低压电缆
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低压电缆范文第1篇
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.254
0 引言
我国铁路事业的高速发展，铁路自动化监控设备的应用越来越广泛，对电力电缆的依赖性越来越高；同时由于高速铁路引入既有站施工的增多，涉及对既有电缆的改造项目也显著增多；既有电缆在施工工艺、材质上存在的问题，出现故障在所难免，本文根据铁路电缆日常维护经验，同时查看相关资料，探讨如何快速准确的查找和处理电缆故障的方法。
1 电缆故障的类型和成因
电缆故障大致表现为导线连续性故障和绝缘性故障。低压电缆出现故障的成因很复杂，电缆的生产质量、施工工艺不规范、运行维护等任何环节出现疏漏，都会埋下故障隐患，随着电缆使用年限的增加，受潮和材料老化会造成电缆绝缘性能进一步劣化，此外电缆负载过大、日常检修不到位、外部环境的影响也是电缆发生故障的重要原因。
电缆的故障可以分为串联故障和并联故障。串联故障是电缆中的一个或多个导体在中途发生断开，通常这种情况发生在供电侧电源开关没有跳闸，一路或几路用电设备发生失电的时候。并联故障表现为导线对地或导线之间的绝缘电阻显著下降，在雨雪等湿度比较大的情况下发生漏电或击穿，不能承受正常工作电压而引起跳闸。随着近些年来电缆故障研究的不断发展，相关理论和技术不断成熟，逐渐形成了一套科学规范的电缆故障解决方案。
2 低压电缆故障信息获取
电缆故障信息的获取对选择故障查找方案至关重要，目前主要是由有经验的专业技术人员指导并根据现场采集到的信息后判定，受现场操作人员的人为因素影响比较大。本文首先从信息获取层面进行分类，探讨如何获取完整的电缆故障判据，指导接下来的故障点查找和修复。
（1）电缆型号：电力电缆的基本结构分为导电体、绝缘层、保护层三个部分。电缆的线芯、绝缘层决定电源的耐压等级，保护层则保护电缆在铺设和运行过程中免受机械损伤和外部环境的侵袭。
（2）电缆工作条件：平时检修中要不断完善电缆技术资料，包括电缆路径、供电侧的空开位置和保护定值、用电侧的设备工作电流和峰值电流等信息。当发生故障后可以根据这些信息缩小故障范围，及时排除用电设备和变电设备故障。
（3）电缆安装方式：电缆按安装方式分为地埋和架空两种，有些电缆涉及到下穿铁路、公路河流及其它高震动、高落差等复杂环境的铺设，综合考虑这些因素可以明显加快故障处理进度。此外电缆铺设的深度和路径也会影响到电缆路径信息的获取。
（4）故障特征：电缆故障处理建立在准确的电缆故障特征判断基础上，而前面所讲的外部环境等只是判断电缆故障的辅助信息。
（5）信息有效性、完整性鉴别：电缆故障分析很重要的工作是对信息的有效性进行鉴别，分清楚那些对故障诊断起到积极的作用，哪些信息跟已知的有效信息相矛盾或只是起到辅助作用。当我们获得的有效信息足够我们查找并修复故障则称为我们已经掌握了完整故障信息。
（6）故障特征获取：故障特征信息主要是电缆各相的绝缘电阻，绝缘电阻是判断电缆绝缘性能的最重要的指标。测量绝缘电阻要在电缆两端开路的条件下进行，测量前应确认电缆上没有连接负载，防止测量用的高电压烧坏用电器。
