(fù)荷用戶4、重要風(fēng)景旅游區(qū)的地段5、沿海地區(qū)易受熱帶風(fēng)暴侵襲的主要城市的重要供電區(qū)域6、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或運(yùn)行安全的需求對(duì)于低壓線路：1 、負(fù)荷密度高的市中心區(qū)2、建筑面積較大的新建居民住宅小區(qū)及

3、高層建筑小區(qū)3、依據(jù)規(guī)劃不宜通過架空線路的街道及地區(qū)4、經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較采用電纜線路比較合適的其它情況三、相關(guān)電氣設(shè)備環(huán)網(wǎng)柜：在10kV配電網(wǎng)絡(luò)中，用于線路分段、線路分支的可擴(kuò)展的箱體開關(guān)設(shè)備，一般由隔離開關(guān)、斷路器及計(jì)量（控制、保護(hù)設(shè)備）盤組成。分支箱：在10kV配電網(wǎng)絡(luò)中，用于線路分支的可擴(kuò)展的箱體分流設(shè)備，一般由母線排、電纜頭、（開關(guān)）組成。箱變：帶接低壓負(fù)荷的箱式變壓器，一般由變壓器、進(jìn)出線開關(guān)、計(jì)量設(shè)備組成第二章 電纜及附件的選型要求一、 電纜的構(gòu)造通流導(dǎo)體經(jīng)實(shí)體絕緣后再經(jīng)過密封、鎧裝等處理其外皮可直接接地的導(dǎo)線稱為電纜。電纜按內(nèi)外構(gòu)造一般分為導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、金屬護(hù)

4、套、外護(hù)套幾個(gè)部分。二、 電纜芯線材質(zhì)及芯數(shù)銅芯：耐火電纜 振動(dòng)劇烈、有爆炸危險(xiǎn)或?qū)︿X有腐蝕等嚴(yán)酷環(huán)境 緊靠高溫設(shè)備配置 安全性要求高的重要公共設(shè)施中 水下敷設(shè)電纜鋁芯：除上述情況外應(yīng)采用鋁芯控制電纜應(yīng)采用銅芯同截面銅芯、鋁芯載流量比為1.29銅芯電纜造價(jià)約為鋁芯電纜的兩倍。電纜芯數(shù)有單芯、兩芯、三芯、四芯、五芯幾種。三、 電纜的絕緣類型及絕緣水平交聯(lián)聚乙烯：聚乙烯分子經(jīng)交聯(lián)后，不僅具有普通聚乙烯相同的電氣特性，較之具有更好的高溫特性和機(jī)械特性，以及優(yōu)異的高溫強(qiáng)度。最大運(yùn)行條件溫度為90，短路時(shí)的最大條件溫度為250。交聯(lián)電纜加工方便，重量輕。聚氯乙烯：最大運(yùn)行條件溫度為70，短路時(shí)的最大條件

5、溫度為160。一般用于6kV以下回路。油浸紙： 最大運(yùn)行條件溫度為65，短路時(shí)的最大條件溫度為250。一般用于6kV以下回路。敷設(shè)落差受限制。絕緣水平（kV）：U0/U(纜芯與絕緣屏蔽層間額定電壓/線間電壓有：0.6/1 1.8/3 3.6/6 6/10 8.7/10 8.7/15 21/35 26/3564/110 127/220四、 電纜外護(hù)層電纜外護(hù)層的作用：防水、防火、防止機(jī)械損傷。 要求：在潮濕、含化學(xué)腐蝕環(huán)境或易受水浸泡的電纜金屬套、加強(qiáng)層、鎧裝上應(yīng)有擠塑外套。 直埋敷設(shè)電纜（承受較大壓力或有機(jī)械損傷危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)有加強(qiáng)層或鋼帶鎧裝。五、電纜型號(hào)標(biāo)記 1 2 3 4 5 6 789&#

6、215;101 用途 電力電纜不表示 K控制 P信號(hào)2 絕緣 Z紙絕緣 YJ交聯(lián)聚乙烯 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 X橡皮3纜芯 銅芯不表示 L鋁芯4內(nèi)護(hù)層 Q 鉛包 V聚氯乙烯 Y聚乙烯5特征 D不滴流 P屏蔽6鎧裝層 五種04表示無、無、雙鋼帶、細(xì)園鋼絲、粗園鋼絲7外披層 五種04表示無、纖維麻披、聚氯乙烯、聚乙烯8 電壓 以數(shù)字表示 kV為單位 9纜芯芯數(shù) 以數(shù)字表示10纜芯（單芯）截面積 以數(shù)字表示 mm2為單位 例如：YJLV228.7/103×240表示：交聯(lián)、鋁芯、聚氯乙烯護(hù)套、鋼帶鎧裝、三芯、240mm2的10kV電纜五、 電纜附件構(gòu)造類型選擇要求電纜是通過終端頭與其它輸變

