第7章電線電纜的選擇與敷設(shè)

第七章電線電纜選擇與敷設(shè)第一節(jié)概述第二節(jié)線路電壓損失計(jì)算第三節(jié)電線電纜導(dǎo)體截面選擇第四節(jié)硬母線選擇第五節(jié)線路敷設(shè)本章小結(jié)第一節(jié)概述主要內(nèi)容

一、電線電纜的分類與結(jié)構(gòu)

二、電線電纜的絕緣材料及護(hù)套一、電線電纜的分類與結(jié)構(gòu)供配電系統(tǒng)中，傳輸電能用的電線電纜有裸導(dǎo)體、電力電纜、絕緣導(dǎo)線、封閉母線（母線槽）等。（一）裸導(dǎo)體沒(méi)有絕緣層的導(dǎo)體，其中包括銅、鋁、鋼等各種金屬圓單線、各種結(jié)構(gòu)的架空輸電線用的絞線、軟接線、型線材等。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。多股絞線的截面架空線路組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子和線路金具等元件；有些架空線路上還裝設(shè)避雷線（架空地線-鍍鋅鋼絞線）；裸型線材屬于硬導(dǎo)體，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(dǎo)體。接地系統(tǒng)與等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體也多采用裸導(dǎo)體。黃(A相)、綠(B相)、紅(C相)、淡藍(lán)(N線)、黃綠雙色(PE線)（二）、電力電纜5-外套(外護(hù)層)

1-纜芯(銅芯或鋁芯)2-相絕緣層3-護(hù)套(內(nèi)護(hù)層)4-鋼鎧3-帶絕緣層橡膠聚氯乙稀交聯(lián)聚乙烯礦物絕緣幾根（單根）絞繞的金屬導(dǎo)體6kV級(jí)及以上電纜采用導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護(hù)層之間相互絕緣增加電纜絕緣的耐壓作用，并且防水、防潮鎧裝層:外被層:內(nèi)護(hù)層:外護(hù)層防止受到外界的機(jī)械力作用保護(hù)鎧裝層、防腐1.電力電纜的結(jié)構(gòu)屏蔽層:導(dǎo)體:絕緣層:結(jié)構(gòu)包覆層具有外護(hù)層并且可能有填充、絕緣和保護(hù)材料的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體的組合體。用以傳輸和分配電能的電纜稱為電力電纜。電纜直接埋地電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)2、電纜的敷設(shè)方式P222直接埋地電纜溝電纜橋架電纜隧道室內(nèi)敷設(shè)電纜排管電纜隧道電纜橋架YDF-ZR-YJV-3×95+2×50/3×25+2×16預(yù)制分支電纜電纜生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)主干電纜時(shí)按用戶設(shè)計(jì)圖紙預(yù)制分支線的電纜，是近年來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)產(chǎn)品。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于低壓配電系統(tǒng)采用樹(shù)干式接線、分支部位有規(guī)律分布且固定不變的場(chǎng)合，如用于高層民用建筑電氣豎井的垂直配電干線、隧道、機(jī)場(chǎng)、橋梁、公路等照明配電干線等。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)(工程造價(jià)約為母線槽的50％~70％)、縮短施工周期、高質(zhì)量等。缺點(diǎn)：分支電纜載流量只能做到1000A左右，引出的容量一旦確定后就難以更改，靈活性不如母線槽。此外，各支點(diǎn)的尺寸一定要比較準(zhǔn)確。序號(hào)布線方式適用場(chǎng)合1電纜埋地敷設(shè)當(dāng)沿同一路徑敷設(shè)的室外電纜根數(shù)為6根及以下且場(chǎng)地有條件時(shí)，宜采用電纜直接埋地敷設(shè)。在人行道下較易翻修情況或道路邊緣，也可采用電纜直埋敷設(shè)廠區(qū)內(nèi)地下管網(wǎng)較多的地段，可能有熔化金屬、高溫液體溢出的場(chǎng)所，不宜直埋在有化學(xué)腐蝕或雜散電流腐蝕的土壤中，不宜采用埋地敷設(shè)電纜2電纜在排管內(nèi)敷設(shè)電纜排管敷設(shè)方式，適用于電纜數(shù)量不多（一般不超過(guò)12根），而道路交叉較多，路徑擁擠，又不宜采用直埋或電纜溝敷設(shè)的地段3電纜在電纜溝或隧道內(nèi)敷設(shè)當(dāng)電纜與地下管網(wǎng)交叉不多，地下水位較低，且無(wú)化學(xué)腐蝕液體和熔化金屬液體流入可能的地段，當(dāng)同一路徑的電纜根數(shù)較多（一般為18根及以下）或道路開(kāi)挖不便且電纜需分期敷設(shè)時(shí)，宜采用電纜溝布線。當(dāng)電纜數(shù)量眾多（一般多于18根時(shí)），宜采用電纜隧道布線受地下通道條件限制，與較多電纜沿同一路徑有非高溫的水、氣和通訊電纜管線共同配置時(shí)，可在公用性隧道中敷設(shè)電纜4電纜橋架（梯架、托盤(pán)）布線電纜橋架（梯架、托盤(pán)）布線適用于電纜數(shù)量較多或較集中的場(chǎng)所5電纜在室內(nèi)敷設(shè)室內(nèi)電纜敷設(shè)，包括電纜在室內(nèi)沿墻及建筑構(gòu)件明敷設(shè)、電纜穿金屬管埋地暗敷設(shè)6預(yù)制分支電纜布線預(yù)制分支電纜布線宜用于高層、多層及大型公共建筑物室內(nèi)低壓樹(shù)干式配電系統(tǒng)和建筑群的室外低壓樹(shù)干式配電系統(tǒng)的干線布線，也適用于建筑群道路和庭院的室外照明線路布線線槽布線和穿管布線的導(dǎo)線，在中間不許直接接頭，接頭必須經(jīng)過(guò)專門的接線盒。穿金屬管時(shí)應(yīng)將同一回路的所有相線和中性線穿于同一管內(nèi)。（三）、絕緣導(dǎo)線按絕緣材料分為橡皮絕緣和塑料絕緣；絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式有明敷和暗敷兩種。明敷是導(dǎo)線直接在管子、線槽等的保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚的表面及支架等處；暗敷是導(dǎo)線在管子、線槽等的保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚、樓板的內(nèi)部。導(dǎo)體及其絕緣層、(屏蔽層)的組合體。序號(hào)布線方式適用場(chǎng)合

