第7章_导体及电缆的设计选择(山东电力院发输变电讲义).ppt

第7章 导体及电缆的设计选择,7.1 导体设计选择的原则7.1.1 一般原则 7.1.1.1 选择导体的一般原则 7.1.1.2 裸导体应根据具体情况，按下列技术条件进行选择或校验:(1)电流；(2)经济电流密度；(3)电晕；(4)动稳定或机械强度(5)热稳定；(6)允许电压降7.1.1.3 裸导体尚应按下列使用环境条件校验(1)环境温度；(2)日照；(3)风速；(4)污秽；(5)海拔高度当在屋内使用时，可不校验(2)、(3)、(4)项7.1.1.4 载流导体宜采用铝质材料，配电装置的母线和引线不宜采用铜导体下列场所可选用铜质材料的硬导体：(1)持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或采用硬铝导体穿套管有困难时 (2)污秽对铜腐蚀轻微而对铝有较严重腐蚀的场所7.1.1.5 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流，对屋外导体尚应计及日照对其载流量的影响7.1.1.6 验算导体动稳定、热稳定所用的短路电流，应按具体工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划(宜为该期工程建成后510年)确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式 .7.1.1.7 验算导体用的短路电流，按下列情况进行计算： (1)除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外,元件的电阻都略去不计。

(2)在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响7.1.1.8 导体的动稳定、热稳定电流，可按三相短路验算若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统,自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况验算7.1.1.9 验算裸导体短路热效应的计算时间，宜采用主动保护动作时间加相应的断路器全分闸时间如主保护有死区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值7.1.1.10 用熔断器保护的导体可不验算热稳定；除用有限流作用的熔断器保护者外，裸导体的动稳定仍应验算 用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定7.1.1.11 对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点 对带电抗器的610kV出线与厂用分支线回路的计算短路点，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管应选择在电抗器前外，其余导体宜选择在电抗器之后7.1.1.12 屋外配电装置的导体绝缘子和金具，应根据当地气象条件和不同受力状态进行力学计算7.1.1.13 裸导体的正常最高工作温度不应大于+70，在计及日照影响时，钢芯铝及线管形导体不宜大于+80。

当裸导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时，其最高工作温度可提高到+857.1.1.14 验算短路热稳定时，裸导体的最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取十200，硬铜可取+300，短路前的导体温度应采用额定负荷下的工作温度7.1.1.15 在按回路正常工作电流选择裸导体截面时，导体的长期允许载流量，应按所在地区的海拔高度及环境温度进行修正7.1.1.16 验算短路动稳定时，硬导体的最大允许应力应符合规定7.1.1.17 导体和导体、导体和电器的连接处，应有可靠的连接接头 硬导体间的连接宜采用焊接需要断开的接头及导体和电器端子的连接处应采用螺栓连接不同金属的导体连接时，根据环境条件，应采取装设过渡接头等措施7.1.1.18 采用硬导体时，应按温度变化、不均匀沉降和振动等情况，在适当的位置装设伸缩接头或采取防震措施7.1.2 环境条件,7.1.2.1 选择导体时，应按当地环境条件校核当气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较分别采用下列措施: (1)向制造部门提出补充要求，订制符合当地环境条件的产品 (2)在设计或运行中采取相应的防护措施。

如采用屋内配电装置等7.1.2.2 选择导体的环境温度宜采用表712所列数值 7.1.2.3 选择屋外导体时，应考虑日照的影响对于按经济电流密度选择的屋外导体发电机引出线的封闭母线、组合导线等，可不校验日照的影响7.1.2.4 选择导体时所用的最大风速，可取离地面10m高、30年一遇的10min平均最大风速最大设计风速超过35ms的地区，可在屋外配电装置的布置中采取措施阵风对屋外电器及电瓷产品的影响，应由制造部门在产品设计中考虑7.1.2.5 在积雪、覆冰严重地区，应尽量采取防止冰雪引起事故的措施7.1.2.6 选择导体的，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度对湿度较高的场所应采用相对湿度该处实际相对湿度当无资料时，相对湿度可比当地湿度最高月份的平均相对湿度高57.1.2.7 为保证空气污秽地区导体的安全运行，在工程设计中应根据污秽情况选用下列措施： (1)增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距，选用有利于防污的电瓷造型 (2)对2级及以上污秽区的63110kV配电装置宜采用屋内型当技术经济合理时，220kV配电装置也可采用屋内型 发电厂、变电所污秽分级标准见GBT 16434高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准。

7.1.2.8 选择导体时，应根据当地的地震烈度选用能够满足地震要求的产品7.1.2.9 金具在1.1倍最高工作相电压下，晴天夜晚不应出现可见电晕，110kV及以上电压户外晴天无线电干扰电压不应大于2500V，并应由制造部门在产品设计中考虑7.2 电缆设计选择的原则 7.2.1 电缆型式的选择7.2.1.1电缆芯线材质 (1)控制电缆应采用铜芯 (2)用于下列情况的电力电缆,应采用铜芯: 1)电机励磁、重要电源、移动式电气设备等需要保持连接具有高可靠性的回路 2)振动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀等严酷的工作环境 3)耐火电缆 (3)用于下列情况的电力电缆，宜采用铜芯： 1)紧靠高温设备配置 2)安全性要求高的重要公共设施中 3)水下敷设当工作电流较大需增多电缆根数时4)除限于产品仅有铜芯和上述(1)(3)项确定宜用铜芯的情况外应采用铝芯7.2.1.2 电力电缆芯数 (1)lkV及其以下电源中性点直接接地时，三相回路的电缆芯数选择应符合下列规定 1)保护线与受电设备的外露可导电部位连接接地的情况： a)保护线与中性线合用同一导体时，应采用四芯电缆 b)保护线与中性线各自独立时，宜用五芯电缆；当满足第7.6.1.16条规定的情况下，也可采用四芯电缆与另外的保护线导体组成。

