電纜絕緣子和套管的選擇

第六章導體和電氣設備的原理與選擇第七節(jié)電纜、絕緣子和套管的選擇教學內(nèi)容本節(jié)教學內(nèi)容一、電力電纜選擇二、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇首頁一、電力電纜選擇1．電纜型號的選擇基本結構：由導電線芯、絕緣層和保護層三部分組成。線芯材料：銅芯和鋁芯兩種。常用的線芯數(shù)目：單芯充油電纜（用于110kV及以上）三芯電纜（用于35kV及以下三相系統(tǒng)）雙芯電纜（用于單相系統(tǒng)）四芯、五芯電纜（用于380/220V三相四線系統(tǒng)或有一線芯用于安全接地）。線芯絕緣：有油浸紙絕緣，塑料絕緣和橡皮（膠）絕緣三類。保護層：塑料電纜的保護層由聚乙烯做成。油浸紙絕緣電力電纜保護層由內(nèi)保護層和外保護層構成，內(nèi)保護層目的是防潮和防漏油，有金屬鋁包和鉛包兩種；外保護層防機械損傷和防腐蝕，有鋼帶鎧裝（抗壓）、鋼絲鎧裝（抗拉）等種類，鎧裝層外還有防腐蝕外被層。一、電力電纜選擇選擇電纜時，應根據(jù)其用途、敷設方式和場所、工作條件及負荷大小，選擇線芯材料、線芯數(shù)目、線芯絕緣材料和保護層等，進而確定電纜的型號。2．額定電壓選擇：UN≥UNs

3．截面選擇1)長度在20m以下的電纜，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇其截面，即：

Imax≤KIal

綜合修正系數(shù)K的計算在空氣中敷設時在空氣中穿管敷設時土壤中直埋或穿管直埋時一、電力電纜選擇以上三式中：Kt為溫度修正系數(shù)；K1為電纜在空氣中多根并列敷設和穿管敷設時的修正系數(shù)；K2為空氣中穿管敷設時的修正系數(shù)，當電壓在10kV及以下時，截面S≤95mm2時，K2=1，當截面S=120~185mm2時，K2=0.85；K3為直埋因土壤熱阻不同的修正系數(shù)；K4為土壤中多根并列敷設的修正系數(shù)。2)年最大負荷利用時數(shù)≥

5000h，長度在20m以上的電纜，按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面：

按經(jīng)濟電流密度選擇的電纜還應滿足長期發(fā)熱要求：

Imax≤KIal

為了便于敷設，一般盡量選用線芯截面不大于185mm2的電纜。一、電力電纜選擇一、電力電纜選擇4．熱穩(wěn)定校驗電纜的熱穩(wěn)定校驗仍采用最小截面法，即所選截面S（單位為mm2）應滿足：Qk——短路電流熱效應(A2·s)。熱穩(wěn)定系數(shù)C用下式計算：η——計及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對于3~6kV廠用回路，取0.93；對于10kV及以上回路取1.0；

Q——電纜芯單位體積的熱容量，鋁心取0.59J/(cm3·℃)，銅心取0.81J/(cm3·℃)；

α——電纜芯在20℃時的電阻溫度系數(shù),鋁心取0.00403/℃，銅心取0.00393/℃；Ks——電纜芯在20℃時的集膚效應系數(shù)，S<150mm2的三芯電纜Ks=1，S=150~240mm2的三芯電纜Ks=1.01~1.035；ρ20——電纜芯在20℃時的電阻溫度系數(shù)，鋁心取3.1×10-6Ω·cm2/cm，銅心取1.84×10-6Ω·cm2/cm；θh——短路時電纜的最高允許溫度（℃）；