1直敷布線

直敷布線宜用于正常環(huán)境室內(nèi)場(chǎng)所和挑檐下的室外場(chǎng)所建筑物頂棚內(nèi)，嚴(yán)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(nèi)場(chǎng)所和挑檐下室外場(chǎng)所。鼓形絕緣子和針式絕緣子布線宜用于室內(nèi)、外場(chǎng)所3金屬導(dǎo)管、金屬槽盒布線金屬導(dǎo)管、金屬槽盒布線宜用于室內(nèi)、外場(chǎng)所，但對(duì)金屬導(dǎo)管、金屬槽盒有嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所不宜采用建筑物頂棚內(nèi)，宜采用金屬導(dǎo)管布線、帶蓋封閉金屬槽盒4可撓金屬電線保護(hù)管布線(普利卡管)可撓金屬電線保護(hù)套管布線宜用于室內(nèi)、外場(chǎng)所，但在易受機(jī)械損傷的場(chǎng)所不宜采用明敷設(shè),建筑物頂棚內(nèi)，可采用普利卡管布線。5地面內(nèi)暗裝金屬槽盒布線地面內(nèi)暗裝金屬槽盒布線宜用于正常環(huán)境下大空間且隔斷變化多、用電設(shè)備移動(dòng)性大或敷有多種功能線路的場(chǎng)所，暗敷于現(xiàn)澆混凝土地面、樓板或樓板墊層內(nèi)6塑料導(dǎo)管、塑料槽盒布線塑料導(dǎo)管、塑料槽盒布線宜用于室內(nèi)場(chǎng)所和有酸堿腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所，但在高溫和易受機(jī)械損傷的場(chǎng)所不宜采用明敷設(shè)可撓金屬電線保護(hù)管鋼導(dǎo)管塑料導(dǎo)管由金屬板（鋼板或鋁板）作為保護(hù)外殼、導(dǎo)電排、絕緣材料及有關(guān)附件組成的母線系統(tǒng)。廣泛用于發(fā)電機(jī)出線、變壓器出線、高壓開(kāi)關(guān)柜母線聯(lián)絡(luò)、建筑物的垂直干線系統(tǒng)中。（四）、封閉母線（母線槽）饋電式母線槽母線槽按絕緣方式分：母線槽按功能分：密集絕緣母線槽空氣絕緣母線槽空氣附加絕緣母線槽饋電式母線槽插接式母線槽滑接式母線槽插接型封閉母線槽二、電線電纜的絕緣材料及護(hù)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（VV）、交聯(lián)聚乙烯（YJV）、橡膠等。（二）阻燃電線電纜電線電纜的阻燃性——在規(guī)定試驗(yàn)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(nèi)，且殘焰和殘灼能在限定時(shí)間內(nèi)能自行熄滅的特性。阻燃電纜燃燒時(shí)煙氣特性可分為一般阻燃型、低煙低鹵阻燃型、無(wú)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(yàn)條件下，試樣在火焰中被燃燒一定時(shí)間內(nèi)能保持正常運(yùn)行的性能。按絕緣材質(zhì)可分為有機(jī)型和無(wú)機(jī)型兩種。（四）、民用建筑中電纜選擇：在室內(nèi)正常條件下敷設(shè)，可選用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套（VV型）的電纜；工作環(huán)境平均溫度大于35℃或較大負(fù)荷的線路，可選用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（YJV型）；對(duì)消防要求高的建筑，如一類防火建筑、重要的公共場(chǎng)所以及人員集中的地下層的非消防線路宜采用阻燃低煙無(wú)鹵電纜（ZR-YJV型）