绝缘电阻测量通过外接电压测试电缆的相对地和两相间的绝缘电阻，常用的测量仪器是兆欧表。在选用兆欧表时应注意额定电压在500V以下的电缆选用500V或1000V的兆欧表，额定电压越大的兆欧表的分辨率越差，我们选用欧姆表的最小度数要大于被测电缆的电阻。
需要注意的是测量时欧姆表指数为零并不代表被测电阻为零，此时我们可以通过万用表辅助测量，但必须对两种电阻值加以区分。此外也可以用高压发生器对电缆有故障的相进行耐压试验，这个方法可以比较直观地判断故障性质。
3 低压电缆故障查找方法
判断出电缆的故障性质后，接下来的步骤主要分为故障距离初测、电缆路径调查与识别、故障精确定点、故障修复。故障测距是通过在电缆线芯上外接信号源并接受相应的反射信号，利用信号源和特征信号源之间的时间差估算故障到信号源之间的距离。故障测距是通过接收器接收目标电缆上的矢量电场判断电缆的走向埋深等相关信息。故障定点是在故障测距的基础上进一步精确定位故障点以便后期施工修复故障。
技术人员应根据故障性质合理选用故障测距和定点的仪器和方法。下面结合我段常用的巴测T-30故障识别仪器和T5000电缆路径仪介绍铁路低压电缆故障查找的一般方法。
3.1 故障测距
电缆的测距方法主要有阻抗法和行波法两种。阻抗法由于受故障点过渡电阻影响，测量精度不高。现代行波法是利用向故障电缆发射高频脉冲信号，在电缆的故障点、中间接头、终端头等位置由于波阻抗发生改变使信号产生反射，反射波被TDR分析仪接收，通过计算发射脉冲和反射脉冲的时g差可以计算出故障点的距离。影响行波法测量精度的因素主要有电波在电缆中传播速度的选择和分析仪的时域采样精度。
波阻抗变化越大，脉冲反射回的能量越大。也就是说反射回发射端的脉冲能量越大，而传播到远端的能量就越小。最极端的故障是开路（断线）或死接地故障（金属性短路），这两种故障会引起全反射。反射脉冲的极性能够反映出故障性质是开路还是短路。正极性的反射脉冲（反射脉冲向上）表明是开路（断线）故障或电缆终端；负极性的反射脉冲（脉冲向下）表明是短路故障。
对于绝缘电阻在1000Ω以下的故障电缆可以采用发射几十伏的高频脉冲即可收到理想的波形，其波形如图1所示。
对于绝缘电阻在1000欧姆以上或是闪络型的故障，低频脉冲在故障点不能产生很好的反射，从而无法判断故障距离。这时可以采用ARM弧反射法，它是将上文的低压脉冲反射跟高压电磁冲击法相融合的一种方法，该方法的波形简单、容易识别、易于掌握、测试精度高，因而被广泛采用。
ARM弧反射法首先对电缆施加高压脉冲使故障点发生有效击穿，击穿电弧维持时间可以长达几十毫秒，电弧使故障点瞬时导通，高阻故障变为低阻故障。在击穿同时通过信号耦合电路向电缆施加低压脉冲信号，通过采集低压脉冲信号的输入输出波形即可准确判断故障点位置。
ARM弧反射法的典型波形如图2所示，深色曲线是单独用低压脉冲时产生的，作为参考波形，浅色曲线是ARM击穿后的波形，两条线开始分开的地方表示高阻故障的位置。需要注意的是我们我们选用高压击穿脉冲幅值时不得超过电缆的最大耐受电压，同时反射法的测量精度主要受电波在电缆中传播的速度设定值影响，因此在测试前要先校准电缆的波速度。
3.2 电缆路径查找和电缆识别
测出电缆故障距离之后需要沿着电缆的路径找到对应的故障距离标定点，铁路两侧的低压电缆通常采用电缆沟或者直接埋设，无法直接看到，因此探明电缆路径的工作必不可少。我们主要进行德国巴测公司的T5000电缆路径识别仪器。它的主要原理是通过信号发生器在电缆上形成一个有方向固定频率的电场，通过信号接收器上方向不同的线圈感应出的对应频率的信号的幅值来判断电缆的走向。
