导体和电缆选择总结(By-Maple)

导体和电缆选择注：以下内容是结合了导体和电缆选择2013年版讲义和部分网友的统计、历年的一些案例题型，再加上个人对配电手册和规范相关内容的理解总结而成。“总结是最好的复习”，希望大家也多多形成自己的总结。如果有错误纰漏请联系Maple(QQ:27183269)，大家共同努力。一． 内容和依据 A.高压导体选择：GB50060-2008《3~110kV高压配电装置设计规范》DL/T5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》(适用范围：3~500kV；考试重点：3~35kV配电装置导体。)B.低压导体选择：GB50054-1995《低压配电设计规范》（低压配电装置硬母线的短路稳定校验：参照高压导体。三相平衡系统中的谐波电流效应：见GB/T16895.15-2002《建筑物电气装置第5部分：电气设备的选择和安装第523节：载流量》。）C.电缆线路设计：GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》(适用范围：500kV及以下；考试重点：10kV及以下。）D.架空线路设计：GB50061-2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》二．选择导体要考虑的因素： 选择导体的技术条件： 电流、电晕、动稳定或机械强度、热稳定、允许电压降、经济电流密度 选择导体的环境条件： 环境温度（屋内和屋外）、日照、   风速、污秽、海拔 三．如何计算并选择裸导体的载流量？ 1.计算或已知回路的最大持续工作电流。各种回路的工作电流见电气手册一次P232表8‐3。 2.查DL/T5222附录D裸导体的载流量，注意计算条件（无风无日照70℃ 和有风有日照 80℃）。 3.根据以下条件计算校正系数（DL/T5222 7.1.5）： a.按海拔和环境温度校正查综合校正系数，见DL/T5222附录表D11； 注：该表很重要，经常考，注意单纯温度的修正也是查该表。 b.对屋外导体，应计及日照影响，见DL/T5222 6.0.3及附录D（最高允许温度80℃的载流量已计及）；日照对屋外电器的影响，缺乏数据时可按电气额定电流的80%选择设备。 c.采用多导体结构时，应考虑邻近效应和热屏蔽的影响‐  4.按第一步计算出的最大持续电流，除以第三部得出的校正系数，得出需要选择的裸导体载流量最小值，在附录D中选择符合要求的截面最小的型号。从载流量表可以看出竖放比平放载流量要大，所以同样的截面大小选竖放（竖放的动稳定性要差）。 注：h为宽度，b为厚度 ByMaple四．导体的热稳定和动稳定： 1.短路电流的电磁效应和导体的动稳定校验，见《配电手册》第五章P207~209 2.以下总结了各种规范手册关于导体、电缆的热稳定计算的内容。注意受熔断器保护的导体和电器可不验算热稳定，如果熔断器有限流作用，也不验算动稳定。    导体、电缆热稳定类型规范页数C/K值位置1.保护导体截面计算地规P43K值P71低规P12K值P54（见注1.1）2.接地导体(线)热稳定地规P65（见注2.1）C值P66（见注2.2）3.接地线热稳定配三P887（见注3.1）C值4.固体绝缘电缆热稳定缆规P63（注4.1）C值要算（见注4.2）5.母线电缆热稳定配三P211（注5.1）C值P2126.导体热稳定配三P210~212，钢上P543C值查曲线7.绝缘导体热稳定截面低规P31(公式跟P12同)K值P56表A.0.78.裸导体热稳定截面导规7.1.8C值P16（注8.1） 注1.1：地规和低规的公式、参数完全相同，可选低规。K值可以通过公式（A.0.1）计算（需要告知材料、导体初始温度、最终温度、电流），也可以根据保护导体的敷设、温度、绝缘类型等因素查表A.0.2~A.0.6。 注2.1： Ig对有效接地系统中的三相分体设备，Ig是单相接地或三相接地流过接地线的最大接地故障电流，对三相同体设备以及低电阻接地均为单相接地故障电流。