。礦物絕緣電纜消防用電設(shè)備、電梯用電、應(yīng)急照明或特殊用電等線路可選用耐火類電纜（NH-YJV型）。1、LGJ-95

鋼芯鋁絞線，截面積為95mm2。

2、VLV-0.6/1kV(3×120)

鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，額定電壓0.6/1kV，3根截面為120mm2的相線。

YDF-ZR-YJV-3×95+2×50/3×25+2×163、BLV-450/750V(3×35+1×25)-SC50-WC

鋁芯聚氯乙烯絕緣線，額定電壓450/750V，3根截面為35mm2的相線和1根25mm2的中性線，穿焊接鋼管，管徑50mm，暗敷在墻內(nèi)。4、LMY-3(100×10)+1(60×6)

矩形硬鋁母線，3根相線，寬100mm，高10mm，1根中性線寬60mm，高6mm。理解導(dǎo)線標(biāo)注的含義：《民規(guī)》第7.4.1條：絕緣導(dǎo)體應(yīng)符合工作電壓的要求，室內(nèi)敷設(shè)塑料絕緣電線不應(yīng)低于0.45/0.75kV，電力電纜不應(yīng)低于0.6/1kV。第二節(jié)線路電壓損失計(jì)算主要內(nèi)容

一、一個(gè)集中負(fù)荷線路的電壓損失

二、帶多個(gè)集中負(fù)荷線路的電壓損失線路的電壓降：線路首端電壓與末端電壓的相量差。線路的電壓損失：線路首端電壓與末端電壓的代數(shù)差。

一、一個(gè)集中負(fù)荷線路的電壓損失L、R、XP+jQSI

cosφaobθφcdgeφ接有一個(gè)集中負(fù)荷的三相線路的電壓損失的百分?jǐn)?shù)：三相線路的電壓損失：結(jié)論公式二、帶多個(gè)集中負(fù)荷線路的電壓損失UN單位：kV三、接有均勻分布負(fù)荷的三相線路的電壓損失負(fù)荷大小相等，在一段范圍內(nèi)等距分布帶有均勻分布負(fù)荷的三相線路，在計(jì)算其電壓損失時(shí)，可將其分布負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)荷來(lái)計(jì)算?！禞GJ16-2008民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.4.5條正常運(yùn)行情況下，用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值(以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示)宜符合下列要求：1.一般電動(dòng)機(jī)為±5%。2.電梯電動(dòng)機(jī)為±7%。3.照明：室內(nèi)場(chǎng)所為±5%；應(yīng)急照明、景觀照明、道路照明和警衛(wèi)照明為+5%、-10%。4.其它用電設(shè)備，當(dāng)無(wú)特殊規(guī)定時(shí)為±5%。主要內(nèi)容