2)受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况，应采用四芯电缆2)lkV及其以下电源中性点直接接地时，单相回路的电缆芯数选择应符合下列规定： 1)保护线与受电设备的外露可导电部位连接接地的情况： a)保护线与中性线合用同一导体时，应采用两芯电缆 b)保护线与中性线各自独立时，宜采用三芯电缆；在满足第7.6.1.16条规定的情况下，也可采用两芯电缆与另外的保护线导体组成 2)受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况，应采用两芯电缆3)工作电流较大的回路或水下敷设时，当技术经济比较合理，可采用单芯电缆4)除7.2.1.2(1)-(3)项规定的情况外，交流供电回路宜用三芯电缆5)直流供电回路，宜采用两芯电缆；当需要时可采用单芯电缆7.2.1.3 电缆绝缘水平1)交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压，不得低于使用回路的工作线电压2)交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压的选择，应符合下列规定： 1)中性点直接接地或经低阻抗接地的系统当接地保护动作不超过lmin切除故障时，应按100的使用回路工作相电压 2)对于1)项外的供电系统，不宜低于133的使用回路工作相电压；在单相接地故障可能持续8h以上，或发电机回路等安全性要求较高的情况，宜采取173的使用回路工作相电压。

3)交流系统中电缆的冲击耐压水平，应满足系统绝缘配合要求4)直流输电用电力电缆绝缘水平，应计及负荷变化因素，满足内部过电压的要求5)控制电缆额定电压的选择，应不低于该回路工作电压，满足可能经受的暂态和工频过电压作用要求且宜符合下列规定： P1057.2.1.4 电缆绝缘类型7.2.1.5 电缆外护层类7.2.1.6 控制电缆及其金属屏蔽 (1)双重化保护的电流、电压以及直流电源和跳闸控制回路等需增强可靠性的两套系统，应采用各自独立的控制电缆 (2)下列情况的回路，相互间不宜合用同一根控制电缆： 1)弱电信号、控制回路与强电信号、控制回路 2)低电平信号与高电平信号回路 3)交流断路器分相操作的各相弱电控制回路 (3)弱电回路的每一对往返导线，宜属于同一根控制电缆4)强电回路控制电缆，除位于超高压配电装置或与高压电缆紧邻并行较长,需抑制干扰的情况外，可不含金属屏蔽 (5)弱电信号、控制回路的控制电缆，当位于存在干扰影响的环境又不具备有效抗干扰措施时，宜有金属屏蔽 (6)控制电缆金属屏蔽型类的选择，应按可能的电气干扰影响，计人综合抑制干扰措施，满足需降低干扰或过电压的要求1)位于1lOkV以上配电装置的弱电控制电缆，宜有总屏蔽、双层式总屏蔽。

2)计算机监测系统信号回路控制电缆的屏蔽选择，应符合下列规定： a)开关量信号，可用总屏蔽 b)高电平模拟信号，宜用对绞线芯总屏蔽，必要时也可用对绞线芯分屏蔽 c)低电平模拟信号或脉冲量信号，宜用对绞线芯分屏蔽，必要时也可用对绞线芯分屏蔽复合总屏蔽 3)其他情况，应按电磁感应、静电感应和地电位升高等影响因素，采用适宜的屏蔽型式4)敷设方式要求电缆具有钢铠、金属套时，应充分利用其屏蔽功能7)需降低电气干扰的控制电缆，可在工作芯数外增加一个接地的备用芯8)控制电缆金属屏蔽的接地方式，应符合下列规定：1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层，不得构成两点或多点接地，宜用集中式一点接地 2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层，当电磁感应的干扰较大，宜采用两点接地；静电感应的干扰较大，可用一点接地 双重屏蔽或复合总屏蔽，宜对内、外屏蔽分用一点、两点接地3)两点接地的选择，还应考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔7.2.2 电缆截面的计算选择 7.2.2.1 电力电缆截面选择一般规定 (1)电力电缆缆芯截面选择的基本要求 1)最大工作电流作用下的缆芯温度，不得超过按电缆使用寿命确定的允许值. 2)最大短路电流作用时间产生的热效应，应满足热稳定条件。

3)连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值 4)较长距离的大电流回路或35kV以上高压电缆，当符合上述条款时，宜选择经济截面 5)铝芯电缆截面，不宜小于4mm2 6)水下电缆敷设当需缆芯承受拉力且较合理时，可按抗拉要求选用截面2)对10kV及以下常用电缆按持续工作电流确定允许最小缆芯截面时，宜满足附录C按下列使用条件差异影响计人校正系数所确定的允许载流量： 1)环境温度差异2)直埋敷设时土壤热阻系数差异3)电缆多根并列的影响7.3 硬导体的设计选择,7.3.1 导体选型7.3.1.1 载流导体一般使用铝或铝合金材料，成型导体一般为矩形、槽形和管形7.3.1.2 下列场所可选用铜质材料的硬导体： (1)持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部采用硬铝导体穿过套管有困难时； (2)污秽对铜腐蚀轻微而对铝有较严重腐蚀的场所7.3.1.3 我国目前常用的硬导体型式有矩形、槽形和管形等 1)矩形导体单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好等优点，一般适用于工作电流I2000A的回路中2)槽形导体槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形导体相比，其优点是散热条件好，机械强度高，安装也比较方便。

3)管形导体管形导体是空芯导体，集肤效应系数小，且有利于提高电晕的起始电压 户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小、架构简明、布置。