7、電設(shè)備（如架空線、開關(guān)柜等）相連接，對(duì)于較長的電纜線路，要通過接頭將各段電纜連接起來，常規(guī)電纜附件分為終端頭及中間接頭。終端頭及中間接頭均在電纜的端部制作，而電纜端部的電場(chǎng)分布較電纜絕緣層內(nèi)的分布要復(fù)雜得多，相對(duì)需增加絕緣厚度，提高電氣強(qiáng)度。常用接頭結(jié)構(gòu)型式：繞包式：以自粘性橡膠帶為增繞絕緣。熱縮式：以熱縮管材現(xiàn)場(chǎng)套裝，經(jīng)加熱收縮。冷縮式：用彈性體材料擴(kuò)張，施工時(shí)抽取支撐物收縮成型。預(yù)制式：分整體預(yù)制及組合預(yù)制兩種，工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)裝配。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)：電纜故障中附件故障率約占40%。其中安裝工藝技術(shù)是影響質(zhì)量的重要一環(huán)。預(yù)制式附件使用成效較好，但投資較貴，要求重要回路采用冷縮式附件。低壓電纜頭采用

8、熱縮。10kV、35kV電纜頭采用冷縮。110kV電纜終端一般采用非繞包、干式結(jié)構(gòu)，主要考慮：繞包結(jié)構(gòu)應(yīng)力錐為電容錐而非幾何錐，性能相對(duì)不穩(wěn)定、工藝質(zhì)量要求高。干式結(jié)構(gòu)安裝方便，可塔上安裝。變電站間隔處電纜終端建議采用剛性固定式，許可拉力2kN。110kV電纜中間接頭采用預(yù)制式。六、電纜系統(tǒng)接線圖電纜系統(tǒng)接線圖（主要指單芯電纜）是電纜分段、電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式配置的原理圖。第三章 電纜敷設(shè)一、 路徑選擇的要求電纜路徑選擇應(yīng)與城市其它地下管線統(tǒng)一安排，通道的寬度、深度應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的要求。路徑選擇應(yīng)考慮安全、可行、維護(hù)方便及節(jié)省投資。（1） 避免電纜遭受機(jī)械性外力、過熱、腐蝕等危害（2）

9、 滿足安全要求條件下使電纜較短（3） 便于敷設(shè)、維護(hù)（4） 避開將要挖掘施工的地方二、 常用的電纜敷設(shè)方式直埋敷設(shè)：把電纜放入開挖好的壕溝內(nèi)，沿線在電纜上下鋪設(shè)一定厚度的砂土或細(xì)土后蓋上預(yù)制鋼筋混凝土保護(hù)板，最后回填土，夯實(shí)與地面取平的敷設(shè)方式。直埋敷設(shè)適用于市區(qū)人行道、公園綠地及公共建筑間的邊緣地帶。排管：按規(guī)劃電纜根數(shù)開挖壕溝一次建成多孔管道的地下構(gòu)筑物。排管敷設(shè)適用于電纜條數(shù)較多，走廊緊張、管線較多的地段。電纜溝：封閉式不通行、蓋板可開啟的電纜構(gòu)筑物，蓋板與地坪相齊或稍有上下。電纜溝敷設(shè)適用于電纜條數(shù)較多的地段。電纜隧道：容納電纜數(shù)量較多、有供安裝和巡視的通道、全封閉的電纜構(gòu)筑物隧道敷設(shè)

10、適用于變電所出線及重要街道電纜條數(shù)多或多種電壓等級(jí)平行的地段。三、 電纜直埋敷設(shè)的要求（1） 同一通道電纜數(shù)目少于6 根（2） 由電纜外皮至地坪的埋深，不得小于700mm；穿越農(nóng)田段的埋深，不應(yīng)小于1000mm（3） 沿直埋電纜的上、下側(cè)，應(yīng)鋪以100mm厚的軟土或砂層，并蓋以混凝土保護(hù)板，板寬超出電纜兩側(cè)各50mm（4） 電力電纜間或與控制電纜間平行敷設(shè)的凈距，宜大于100mm；控制電纜間平行敷設(shè)，可不留空隙（5） 電纜與熱力管道并行敷設(shè)的凈距宜大于2000mm，交叉處的凈距宜大于500mm（6） 電纜與工業(yè)水管、溝并行或交叉處的凈距，宜大于500mm四、 電纜敷設(shè)電纜溝、隧道的要求（1）

11、隧道、工井的凈高，不宜小于1900mm；與其它溝道交叉的局部段凈高，不得小于1400mm（2） 電纜溝中通道的凈寬隨溝深而定，最小為300mm；隧道為1000mm(900mm)（3） 電纜溝的型式：屋內(nèi)電纜溝溝蓋板與地板平，當(dāng)容易積灰積水時(shí)，用水泥砂漿封死；站區(qū)電纜溝溝蓋板高出地面并兼作操作走道；市區(qū)電纜溝溝蓋板一般低于地面300mm（4） 隧道、電纜溝內(nèi)電纜支架間垂直距離隨電纜電壓等級(jí)及芯數(shù)而定（5） 電纜隧道每隔不大于75m距離設(shè)安全孔（人孔），安全孔直徑不得小于700mm（6） 隧道敷設(shè)110kV電纜要求蛇形敷設(shè)五、 電纜排管敷設(shè)的要求電纜排管一般分為有外包封和無外包封兩種。排管材質(zhì)一般