图3，4，5是信号发生器直连法的接线方式，这种信号准确度最高。在接线时要注意两点，一是信号发生器的信号源不得接到连接多条电缆的母线排上，信号源的接地级必须远离附近电缆的铠装层接地处以免把信号输出到多个导体上；二是被引入信号的导体远端必须接地且中途无断点，形成良好的信号回路。
直连法不仅适用于停电的线路，借助于专用的信号耦合器也可以将信号加到带电的导体上，信号接收器利用先进的数字滤波器可以滤掉工频信号及其它非目标频率信号的干扰，如图它还可以提供信号电缆的走向、埋深等其它参数。
铁路上往往是多条低压电缆同沟铺设，在对故障电缆进行割据改造操作前必须准确识别目标电缆。使用LCI和CI电缆识别仪可以分别对带电和停电的电缆进行识别。电缆识别仪信号引入的方式跟路径识别仪相似，其接收机器类似钳形电流表，利用数字正交电流的原理可以准确识别信号电流及其方向。将接收器夹在一条电缆上，如果接收器既检测到周期性的目标信号又检测到电流方向跟电缆方向一致，则说明被测电缆是目标电缆。我们做电缆识别时要能准确掌握电缆的方向，中途有无分叉，电缆末端是否由端子排根别的电缆连接等信息，并对所有可疑电缆进行逐个识别，才能得出准确的结论。
3.3 故障的精确定点
目前流行的电缆故障精确定位的方法主要有音频感应法、声磁定位法、电势差法。前两种方法要求故障点在高压脉冲下产生明显的击穿声音；低压电缆由于绝缘电阻比高压电缆低得多，高阻故障相对容易发生击穿，但是低阻和断路故障却很难发出明显的声音。电势差法适用于电缆发生对地泄流的情况，在土地上形成均匀的电场，铁路低压电缆往往采用电缆槽道铺设，很难在大地形成均匀的电场，因此也不适用。我们在实际工作中形成了声磁同步法、感应电压法和改进的二分法相结合的故障处理方法。
如果判断电缆发生高阻故障，根据电缆的耐压等级选择合适的击穿电压，一般1000V的电缆施加直流脉冲不得大于4kv。当高压脉冲使故障点发生击穿时，巨大的电流在故障点产生巨大的电磁信号和声音信号。已知声音在介质中的传播速度比电磁信号慢很多，利用仪器接受到两者信息的时间差可以判断故障点到仪器的距离，声磁信号到达时间相隔最短和声音最大的位置即是故障点位置。
如果判断电缆是断路故障，我们可以在故障相上施加正常220V工作电压，用非接触式测电笔对电缆故标前后进行测试，找出电缆带点情况发生突变的位置，该处就是断路点。这种方法必须要在识别目标电缆后进行，并且对有些屏蔽层良好的电缆和铺设情况复杂的情况不是特别有效。
低压电缆由于其成本和割接技术要求低的特点也可以给我们提供了一种类似于传统二分法的故障排除方法。首先我们在电缆的一端测出故障距离，接下来在故障定标附近切断电缆，用兆欧表分别测量两侧的绝缘电阻，在有故障的一端再次进行故障测距作业，再次切开测量两端故障，以此类推，不断地缩小故障范围直到切除故障部分。实际工作中我们需要灵活考虑电缆布线和埋设情况，采用最合理快捷的割接方案。
⒖嘉南祝
[1]于景丰，赵锋.电力电缆实用技术[J].北京：中国水利水电出版社，2003（01）.
[2]崔江静，梁芝培，孙廷玺.电力电缆故障测试技术及其应用的概述[J].高电压技术，2001，27（104）：40-43.