Te对发电厂变电站配置有两套速动主保护以及其他保护时，Te最小值为主保护动作时间+断路器失灵保护动作时间+断路器开断时间；配有一套速动主保护及其他保护时Te最小值为断路器开断时间+第一级后备保护的动作时间。 注2.2：接地导体（线）的初始温度取40度，钢和铝材的最大允许温度取400度和300度，C值钢取70，铝为120，铜和铜镀钢材的热稳定系数根据最大允许温度查表E.0.2‐2 注3.1：跟地规相比，Ig的Tc在低电阻接地时取值2s，铜的C值均为210，没有根据最大允许温度调整，首选地规。 注4.1: 附录E.1.3 中Q值的确定，分三种情况：火电厂3~10KV厂用电动机馈线回路：机组容量100MW及以下，大于100MW，除火电厂3~10KV厂用电动机馈线回路以外的情况。注意I是系统电源供给短路电流的周期分量起始有效值 ByMaple注4.2: C值计算需要知道几个参数：短路作用时间内电缆导体允许最高温度、短路发生前的电缆导体最高工作温度、电缆的额定负荷电流、电缆实际最大工作电流电缆所处的环境温度最高值。计算起来挺麻烦，考的几率不大。配三手册P212表5‐9 有对交联聚乙烯绝缘电缆在不同长期允许工作温度时的c值。见注5.1 注5.1： Qt值按照式配三P210式5‐21计算，表格5‐9定义了母线的铜和铝、交联聚乙烯绝缘电缆在导体长期允许温度为90度和80度时的c值。 注8.1： 表7.1.8给出了不同工作温度、不同材料下（硬铝及铝镁合金、硬铜）C值 五、按经济电流密度选择导体     * 较长导体的截面宜按经济电流密度选择，配电装置的汇流母线除外。计算公式在缆规附录B B.0.2‐4     * 经济电流密度可参照DL/T5222附录E选取，钢铁上P1021 也有介绍   * 导体规格可取计算截面的较接近一档截面，宜偏小选取，不需要进行校正（温度、海拔等），前提是满足热稳定、容许电压降、持续载流量的要求。缆规 B.0.3 (3) 六、低压导体：中性线截面选择和谐波电流校正系数、保护线截面选择 中性线截面选择和谐波电流的校正系数计算，见配三例题，低压规范 P11 3.2.9也有说明，校正系数都一样。 保护导体在低压P12  3.2.14~3.2.16 地规 P42  8.2 均有介绍，保护导体的最小截面见低压、低规，分=16mm^2, (16,35) mm^2, 35^2三种情况，缆规还多了相芯线截面在(400,800), 800 mm^2 两种情况。 七、导体部分重要的知识点： 1.电晕临界电压的计算见DL/T5222 式7.17，在1.1倍最高工作相电压下，晴天夜晚不应出现可见电晕，户外晴天无线电干扰电压不宜大于500μV 2.110kV导体最小规格（海拔不超过1000m、常用相间距离下）： 软导线LGJ‐70；管形导体d≥20 3.按经济电流密度选择的导体，可不计日照的影响。（也无海拔温度修正） 4.最大风速取离地面10m高、30年一遇的10min平均最大风速。 5.污秽分级和爬电比距见7章或DL/T5222附录C。 6.海拔影响外绝缘和散热，裸导体载流量在不同海拔及环境温度下的综合校正系数见DL/T5222附录表D11。 7.导体的最高工作温度：普通导体不宜超过70℃（接触面镀锡、搪锡时，可提高到85℃） ；钢芯铝线及管形导体可按不超过80℃考虑（计及日照影响） 8.硬导体的最大允许应力有不同的数据，如果题目已给则用题目的，未给数据可引用配电手册 9.常用导体的选型 a.   * 20kV及以下回路的硬导体：正常工作电流4000A及以下者宜选用矩形导体；4000~8000A者宜选用槽形导体；8000A以上者宜选用圆管形导体。 b.* 110kV及以上配电装置的硬导体，宜用铝合金圆管形导体。 ByMaplec.* 220kV及以下软导线，宜选用钢芯铝绞线 八、电缆线路设计的相关概念 1.电缆选取的标准 按允许载流量选择导线和电缆的截面 按允许电压损失选择导线和电缆截面 按经济电流密度选择导线和电缆截面 按机械强度选择导线和电缆截面 2.