淺談低壓電纜的選擇

【摘要】根據(jù)負載功率，通過計算，得出工作電流，從手冊中查閱出符合符合載流量等級的電纜。在此基礎(chǔ)上綜合各方面因數(shù)，從整體和長遠的角度來選擇出合適的電纜截面。

【關(guān)鍵詞】電纜類型；橫截面；載流量

一、引言

目前，我國的電線電纜行業(yè)在各大行業(yè)中排列第二，僅次于汽車行業(yè)，產(chǎn)品滿足率和國內(nèi)市場占有率均超過90%。中國市場強烈的誘惑力，使得世界都把目光聚焦于中國市場，在改革開放短短的幾十年，中國線纜制造業(yè)所形成的龐大生產(chǎn)能力讓世界刮目相看。隨著中國電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)、汽車業(yè)以及造船等行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，對電線電纜的需求也將迅速增長，未來電線電纜業(yè)還有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

二、電纜的命名規(guī)則

電纜型號的排列規(guī)則為：絕緣—導(dǎo)體—屏蔽層—內(nèi)護層—鎧裝層—外護層

例如：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅帶屏蔽聚氯乙烯護套電力電纜，額定電壓為26/35KV，三芯銅導(dǎo)體，標(biāo)稱截面積240mm2，表示為：YJV-26/35 3*240。

常用名稱代碼有如下：

類別：ZR（阻燃），NH（耐火），BC（低煙低鹵），E（乙丙橡膠），EY（硬乙丙橡膠）K（控制），N（農(nóng)用），JK（架空電纜類），B（布電線）。

絕緣：V（聚氯乙烯），YJ（交聯(lián)聚乙烯），Y（聚乙烯），X（天然丁苯膠混合物絕緣），G（硅橡膠混合物絕緣），S（聚烯烴），YY（乙酸乙烯橡皮混合物絕緣）。

導(dǎo)體：T（銅導(dǎo)體），L（鋁導(dǎo)體），G（鋼芯），R（銅軟線）。

屏蔽：P（銅網(wǎng)屏蔽），P1（銅絲纏繞），P2（銅帶屏蔽），P3（鋁塑復(fù)合帶屏蔽）

內(nèi)護套：V（聚氯乙烯護套），Y（聚乙烯護套），F(xiàn)（氯丁膠混合物等彈性體護套），Q（鉛）。

鎧裝：2（雙鋼帶），3（細圓鋼絲），4（粗圓鋼絲），6（非磁性金屬帶），7（非磁性金屬絲）。

外護套：2（聚氯乙烯），3（聚乙烯或聚烯烴），4（氯丁膠混合物等彈性體）。

三、電纜的選擇

電力電纜的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用要求主要考慮兩方面：電纜的類型、電纜橫截面。

（一）電纜的類型

電纜的類型考慮如下：

1.導(dǎo)體材料

傳播電流的導(dǎo)體有很多種，但是用作低壓電纜的導(dǎo)體通常有鋁、銅兩種。在正常溫度下，鋁的電阻率是銅的1.68倍。在相同的截面積下，銅導(dǎo)線的載流量約為鋁導(dǎo)線的1.5倍。

從耗損方面看，銅導(dǎo)線的耗損比鋁導(dǎo)線低，從機械性能來看，銅導(dǎo)線的性能優(yōu)于鋁導(dǎo)線，抗疲勞強度約為鋁導(dǎo)線的1.7倍。從比重方面來看，鋁導(dǎo)線的質(zhì)量約為銅導(dǎo)線的一半。鋁導(dǎo)線大多適用于對銅有腐蝕的環(huán)境、架空線路及較大截面的中頻線路，除適宜使用鋁導(dǎo)線的場合外，應(yīng)盡量選擇銅導(dǎo)線。

2.電纜芯數(shù)

電線電纜的芯數(shù)主要取決于電壓及接地方式。2芯電纜一般用于220V，3芯電纜一般用于380V-400V，4芯電纜一般用于帶N線的380V-400V，5芯電纜一般用于帶N線和PE線的380V-400V。在節(jié)約成本和不降低安全性的同時，一般N線和PE線的截面積約為相線的一半。在特殊場合如醫(yī)院、礦井中，N線和PE線的截面積于相線相同。

3.絕緣材料

（1）一般場合中使用的電纜絕緣材料

①聚氯乙烯絕緣（PVC）絕緣電纜長期允許的工作溫度為70℃，短路熱穩(wěn)定允許溫度為160℃，其缺點是對環(huán)境適應(yīng)性較差，在-15℃和60℃之外，會加速老化。