θw——短路前電纜的工作溫度（℃）。

一、電力電纜選擇5．允許電壓降校驗對供電距離較遠的電纜線路應校驗其電壓損失:UN、cosφ——分別為線路額定電壓（線電壓）和功率因數(shù)；L——電纜線路長度（km）；r=ρ/S、x——單位長度電纜的電阻和電抗（Ω/km）。6~10kV三芯電纜電抗約為0.08Ω/km，35kV三芯電纜約為0.12Ω/km。一、電力電纜選擇【例6-2】某變電所10kV電壓母線用雙回電纜線路向一重要用戶供電，用戶最大負荷5400kW，功率因數(shù)cosφ=0.9，最大負荷利用小時數(shù)為5200h/年，當一回電纜線路故障時，要求另一回仍能供給80%的最大負荷。線路直埋地下，長度為1200m，電纜凈距為200mm，土壤溫度10℃，熱阻系數(shù)80℃·cm/W，短路電流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA，短路切除時間為2s，試選擇該電纜。解正常情況下每回路的最大持續(xù)工作電流為：一、電力電纜選擇根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)查圖6-17曲線1，得J=0.72直埋敷設一般選用鋼帶鎧裝電纜，每回路選用兩根三芯油浸紙絕緣鋁心鋁包鎧裝防腐電纜，每根S=120mm2，熱阻系數(shù)80℃·cm/W時的允許載流量為Ial=215A，最高允許溫度為60℃，額定環(huán)境溫度為25℃。長期發(fā)熱按一回電纜線路故障時轉移過來的負荷校驗，即滿足長期發(fā)熱要求。一、電力電纜選擇短路熱效應短路前電纜的工作溫度熱穩(wěn)定系數(shù)C為：滿足熱穩(wěn)定要求。電壓損失校驗根據(jù)以上計算可以看出，所選電纜滿足要求。一、電力電纜選擇二、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇二、支柱絕緣子與穿墻套管的選擇支柱絕緣子與穿墻套管用作裸導體的對地絕緣和支撐固定。(一)支柱絕緣子的選擇

支柱絕緣子只承受導體的電壓、電動力和正常機械荷載，不載流，沒有發(fā)熱問題。1．種類和型式選擇屋內(nèi)型支柱絕緣子：由瓷件及用水泥膠合劑膠裝于瓷件兩端的鐵底座和鐵帽組成。膠裝方式：鐵底座和鐵帽膠裝在瓷件外表面的稱為外膠裝（Z型），膠裝入瓷件孔內(nèi)的稱為內(nèi)膠裝（ZN型）。性能：外膠裝機械強度高，內(nèi)膠裝增大了電氣距離，電氣性能好，但不能承受扭矩，對機械強度要求較高時，應采用外膠裝或聯(lián)合膠裝絕緣子（ZL型，鐵底座外膠裝，鐵帽內(nèi)膠裝）。屋外型支柱絕緣子采用棒式絕緣子。二、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇外膠裝支柱絕緣子內(nèi)膠裝支柱絕緣子6~10kV棒式絕緣子

二、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇高壓11校0~耳22季0k撥V戶外裁棒式是絕緣勇子二、榆支柱扯絕緣圍子和淹穿墻速套管鹿的選敢擇2．額定電壓選擇：UN≥UNs

在屋遷外有尋空氣言污穢演或冰祖雪的取地區(qū)尿，應毫選用柴高一怎級電墓壓的犧產(chǎn)品菜。3．動修穩(wěn)定令校驗當三要相導怖體水反平布蘋置時兵，如害圖6-燙22所示判，支賭柱絕椅緣子范所受滲電動寺力應焰為兩因側相粗鄰跨勵導體率受力徒總和兇的一坊半，計即列：式中L1、L2——與絕乎緣子旋相鄰性的跨桑距（m）。圖6-22二、霸支柱違絕緣急子和清穿墻爐套管夫的選犁擇由于撐制造修廠家羞給出蘭的是眼絕緣客子頂腸部的象抗彎總破壞雨負荷Fde，因足此必隆須將Fma庭x換算音為絕丟緣子售頂部械所受私的電惕動力Fc（單孕位為N）（接如圖6-豬23所示攤），耍根據(jù)雹力矩角平衡刃關系幟得：式中H——絕緣塌子高林度（mm）；H1-——絕緣廊子底格部到吵導體炸水平霉中心敞線的醋高度害（mm），h為導千體放日置高真度；b為導委體支湖持器類下片晴厚度六，一藍般豎芽放矩修形導典體為18向m蛾m，平冒放矩蠟形導蜻體及騰槽形森導體嚴為12竹m余m。二、裂支柱央絕緣呼子和程穿墻毫套管汽的選虜擇式中Fde——抗彎爬破壞房誠負荷坡（N），0.談6為安焦全系云數(shù)。圖6-23動穩(wěn)定校驗條件為：Fc≤0.6Fde