低压电缆范文第2篇
【关键词】电缆制造商；生产成本分析
0 引言
中、低压电力电缆是电力建设工程中的一类主要物资。也是相关建设、需求单位物资采购工作的重要内容，其采购发生频次高、涉及金额大。中、低压电力电缆（以下简称电缆）采购供应工作的完成质量，将直接影响到工程质量、工程进度以及项目建成以后的安全运行。
在当前的市场经济条件下，电缆制造商数量众多，规模参差不齐，个体差异性较大，市场竞争激烈。电缆采购需求单位在采购中，如一味追求低价，在采购价格低于国标电缆成本价的情况下，供应商必然难以保证提供国标产品；如采购价过高，则又将影响建设需求单位自身的成本。因此，研究并掌握电缆制造商的生产经营成本，在保证采购需求单位、电缆制造商和电力用户等相关各方合法利益的前提下，以最合理的价格采购到符合国家质量标准的电缆产品，对于相关各方都具有重要意义。
作为即将踏上社会参加祖国建设的现代大学生，我们应秉持学以致用、理论服务于实践的原则。因此，成立专项课题，研究分析电缆制造商的成本非常有必要。
1 电缆生产经营成本的计算原理及方法
制造商在电缆的生产、经营各环节中发生的成本包括电缆制造商在生产过程中的主材料成本、辅助材料成本、能耗成本、折旧成本、工时成本、管理成本、技术研发与质量保证成本、财务成本等。只有知己知彼，电力企业方能在电缆采购的招标、竞争性谈判等工作中掌握主动。
电缆制造企业的生产经营过程，同时也是费用发生、成本形成的过程。成本计算，就是对实际发生各种费用的信息进行处理。
第一，因为电缆是作为制造商耗费各种投入品后形成的产出物，是“制造”活动取得的直接成果，即产品。所以我们确定电缆产品作为对制造商的成本归属计算的对象。
第二，由于现代电缆制造企业的生产都是采用流水线作业的形式，连续不断的大量生产、不断完工。在这种情况下，只有人为地划分成本计算期，一般是以一个月作为一个成本计算期。
第三，因为电缆产品生产工艺的特点是：生产要分若干个步骤，必须按顺序进行，不能颠倒、不能并存，中间有半成品，要到最后一个步骤完成才能生产出产成品，是典型的连续性复杂生产。所以应采用分步法作为成本计算的方法，以每个步骤的半成品和最终电缆产品为成本的计算对象。
2 正确划分电缆制造商各项费用的界限，确定成本费用的范围
电缆制造企业发生的费用有很多项目，总体上可以分为“产品成本”与“期间费用”两大类。
2.1 “产品成本“简单地可以分为“直接材料”与“制造费用”二个项目。根据成本管理中“谁消耗、谁负担”的原则，凡电缆生产过程中消耗的各种主材料成本、辅助材料成本，都应列入“直接材料”项目；生产过程中消耗的直接人工工时、所需的能耗、设备折旧、质量保证、原材料损耗、维护维修费用等，应列入“制造费用”项目。
2.2 技术研发、运输、管理费用、财务费用等，则应列入“期间费用”。以上两大类费用的合计，在每个月的成本计算时，经过产品总量的分摊以后，最终以每规格、单位长度的电缆产品成本的形式体现。
10kV、1kV电力电缆产品主要由导体、绝缘、保护层三大要素构成。电缆产品的各种主材料和辅助材料的直接成本计算方法均为：生产消耗重量乘以材料的采购单价。因此有必要研究电缆结构重量的常用计算方法。
3 电缆产品成本的计算方法
3.1 “直接材料”项目的计算
就一个电缆规格型号而言，某一项材料的分项成本计算方法为：该材料的采购单价乘以消耗重量。该规格所有主材料和辅助材料的成本总和即为该规格的直接材料项目成本。现以在生产中使用量较大的10kV铜芯交联聚氯乙烯绝缘电力电缆YJV22-8.7/15kV 3×300规格和1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV22-0.6/1kV 4×150规格为测算规格，以2014年09月01日为测算时间点，具体计算“直接材料”项目成本如下：
导体的价值最高，导体部分的成本平均约占电缆产品总成本的80%左右。制造商铜材价格取自长江有色金属交易网每日公布的电解铜现货价格（含升跌税和交割费），在此基础上附加1500元/吨的加工费即为制造商无氧圆铜杆的采购价。2014年09月01日无氧圆铜杆价格为52元/kg。
XLPE 绝缘料其价格总体上与LLDPE期货价格相关。电缆制造商的绝缘料都是向其上游供应商采购，在电缆行业，相关高分子材料的市场比较成熟、价格比较稳定。通过对浙江省三家知名电缆生产企业开展调研后发现，2014年09月的相关原料价格如下：
根据上述原材料的采购单价，再结合前述的每公里电缆结构计算重量，可以计算出两个测算规格的“直接材料”成本为：
3.2 “制造费用”成本项目的计算方法
制造商在生产过程中消耗的直接人工工时、所需的能耗、设备折旧、质量保证、原材料损耗、维护维修费用等，均列入制造费用项目。通过对我省三家知名电缆生产企业开展调研后发现，“制造费用”成本额度一般是在“直接材料”成本的基数上，增加5个百分点左右。