②交聯(lián)聚乙烯絕緣（CLPE）電纜長期允許的工作溫度為90℃，短路熱穩(wěn)定允許溫度為250℃。該絕緣電纜具有性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕、載流量大，奶腐蝕等特點。

③橡皮絕緣電纜長期允許工作溫度為60℃，短路熱穩(wěn)定允許溫度為200℃。普通橡皮絕緣電纜遇到油類及其化合物時，容易被腐蝕，且耐熱性差。建議采用乙丙橡膠絕緣（EPR），其長期允許工作溫度為90℃，短路熱穩(wěn)定允許溫度為250℃，有優(yōu)異的電氣、機械特性，具有耐油、耐臭氧、抗風(fēng)化、耐高溫等特點，在我國尚未廣泛應(yīng)用。但在國外早已大量使用。

（2）有特殊消防要求的場合宜采用阻燃電纜、耐火電纜

阻燃電纜是指在電纜被燃燒后，具有使火焰蔓延在規(guī)定范圍內(nèi)，撤去火源后，殘焰能在規(guī)定時間內(nèi)自行熄滅。電纜阻燃材料一般分為含鹵、無鹵兩大類：含鹵型具有阻燃性能好，價格低，燃燒時煙霧濃，酸霧及毒氣大等特點，材料有聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚磺化聚乙烯、氯丁橡膠等；無鹵型具有煙少、毒低、無酸霧，阻燃性能差，材料有聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、天然橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等。

耐火電纜是指在規(guī)定實驗條件下，在火焰中延燒一定時間內(nèi)能保持正常運行特性的電纜。按耐火特性分為A類（耐火溫度900-1000℃）和B類（耐火溫度750-800℃），供火時間為90mm。按絕緣材質(zhì)可分為有機型和無機型：有機型采用耐高溫800℃的云母帶作為耐火層；無機型采用氧化鎂作為絕緣材料，允許在250℃高溫下長期正常工作--。

（二）電纜橫截面的選擇

電纜橫截面的選擇有考慮如下：

電纜截面主要是根據(jù)負載的計算電流并結(jié)合電纜載流量來選擇，另外在此基礎(chǔ)上應(yīng)該綜合下列因數(shù)才能從整體和長遠的角度來選擇出合適的電纜截面：

1.電纜溫升

電纜在工作時，會因為環(huán)境及電流通過而發(fā)熱，因此電纜的最惡劣的工作環(huán)境溫度不允許超過其允許值，并且長期的工作電流不應(yīng)超過權(quán)威部門公布的電纜載流量。

2.經(jīng)濟電流

按照載流量來選擇電纜，只考慮了初始投資，而經(jīng)濟電流的不僅考慮了初始投資，還考慮了壽命期內(nèi)導(dǎo)體的損耗。當(dāng)初始投資只考慮了負荷使用的電流，但是若干時間后線路會有耗損，會造成費用支出，因此按照經(jīng)濟電流的概念，初始投資和線路損耗都考慮后，增加了電纜截面，初始投資增加，而線路耗損的費用減少。在這兩個區(qū)間內(nèi)，總費用最少的即為經(jīng)濟截面。國際電工委員會（IEC）按經(jīng)濟電流選擇電線、電纜的原理，制定了“電力電纜的線芯截面最佳化”標(biāo)準(zhǔn)（IEC287-3-2/1995）。

3.電壓損失

由于電纜本身具有一定的電阻，在工作時，電壓必然受到一定影響，電纜長度越長，電阻值越大，電壓損失也越大，造成設(shè)備端實際電壓偏離額定電壓，設(shè)備性能會受到影響，甚至無法運行。因此選擇電纜時，電纜截面應(yīng)根據(jù)電纜長度適當(dāng)增加。

4.保護措施

電纜在選擇時，還應(yīng)考慮保護元件，如果線路或者負載端發(fā)生故障，而保護元件還未發(fā)生作用，線纜則會受到損傷，也就是說保護元件的額定電流必須小于電纜的載流量，否則無法保護電纜。

另外，電纜越長，越會影響保護元件的靈敏度，因為電纜的長度關(guān)系到電纜自身的阻抗，因此電纜截面也應(yīng)隨著電纜長度增加而增大。

5.機械強度

電纜截面必須滿足下表要求。

四、結(jié)論

電纜的選擇不僅僅要考慮電纜的載流量，還要根據(jù)應(yīng)用場合、應(yīng)用需要、電壓損失、機械強度等等各方面要素，結(jié)合經(jīng)濟電流的選型方法，才能創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

作者簡介：竇立（1982—），男，江蘇揚州人，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：計算機科學(xué)。