同心导体低压电力电缆.doc

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1、同心导体低压电力电缆吴锡奇[摘要]阐述同芯式导体低压电力电缆设计的原理、结构及其截面要求和工艺要求。[关键词]设计原理中性点接地短路电流电力电缆是在电力系统中传输或分配大功率电能的电缆。通常低压电力电缆产品结构设计时是没有同芯式导体的，由于未能很好地区分工程的具体情况和使用场所，在三相系统的输配电路中使用这种无同芯式导体(即无屏蔽特性)的塑料绝缘电力电缆会给工程设计、输配电网运行带来许多不足的问题，主要存在下列三个缺点：1、抗干扰性能差，当电缆本身输送的电流中含有高次谐波分量时，电缆会对其周围的电子设备产生电磁干扰；反之，外界的

2、电磁干扰也会藕合到电缆芯线上，对与电缆相接的各种电气产生电磁干扰；2、相一零短路阻抗大，使线路单相短路电流值降低，影响首端保护装置在单相短路时的灵敏度。特别要指出的是：在电源中性点直接接地的接零系统中，当电缆一相绝缘被击穿而发生的一相接地时，因其接地短路电流值很小，不足以使线路首端的过电流保护装置有效的动作，导致危及整个系统的电气设备和人身安全；3、沿高层建筑内敷设的电缆，因无屏蔽层，难免在强大雷电流的电磁效应作用下产生过压，而造成绝缘层的损坏或者被击穿。由于低压电力电缆本身结构存在问题，进而所引发的各种干扰和危害问题，日趋复杂

3、和严重。在电站、电厂、高层建筑、遂道、地铁、计算机机房的电缆选型与运行敷设中不得不将问题加以重视，而具有屏蔽性能及中性线作用的同芯式导体在这些场所显得更为重要和适用。一、同芯式导体设计的原理能源部SDJ8-79：《电力设备接地设计技术规范》中规定："在中性点直接接地的低压电力网中，电力设备的外壳宜采用低压接零保护，即接零"，又规定"零线应在电源处接地"。所谓零线，即与变压器或发电机直接接地的中性点连接的中性线，或在直流回路中的接地中性线。电力设备外壳与零线接连即为接零。保护接零的原理见图一，当电力设备发生相线碰壳故障时，短路电流

4、Id的值较大，使熔断器RD(或自动开关)迅速动作，切断电源。Id-相线碰壳时短路故障电流Rc-重复接地电阻Ro-工作接地电阻RD-熔断器二、同芯式导体的截面要求SDJ26-89《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》中规定："电力电缆金属屏蔽的有效截面，宜满足各种可能运行方式下(如中性点不直接接地系统中不同地点的两相接地短路)，该屏蔽层短路时温度最高不超过150°C(聚氯乙烯外护层)或140°C(聚乙烯外护层)的原则确定"。SD289－88《进口1－35kV橡塑电缆技术规范》中也规定："金属屏蔽层的有效截面应能在系统中发生接地故

5、障(中性点接地系统为单相接地故障，中性点不接地为不同地点两相同时接地故障)，而有故障电流渡过金属屏蔽蔽层时，屏蔽层的温度不超过其内侧的采集合最高耐热温?quot;。在金属屏蔽中，短路电流，导电截面的大小要按电网系统的短路容量(Shortcirouitpower)和系统接地方式而定。如果系统中性点直接接地，在金属屏蔽层中所引起的短路电流将与电缆导电线芯的相同，或导电线芯的一半，我国这样的系统主要是在低压供电系统中使用。如果系统不接地或通过阻抗接地(如北京标书要求：电力系统接地方式，中性点接地或经消弧线接地系统)，除出现少见的特殊短

6、路情况(如双接地doubleearthfault)金属屏蔽中的短路电流将不会太大，在我国这样的情况是在中压供电系统出现。中压电缆的铜丝屏蔽或铜带屏蔽的截面也可以参照XLPE绝缘中压电缆屏蔽蔽层的要求，确定其截面分为16、25、35、50mm2四种，(系统不直接接地)可根据故障电流容量选用。三、同芯式导体结构、工艺要求金属屏蔽主要是起电屏蔽作用，在电路故障短路时也起到导电线短路电流的重要作用，一般金属屏蔽可由1～2层铜带、铜丝编织或铜线疏绕同芯等组成，疏绕铜线的间距不得大于4mm，并要有一反向绕包的铜带作为接触扎线，把铜线疏绕层在

7、电气连成一体。国内电线电缆产品中，没有或很小采用同芯式导体的结构形式，国外一些发达国家都在致力于这方面的研究，并付诸实施。在英国标准中，BS4553－92供电用铜芯聚乙烯绝缘分股同芯电缆，规定同芯层可作为中性导体和接地导体，是符合BS4109规定的无镀层退火铜线来制造，并规定每个规格电缆中的铜丝数目和直径、电阻率同芯层的应采用右向绕包，绕包节距和线的根数应使之最小覆盖率达到90%，在同芯层外面应紧接重叠绕包不吸潮的包扎带。德国标准DIN57271－83中的NYCY型采用同芯层导体可作为中性线，接地线或零线使用，它同时又可以作屏蔽

8、线使用。也规定了无镀层退火铜线的根数和直径、电阻率。与同类型的电缆相比，具有结构紧凑、外形圆整，可节约护套电缆料10%左右，因此根据上结构特点、截面积的要求和使用设备及生产工艺制订了低电力电缆同芯式导体的结构设计原则。1、为了便于生产和管理，应尽量统一同芯导体的