一、導(dǎo)體截面選擇的條件

二、按發(fā)熱條件選擇電線電纜的導(dǎo)體截面

三、按短路熱穩(wěn)定條件選擇電線電纜的導(dǎo)體截面

五、按經(jīng)濟(jì)電流條件選擇電線電纜的導(dǎo)體截面

六、低壓配電系統(tǒng)中性線、保護(hù)線截面的選擇第三節(jié)電線電纜導(dǎo)體截面選擇一、導(dǎo)體截面選擇條件1.發(fā)熱條件（允許溫升條件）2.電壓損失條件3.短路熱穩(wěn)定條件4.經(jīng)濟(jì)電流條件對(duì)絕緣電線、電纜和母線，所謂經(jīng)濟(jì)電流是按電纜的初始投資與使用壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì)的原則確定的工作電流（范圍）。5.機(jī)械強(qiáng)度條件如附表31（架空線）、32（絕緣導(dǎo)線）所列。電力電纜的最小截面，銅導(dǎo)體不宜小于2.5mm2，鋁導(dǎo)體不宜小于4mm2。二、按發(fā)熱條件選擇電線電纜導(dǎo)體截面附表36~39：絕緣導(dǎo)線的載流量。P325~327附表40~42：高低壓電纜的載流量P327~329

若敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與表中的溫度不同，或有多根電纜并列敷設(shè)時(shí)，要考慮修正系數(shù)P331~334附表45~53附表43：TMY型銅母線的載流量；P330附表44：

LJ、LGJ型裸鋁絞線的載流量；P330導(dǎo)線在通過(guò)計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。導(dǎo)線的載流量：在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過(guò)允許值的最大電流。三、按短路熱穩(wěn)定條件選擇電線電纜導(dǎo)體截面

1.

高壓絕緣導(dǎo)線和電纜的短路熱穩(wěn)定條件

K——導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)，查附表33P324

2.低壓絕緣電線和電纜的短路熱穩(wěn)定條件1）當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間0.1s≤t≤5s時(shí)，滿足短路熱穩(wěn)定的條件：短路電流交流分量有效值（A）

短路電流持續(xù)時(shí)間（s）。根據(jù)低壓保護(hù)電器的動(dòng)作特性確定

2）當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間小于0.1s時(shí)，滿足短路熱穩(wěn)定的條件是：K2S2≥I2t

低壓保護(hù)電器通過(guò)短路電流的允通容量，該值從低壓保護(hù)電器的技術(shù)數(shù)據(jù)中查找。三相短路電流周期分量有效值(kA)某用戶10/0.38kV變電所計(jì)算負(fù)荷為P=2400kW，Q=1100kvar，距離上級(jí)地區(qū)變電所3km，擬采用YJV22-8.7/10型3芯電纜直埋敷設(shè)供電。已知用戶變電所10kV母線處三相短路電流為13.5kA，高壓進(jìn)線過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.8s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間0.1s。線路全長(zhǎng)允許電壓損失為5％。試選擇該用戶高壓進(jìn)線電纜截面。解：（1）按短路熱穩(wěn)定條件選擇電纜截面查P324附表33得：K=137初選高壓電纜截面為120mm2。（2）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)例題7-1查P329附表42和49（假設(shè)環(huán)境溫度25℃，有2根電纜并列敷設(shè)，間距0.25m）Ial=245×0.9=220.5A>Ic，滿足發(fā)熱條件。

滿足電壓損失要求，因此選擇高壓電纜截面為120mm2。（3）按電壓損失條件進(jìn)行校驗(yàn)，查P312附表13：r=0.181Ω/km，x=0.095Ω/km自學(xué)P213例題7-2思考：可以用Ic=I1+I2嗎？作業(yè)：P224習(xí)題7-7：按短路熱穩(wěn)定條件選擇，校驗(yàn)發(fā)熱和電壓損失；習(xí)題7-8：按發(fā)熱條件選擇，校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定和電壓損失五、按經(jīng)濟(jì)電流條件選擇導(dǎo)體截面P216電纜線路總費(fèi)用與導(dǎo)體截面的關(guān)系曲線經(jīng)濟(jì)截面經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2?？刹樵O(shè)計(jì)手冊(cè)或相關(guān)技術(shù)規(guī)定。線路電能損耗費(fèi)用

