电力电缆的选择

电力电缆的选择

正确选择电力电缆型号，对电缆投入使用确保安全运行是十分重要的。设计电缆线路或选用电缆时，电缆型号和规格的选择，主要从电缆绝缘种类、电缆护层种类和导体材料及截面等方面考虑。

一、电缆型号的选择

对电缆型号的选择应首先考虑满足电力电缆敷设场合的技术要求，并在此基础上考虑导体的材料，即兼顾国家电缆工业发展的技术政策∶线芯以铝代铜、绝缘层以橡塑代油浸纸、金属护套以铝代铅以及在外护层上发展橡塑护套或组合护套等。

1.普通电力电缆型号的选择

普通电力电缆型号的选择，可根据实际场所拟定使用条件，参见表8-1～表8-3进行选择。

2.高压电缆的选择

110kV及以上电缆有自容式充油电缆、钢管充油电缆、充气电缆及塑料绝缘电缆，日前常用的为单芯自容式充油电缆。

二、按电力电缆导体截面选用电缆

电缆导体截面的选择需满足负荷电流、短路电流以及短路时的热稳定等要求。其具体原则是∶

（1）为使电缆在运行时，导体温度不超过允许工作温度和短路温度，应根据电缆线路的负荷电流和短路电流在电缆的标称截面系列中选择电缆导体截面。

（2）对输、配电电缆线路，主要按负荷（如恒定负荷、周期负荷）电流和电缆导体的长期允许工作温度选择其电缆导体截面。因此，应根据这两种负荷类型选取相应的导体截面。

1.按电缆长期允许载流量选择电缆截面

为了保证电缆的使用寿命，运行中的电缆导体不应超过其规定的允许工作温度。根据这一原则，在选择电缆时，必须满足式（8-1）的条件，即

I_max≤nKI₀ 

式中   I_max——最大负荷工作电流;

      I_o——电缆在标准条件下长期允许载流量;

      n——电缆线根数;

      K——电缆长期允许载流量的总修正系数。

2.按电缆短路时的热稳定性选择电缆截面

对于长电缆线路，除了按负荷电流选择截面外，还要校核负荷电流产生的电压降是否在允许范围内，如超出允许范围，则选择高一档的截面。若电缆线路的电压等级在3kV及以上，除满足负荷电流外，还需校验其短路热稳定条件。也就是说，短路热稳定要求的最小截面积S_min为

式中    S_min——短路热稳定要求的最小截面，mm²;

                I∞——稳态短路电流，A;

       t——短路电流作用时间，s;

       C——热稳定系数。

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铜和铝的热稳定系数见表8-1。

对于电压等级为0.6kV/1kV及以下的电缆，当采用低压断路器或熔断器作为网络的保护时，其电缆的热稳定性一般都能满足要求，可不必进行验算，而当电压等级在3.6kV/6kV及以上的电缆应验算短路热稳定性。

3.根据经济电流密度选择电缆截面

一般在电缆线路最大负荷利用而长度又超过20m时，则按经济电流密度来选择截面。事实上，按长期允许载流量选择电缆截面，只考虑了电缆的长期允许温度，若绝缘结构具有高的耐热等级，载流量就可以很高。但由于功率损耗与电流的平方成正比，如果以经济电流密度来选择电缆截面，就较为合理。

若知道电缆线路中最大负荷电流及所选导电线芯材料的经济电流密度，即可计算导线截面，有

式中   I_max——最大负荷电流，A;

      j_n——经济电流密度，A/mm²。

铜和铝的经济电流密度见表8-2。

4.根据供电网络中允许电压降校核电缆截面

当电网中无调压设备，其电缆截面又较小时，这时为保证供电质量可靠，应按允许电压降校核电缆截面s。

对三相系统，电缆截面积S三相（单位∶mm²）应满足式（8-4）要求，即

对单相系统，电缆截面积S单相（单位∶mm²）应满足式（8-5）要求，即

式中   I——负荷电流，A;

      U——网络额定电压，单相系统和三相系统均为线电压;

      L——电缆长度，m;

      μ%——网络允许电压降百分数;

      p——电阻率，Q·mm²/m（铜芯取0.020Ω·mm²/m，铝芯取0.035Ω·mm²/m）。当根据计算的导线线芯截面选择电缆截面时，应选择不小于及最接近的标准电缆截面S（S单相、S三相）值后，再对照电缆产品样本选择电缆截面，并应首先要考虑长期允许载流量，其次进行热稳定的校核，最后考虑经济电流密度和网络允许电压降。

三、按绝缘种类选用电力电缆

1.一般低压线路

380V线路用电缆在一般场所多选用聚氯乙烯电缆。但聚氯乙烯电缆着火燃烧时会产生大量黑烟和氯化氢等强腐蚀性气体，故在火电厂、核电站、石油平台、高层建筑、公共场所和船舶上不宜采用，而应选择其他性能好的电缆，如耐阻燃型电缆（用于船舶的电缆则要选择船舶专用电缆）。

2.中低压电力电缆线路

在6~35kV中低压电力电缆线路中，国际上多数选用交联聚氯乙烯电缆，我国主要选用不滴流油浸纸电缆或交联聚氯乙烯电缆。由于乙丙橡胶电缆不但电性能和热性能都比较好，与交联聚氯乙烯电缆相似，而且柔软性、耐x射线辐照和抗水树枝性能好。因此，乙丙橡胶电缆适宜在矿井、水下和核电站内使用，其缺点是价格较昂贵和介质损耗因数较大。

3.高压电力电缆线路

110kV及以上电压等级的电缆，可根据具体情况选用自容式充油电缆或钢管充油电缆及交联聚氯乙烯电缆。交联聚氯乙烯电缆与充油电缆相比，虽不需要供油系统，但其电缆中间接头和电缆终端的制作安装技术复杂，施工安装现场要有净化措施，同时要求安装过程中始终保持非常洁净，没有潮气。此外，交联聚氯乙烯的体积膨胀系数大、压缩模量小等，由此带来的一些热机械性能问题尚需研究解决，因此一定要慎重选用。

四、按护层种类选用电力电缆

电缆护层是电缆基本结构中一个极其重要的组成部分，护层质量直接影响电缆绝缘性能和机械强度，决定着电缆的使用寿命。因此，电力电缆护套种类的选择应按下述要求选用∶

（1）明敷油浸纸绝缘电缆要选用裸钢带铠装。

（2）在易受腐蚀的环境中或在地下直埋敷设时要选用钢带外有外护套的电缆。

（3）在水下敷设或电缆可能受到较大拉力时要选用钢丝铠装电缆。

（4）有金属护套的电缆敷设在易振的场所时要选用铝护套电缆。

（5）交联聚乙烯电缆敷设在水下，或者电压等级为63kV及以上时，要选用有防水金属套的电缆;在水下敷设或受到较大拉力时也要选用钢丝铠装电缆。