電纜的選型設(shè)計(jì)研究

陳國勇

摘 要：通過對(duì)目前實(shí)際狀況的考察，進(jìn)行針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)配套建設(shè)，建立：制定電纜、電氣輔材通用選型標(biāo)準(zhǔn)，將目前使用的線纜及輔材型號(hào)進(jìn)行分類縮減，研究解決線纜規(guī)格型號(hào)多造成的庫存問題，同時(shí)與采購、成本進(jìn)行溝通，研究解決目前庫存起訂量造成的庫存問題組織和實(shí)施針對(duì)性的工藝檢查，最終實(shí)現(xiàn)電纜、電氣輔料及標(biāo)準(zhǔn)選型的提升，進(jìn)而降低企業(yè)的運(yùn)行成本，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：電纜;選型;設(shè)計(jì)

一、前言

目前國內(nèi)大型企業(yè)都致力于推行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)，以提高效率和降低成本，同時(shí)提升產(chǎn)品品質(zhì)。當(dāng)前，不少公司使用的電纜及輔料選型標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系不健全，未建立標(biāo)準(zhǔn)的選型流程;致使選型人員隨意性大、任意發(fā)揮，電纜、電氣輔材及標(biāo)準(zhǔn)件是產(chǎn)品通用零配件，型號(hào)多、用量大、成本高。目前選型主要依據(jù)使用要求及個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，沒有做到型號(hào)簡統(tǒng);選型手冊(cè)各廠家不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)選型復(fù)雜、不方便;采購環(huán)節(jié)對(duì)其起訂量存在要求，型號(hào)多、每種型號(hào)量少則達(dá)不到起訂量，可能造成采購環(huán)節(jié)的庫存，同時(shí)也不便于庫存的及時(shí)消耗，造成嚴(yán)重庫存，不利于公司的長足發(fā)展。因此，需要對(duì)電纜選型進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，進(jìn)而為電纜采購工作提供科學(xué)合理的參考，提高電纜的利用率和降低采購成本。

二、電纜的選型設(shè)計(jì)

2.1 電纜型號(hào)的選擇

選用電線電纜時(shí)，要考慮其用途，敷設(shè)條件及安全性。根據(jù)用途的不同，可選用電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等。根據(jù)敷設(shè)條件的不同，可選用一般塑料絕緣電纜、鋼帶鎧裝電纜，鋼絲鎧裝電纜、防腐電纜等。根據(jù)安全性要求，可選用不延燃電纜、阻燃電纜、無鹵阻燃電纜、耐火電纜等。

阻燃產(chǎn)品比非阻燃產(chǎn)品能提供15倍以上的逃生時(shí)間。阻燃材料燒掉的材料僅為非阻燃材料的l/2t阻燃材料的熱釋放率僅為非阻燃材料的l/4;燃燒產(chǎn)品總的毒氣氣體量，如以一氧化碳的相當(dāng)量表示，阻燃產(chǎn)品僅為非阻燃產(chǎn)品的l/3，普通阻燃產(chǎn)品與非阻燃產(chǎn)品的產(chǎn)煙性能、產(chǎn)煙量無大的區(qū)別。阻燃電纜按GB12666.5-90標(biāo)準(zhǔn)分為A、B、C三類，在工程設(shè)計(jì)中宜選擇A類阻燃電纜。減少在同一防火隔斷（例如同一橋架、同一豎井）內(nèi)的電纜數(shù)量，有助于提高電纜的阻燃能力。耐火電纜：根據(jù)GBl2666.6規(guī)定，耐火試驗(yàn)溫度分為二類：A類為950-1000℃考核時(shí)間為90分鐘。B類為750—800℃考核時(shí)間為90分鐘。即電纜在外部火源750—800℃（或950-1000℃）直接燃燒下，90分面內(nèi)仍能通電，就判定為B類或A類耐火電纜。