电缆材质的选择 何时必须铜、何时必须&宜用铝，见配三和缆规 3.电缆芯数的选择 缆规说的很详细，只不过3.2.1和3.2.2条有错误 4.电缆绝缘水平 配三P481~482电缆绝缘的表格熟练掌握，注意区分何时选用第 Ⅰ类U0和第 Ⅱ类U0。表格里还有缆芯对工频电压和缆芯对地的雷电冲击耐受电压峰值 电缆导体与绝缘屏蔽或金属层之间额定电压，区分100%，133%，173%工作相电压对应的系统特点。注意配三的表格跟缆规在电缆与绝缘屏蔽的最小额定电压选择上有区别，缆规偏小，先按缆规的算看是否有答案。 5.电缆绝缘类型 概念题，见缆规，注意聚氯乙烯在何时不适用 6.电缆护层的选择 见缆规 7.各种类型电缆的简称 见配三第九章P560附录1，注意区分常见的电缆代号VV,VLV,LGJ,LJ,TJ,YJY,YJY所使用的绝缘和内护层，便于查找载流量和电压损失。 九、电缆截面的选取：按允许载流量 缆规附录C.0.1～C.0.3分别给出了不同绝缘类型的电缆（不滴油纸、聚氯乙烯和交流聚氯乙烯）在不同材质（铜或铝）、不同敷设方式（空气、土埋）、有无护套、电压（1~3KV,6KV,10KV）、最高工作温度、芯数、环境温度、排列方式、金属层接地点、土壤热阻时的载流量。  电缆没有综合校正系数（跟导体区分），其载流量基于给定值的基础上需要根据不同条件进行以下4个方面的校正 ： 1) 材质修正：给出铝材料求铜材料（* 1.29） 2) 温度修正：  环境温度的选取见规范表3.7.5 温度修正 查配电手册表9‐16/17（标准温度：空气中30℃、土壤中20℃）， 或查GB50217‐2007 附录D表D.0.1（标准温度：空气中40℃、土壤中25℃）  注意两个表标准温度不一样，根据题中条件确定查哪一个表；  若载流量表没有要求的数据或题中要求用公式进行温度校正   ByMaple3)土壤热阻系数修正：（地埋电缆）看与题中地埋情况是否相符，否则修正。注意缆规表D.0.3的校正系数适于附录C各表中采取土壤热阻系数为1.2 K∙m/W的情况，不适用于三相交流系统的高压单芯电缆。而配三的土壤热阻系数则是2.5K∙m/W。对交联聚乙烯电缆，缆规给出的载流量表都是基于土壤热阻系数为2.0的，首选解法是查找配三上对应温度下的载流量，然后根据表格9‐20进行土壤热阻修正。另一种方法是将表D.0.3中条件所给土壤热阻系数对应的校正系数/0.87( 土壤热阻系数2.0对应的校正系数)（注：不推荐） 4) 敷设方式修正：看与题中敷设方式是否相符，否则修正。敷设条件三种方式校正  查配电手册 P502 表9‐21/26 或查表 GB50217‐2007 附录D D.0.4‐07. 根据题中给出的条件确定采用那个表，首选缆规。 十、电缆截面的选取：按允许电压损失 配三P539~P542 有计算导线电阻、电抗的公式，其中电阻分直流电阻和交流电阻，如果题目告诉了电阻率、线芯半径、电流透入深度之类的参数，那就考虑用公式求电阻；告诉了架空线的排列方式和间距、扇形线芯的排列、母线排列，则用公式9‐15和9‐18求电抗；大部分情况都是查表9‐71~表9‐84。 重点掌握表9‐63中三相平衡负荷线路中的（1）和（3），如果题目需要求接于线电压的单相负荷或结于相电压的单相负荷，注意电流矩、负荷矩前面的系数是不一样的。   表9‐71~表9‐86是各种线路的电压损失，注意根据线路电压、类型选择对应的表格， 表格 线路 表9‐71 35kV三相平衡架空线路 表9‐72 10kV三相平衡架空线路 表9‐73 6kV三相平衡架空线路 表9‐74 380V三相平衡架空线路 表9‐75 35kV交联聚乙烯绝缘电缆 表9‐76 10kV交联聚乙烯绝缘电缆 表9‐77 6kV交联聚乙烯绝缘电缆 表9‐78 1kV交联聚乙烯绝缘电缆 表9‐79 1kV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套单芯电缆用于380V系统 表9‐80 1kV聚氯乙烯电力电缆用于380V系统 表9‐81 矿物绝缘电缆 表9‐82