12、分為：鍍鋅鋼管、無堿夾砂玻璃鋼管、維綸水泥管、CPVC管、涂塑鋼管、碳素管等幾種。推薦采用無堿夾砂玻璃鋼管、低摩高強(qiáng)維綸水泥管。無堿夾砂玻璃鋼管重量輕、壽命高、機(jī)械強(qiáng)度高、內(nèi)壁光滑、抗彎曲性強(qiáng)、散熱性好、阻燃、耐腐蝕、無渦流效應(yīng)，缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)較高。低摩高強(qiáng)維綸水泥管重量較重、壽命高、承壓強(qiáng)度較高單抗沖擊能力較差、內(nèi)壁光滑、散熱性好、阻燃、耐腐蝕、無渦流效應(yīng)，價(jià)格較低。CPVC管機(jī)械性能較好，但散熱能力差，電纜載流量衰耗大，價(jià)格居中。在管型選擇時(shí)應(yīng)考慮維卡老化溫度值須大于93度，承壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在通流（熱環(huán)境）狀態(tài)下進(jìn)行。涂塑鋼管的厚度應(yīng)在5mm以上，它具有機(jī)械強(qiáng)度高、內(nèi)壁光滑、抗彎曲性強(qiáng)、散熱

13、性好的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)較高、有渦流效應(yīng)，損耗大，外護(hù)套易破壞，因屏蔽作用故障不易檢測(cè)。排管結(jié)構(gòu)要求：（1） 保護(hù)管應(yīng)具有足夠機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)壁光滑和耐久特性，用于空氣中還應(yīng)具有難燃性。過路保護(hù)管承重強(qiáng)度不小于6.35T/m2 （2） 鋼鐵制的保護(hù)管，不得供作交流系統(tǒng)中單芯電力電纜單根回路用（3） 每管宜只穿1根電纜，管內(nèi)徑與電纜外徑之比不得小于1.5 倍（4） 地中埋管，距地面深度不宜小于0.5 m（5） 并列管之間宜有不小于20mm的空隙（6） 管孔數(shù)宜按發(fā)展預(yù)留適當(dāng)備用（7） 電纜排管每隔不大于75m距離設(shè)安全孔（人孔），安全孔直徑不得小于700mm六、 各種電纜敷設(shè)方式的評(píng)價(jià)直埋電纜方式

14、，一般較易實(shí)施，具有投資省的顯著特點(diǎn)，但運(yùn)行中遭受外力破壞的事故比例較高，尤其在城鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)挖掘頻繁地段突出。穿管敷設(shè)，一般比溝道投資較省，且在避免電纜線路相互影響、提高安全性方面有明顯優(yōu)點(diǎn)。但散熱條件不及溝道，其電纜載流能力相對(duì)稍差。由于管路路徑適應(yīng)性較好，施工工期短，作業(yè)面小，在城鎮(zhèn)地下線路應(yīng)用有較大發(fā)展。電纜溝敷設(shè)較為普遍，大量實(shí)踐表明，運(yùn)行年久后，出現(xiàn)溝蓋板斷裂破損不全、地面水溢入溝內(nèi)等情況，故宜有所限制。如電纜溝溝蓋板低于地面以下，電纜再次施工時(shí)，道路需反復(fù)開挖。電纜隧道能容納大量電纜，具有敷設(shè)、檢修和更換電纜方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是投資大、耗材多、易積水。第四章 防火、防水要求一、 電纜

15、火災(zāi)的主要原因電纜接頭及終端盒故障自燃電纜絕緣老化、受潮、過熱引起短路自燃二、 防火對(duì)策（1） 離開熱源和火源。離開蒸汽、油管道、可燃?xì)怏w或可燃液體管溝（2） 隔離易燃易爆物。在易受外部著火影響的區(qū)段，用防火槽盒保護(hù)電纜（3） 分隔不同機(jī)組及系統(tǒng)（4） 封堵電纜孔洞（5） 設(shè)置防火墻。長距離纜道每隔50m至80m （6） 防止電纜故障自燃。保證電纜頭制作工藝，接頭處涂刷防火涂料、纏繞防火包帶。高溫處選用耐熱電纜，重要回路采用阻燃電纜三、 防水要求（1） 電纜溝、隧道和排管，應(yīng)有良好的排水性。排管縱向排水坡度不宜小于0.2，電纜溝、隧道縱向排水坡度不宜小于0.5（2） 隧道內(nèi)應(yīng)有泄水邊溝（3） 沿排水方向適當(dāng)距離，應(yīng)設(shè)置集水井（坑）并實(shí)現(xiàn)有效排水（4） 電纜溝道及工井的底部低