有機(jī)類耐火電纜在銅導(dǎo)體上包繞云母耐火帶（耐高溫800℃）作為耐火層，然后按不同型號(hào)擠上一定厚度的正常絕緣層，最后電纜芯間填充層和最外層的護(hù)套與普通電纜一樣。無機(jī)類又稱為礦物質(zhì)絕緣型或者氧化鎂絕緣電纜，其外護(hù)套為銅管或特種合金管，在外護(hù)套和銅芯導(dǎo)體之間填充氧化鎂作為絕緣材料，由于氧化鎂的熔點(diǎn)為2800℃，銅管（外護(hù)套）的熔點(diǎn)為1083℃，特種合金管可以保證在825℃無變形，因此只要外護(hù)套不受破壞，該電纜就能正常工作，其耐火性能遠(yuǎn)超過有機(jī)類耐火電纜。在工程設(shè)計(jì)中不要輕易提出要求使用A類耐火電纜，因?yàn)镹H—YJV或NH—VV一般都達(dá)不到A類要求，而礦物質(zhì)絕緣電纜耐火性能雖然優(yōu)異，但造價(jià)遠(yuǎn)高于普通耐火電纜，對(duì)施工的要求更加嚴(yán)格，另外由于是獨(dú)芯電纜，各相對(duì)N，對(duì)PE間距不同，單相短路、接地短路阻抗（電抗）有一定差異。

2.2 電纜截面的選擇

確定電線電纜的導(dǎo)體截面時(shí)，一般應(yīng)考慮穩(wěn)定性，發(fā)熱，電壓損失，經(jīng)濟(jì)電流密度，機(jī)械強(qiáng)度等選擇條件。另外還需注意：低壓系統(tǒng)中敷設(shè)距離導(dǎo)致的單相短路故障、接地故障保護(hù)靈敏度問題。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，高壓線路，先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面，然后驗(yàn)算其發(fā)熱條件和允許電壓損失-而高壓架空線路，還應(yīng)驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大，故一般先按發(fā)熱條件選擇截面，然后驗(yàn)算其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度;低壓照明線因其對(duì)電壓水平要求較高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗(yàn)算發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。低壓選擇其計(jì)算大概可運(yùn)用下列公式：

S=PL/C△U%

式中，P—有功功率，kW;

L—輸送距離，m;

C—電壓損失系數(shù)。

系數(shù)C可選擇：三相四線制供電且各相負(fù)荷均勻時(shí)，銅導(dǎo)線為85，鋁導(dǎo)線為50;單相220V供電時(shí).銅導(dǎo)線為l4，鋁導(dǎo)線為8.3。

確定△U%的建議。根據(jù)《供電規(guī)則》中關(guān)于電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求來求取。即：10kV及以下三相供電的用戶受電端供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，對(duì)于380V則為407～354V;220V單相供電，為額定電壓的+5%，-l0%，即231～198V。就是說只要末端電壓不低于354V和198V就符合《規(guī)則》要求，而有的介紹△U%采用7%，建議應(yīng)予以糾正。因此，在計(jì)算導(dǎo)線截面時(shí)，不應(yīng)采用7%的電壓損失系數(shù)，而應(yīng)通過計(jì)算保證電壓偏差不低于-7%（380V線路）和-10%（220V線路），從而就可滿足要求?？紤]到機(jī)械強(qiáng)度的要求，選出的導(dǎo)線應(yīng)有最小截面的限制，一般情況主干線鋁芯不小于35mm2，銅芯不小于25mm2;支線鋁芯不小于25mm2，銅芯不小于16mm2。

2.3 相線與N線截面配合

理論上N線的允許載流量應(yīng)大于最大三相不平衡電流及零序諧波電流之和。在工程中通常在以單相設(shè)備為主的系統(tǒng)中，N線截面等于相線截面（即4等芯），在三相平衡系統(tǒng)或以三相設(shè)備為主的系統(tǒng)中，N線截面大于等于相線截面的一半（即3+1芯），其中有兩個(gè)例外：相線為35mm2時(shí)，N線為16mm2，相線為150mm2時(shí)，N線為70mm2。

在含有大量零序諧波分量的系統(tǒng)中，N線截面等于相線截面的2倍或根據(jù)實(shí)際需要定制。

三、 結(jié)語

總而言之，電纜的選擇要考慮多方面的因素，根據(jù)實(shí)際情況以及經(jīng)驗(yàn)選擇一個(gè)合理的，安全可靠的規(guī)格，進(jìn)而能夠大大降低不同規(guī)格電纜的采購數(shù)量。對(duì)于復(fù)雜情形、復(fù)雜前提下電纜的切確選擇計(jì)較，還需在往后的工作和實(shí)踐中進(jìn)一步堆集和歸納。

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