二、鑼支柱辦絕緣概子和振穿墻予套管刷的選央擇(二)穿墻手套管俊的選裕擇1．種旺類和殺型式依選擇根據(jù)磚裝設件地點洲：可杯選屋爪內(nèi)型啄和屋雅外型禾。根據(jù)銳用途弱：可誰選擇耗帶導他體的澇穿墻總套管士和不強帶導咸體的雷母線泊型穿妻墻套允管。得屋內(nèi)絡配電葉裝置奇一般告選用紐奉鋁導寒體穿懸墻套尚管。二、匯支柱拖絕緣里子和評穿墻別套管勸的選屠擇2．額耍定電頭壓選險擇：UN≥UNs當有壘冰雪顫時，績應選市用高校一級施電壓息的產(chǎn)絹品。3.額定請電流醬選擇帶導刻體的末穿墻臉套管勻，其狡額定輕電流蝴：IN≥Ima裂x母線藝型穿像墻套北管本眨身不棟帶導笛體，各沒有路額定測電流婦選擇加問題圾，但的應校斤核窗妨口允驢許穿戒過的洞母線劉尺寸熱。4．熱舉穩(wěn)定良校驗碗：Qk為短凈路電雙流熱繡效應[(肥kA位)2·s胞]；It制造形廠家陜給出檢的t秒內(nèi)醒允許匆通過贈的熱貨穩(wěn)定泄電流在（kA）。母線塑型穿浸墻套波管無墨熱穩(wěn)斃定校閑驗。二、鮮支柱制絕緣剩子和段穿墻伐套管縱的選蹲擇5．動糕穩(wěn)定玩校驗穿墻北套管濃端部藏所受鳥電動雅力Fma劇x（單毫位為N）為謎：式中L1——套管險端部囑至最巧近一瞇個支寄柱絕堵緣子機間的壺距離擇（m），匠如圖6-賭6所示鄭；L2——套管棗本身殺長度Lca（m）。動穩(wěn)定校驗條件為：Fmax≤0.6Fde

式中Fde——抗彎灘破壞屆負荷弟（N），0.績6為安補全系嗽數(shù)。二、謝支柱兄絕緣藝子和催穿墻磨套管某的選陡擇【例6-熟3】選擇固例6-英1中變誤壓器覽低壓棟側引鬼出線雄中的阿支柱牽絕緣大子和禍穿墻右套管摩。已浴知I1.亭3=1味9.委7k危A，I2.憤6=1霞6.拉2k仔A。解（1）支柱噸絕緣跌子的藥選擇腸根黑據(jù)裝茄設地熔點及潮工作專電壓捧，位肺于屋貸內(nèi)部毀分選僑擇ZB默-1肅0Y型戶秋內(nèi)支旋柱絕伸緣子椅，其貓高度H=匹21更5m肆m，抗拾彎破熄壞負述荷Fde=忘73志50喪N?？梢匝瓭M足釣動穩(wěn)祥定要禍求。草戶外秋部分仰選高笨一級霸電壓家的ZS撒-2略0/倍8型支漁柱絕裙緣子斜。（2）穿宣墻套務管的足選擇殲根據(jù)疊裝設幻玉地點派、工粉作