線路初始投資線路經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)的總費(fèi)用

算出Sec后，應(yīng)選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面（可取較小的標(biāo)準(zhǔn)截面）。經(jīng)濟(jì)截面選擇范圍

表5-3

導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度（單位：A/mm2）線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax3000h以下3000-5000h5000h以上架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54六、低壓配電系統(tǒng)中性線、保護(hù)線截面的選擇1.中性導(dǎo)體（N導(dǎo)體）截面的選擇序號(hào)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(dǎo)體截面不大于16mm2(銅)，中性導(dǎo)體（N）應(yīng)和相導(dǎo)體具有相同截面中性導(dǎo)體（N）應(yīng)和相導(dǎo)體具有相同截面

2）相導(dǎo)體截面大于16mm2(銅)，中性導(dǎo)體截面可以小于相導(dǎo)體截面，但不應(yīng)小于相導(dǎo)體截面的50％且不應(yīng)小于16mm2：

1）當(dāng)諧波電流小于33％時(shí)，可按相導(dǎo)體電流選擇導(dǎo)體截面，但計(jì)算電流應(yīng)除以表7-1中的校正系數(shù)（即導(dǎo)體載流量降低系數(shù)）；

2）當(dāng)3次諧波電流超過(guò)33％時(shí)，它引起的中性導(dǎo)體電流超過(guò)基波的相電流。此時(shí)，應(yīng)按中性導(dǎo)體電流選擇截面，計(jì)算電流同樣除以表7-1中的校正系數(shù)表7-14芯和5芯電纜存在高次諧波的校正系數(shù)相導(dǎo)體電流中三次諧波含量（%）校正系數(shù)按相導(dǎo)體電流選擇截面按中性導(dǎo)體電流選擇截面0～1515～3333～45>451.000.86————0.861.00注：1.三次諧波含量（%）是指相導(dǎo)體中三次諧波電流（有效值）相對(duì)于相導(dǎo)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(dǎo)體與相導(dǎo)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(chǔ)，把整個(gè)回路的導(dǎo)體視為一綜合發(fā)熱體考慮。2.保護(hù)導(dǎo)體（PE導(dǎo)體）截面的選擇表7-2保護(hù)導(dǎo)體（PE導(dǎo)體）截面選擇相導(dǎo)體截面S（mm2）S≤1616＜S≤35S＞35PE導(dǎo)體截面（mm2）S16S/23.保護(hù)接地中性導(dǎo)體（PEN導(dǎo)體）截面的選擇同時(shí)滿足上述N導(dǎo)體和PE導(dǎo)體的要求，取其大者。且

（1）采用多芯電纜的干線，其PEN導(dǎo)體截面不應(yīng)小于4mm2。（2）配電干線采用單芯電纜作PEN導(dǎo)體和電氣裝置中固定敷設(shè)的PEN導(dǎo)體，截面不應(yīng)小于10mm2（銅導(dǎo)體）。計(jì)算條件的應(yīng)用P2111、發(fā)熱條件

:對(duì)負(fù)荷電流較大的低壓動(dòng)力線路，按發(fā)熱條件選擇截面；再校驗(yàn)電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度和短路熱穩(wěn)定度等;2、電壓損失：對(duì)負(fù)荷電流不大而距離較長(zhǎng)的低壓照明線路，按電壓損失選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件、機(jī)械強(qiáng)度和短路熱穩(wěn)定度；3、短路熱穩(wěn)定度：對(duì)于給變壓器供電的高壓電纜進(jìn)線，因短路容量大，一般先按短路熱穩(wěn)定度選擇，然后校驗(yàn)發(fā)熱條件；4、經(jīng)濟(jì)電流：35kV及以上高壓線路或35kV以下但距離長(zhǎng)、電流大的線路可按經(jīng)濟(jì)電流條件選擇截面，以使線路的年運(yùn)行費(fèi)用最小。企業(yè)及建筑園區(qū)內(nèi)的線路通常不按此原則選擇。

5、機(jī)械強(qiáng)度：此條件一般用于校驗(yàn)。第四節(jié)硬