3.3 “期间费用”的计算方法
制造商在经营过程中的技术研发、运输、管理费用、财务费用等，均列入“期间费用”。同样，经过调查统计后发现，“期间费用”额度一般是在“产品成本”的基数上，增加8个百分点左右。
综上所述，“产品成本”和“期间费用”合计可得，两个测算规格电缆的最终成本为：
4 结束语
由于电缆制造过程中，生产工艺门类多、物料流量大、专用设备多、工序复杂，且每一个电缆制造商的具体情况又不尽相同，因此要精确掌握电缆制造商的产品成本，是一项比较复杂的工作。本文旨在尝试提供一种方法，即从电缆结构重量计算出发，结合原材料的市场价格，通过计算主材料和辅助材料成本，从而推算出“直接材料”成本，并综合电缆制造企业在生产经营过程中的“制造费用”与“期间费用”项目，匡算出电缆产品成本，以达到建设需求单位在电缆采购中知己知彼、掌握主动的目的。也作为现代大学生，应用课堂的理论知识，研究社会生产实际中具体问题的尝试。
参考文献：
[1]王永维.电缆制造生产工艺初探[J].科技创新与应用，2013，（15）：102.
低压电缆范文第3篇
关键词：低压电力电缆, 选择, 施工
Abstract: in recent years, with the continuous development of the economy, our country electric power enterprise also made great progress, and at the same time, in the choice of power cable construction and also put forward higher request, scientific choice of power cable is to ensure the smooth construction of electric power project of the foundation and guarantee so, in power cables in the selection process, should to its security and reliability factors fully considered. This paper is mainly to the voltage power cables choice and construction of the related problems of the simple discussion.
Keywords: low voltage power cables, selection, construction
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
电缆在我国电力工程中得到普遍的使用，是在上世纪60年代初期，随着电力事业的不断发展，电力电缆的使用领域也在不断的拓宽。电缆自身具有的安全可靠、隐蔽性等特征，适合在各种场合中进行敷设；同时其不容易受到外界气候因素的干扰、耐久性强，降低了电力工程的施工和维护成本。当前，随着电力电缆的使用范围日渐广泛，对其使用的选择性也呈现出一定的复杂性，只有保证科学的选择适当的电力电缆，才能够保证电力工程的顺利进行。
一、低压电力电缆的选择
（一）电缆选择的一般原则
1.电缆的额定电压应当保证不小于其所在网络的额定电压，而电缆工作的最高电压额度则不能超过额定电压的15%；
2.在通常情况下，使用的是铝芯电缆，一些特殊情况下，如需要移动或者是容易产生剧烈振动的场所，则一般使用铜芯电缆；
3.在建筑物内进行电缆的敷设时，一般使用裸铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆；
4.需要直埋电缆时，一般选择带护层的铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆；
5.在经常需要移动的机械设备中，使用的电缆一般是重型橡套电缆；
6.电缆敷设的地区土壤具有一定的腐蚀性时，则一般不适合使用直埋的方式。通常应当选择具有特殊防腐层的电缆。在其他具有腐蚀性的介质中进行敷设时，也应当使用电缆护套；
7.针对垂直的电缆、或者是高差较大的地区进行敷设时，一般采用不滴流电缆；
8.当使用环境的温度超过40℃时，应当避免使用橡皮绝缘电缆，防止其发生腐化，增加电缆的老化速度。
（二）电缆结构类型的选择
根据电缆不同的使用途径和不同的敷设方法，一般在选择电缆结构类型时，应当从电缆的芯数、绝缘种类、保护层以及芯线材料等多方面进行考虑，一般有以下几个突出的注意事项：
1.从降低能耗、节约成本的角度出发，一般较为常用的铝芯电缆，铜芯电缆大多应用于需要移动或者是容易产生强烈振动的场所。
2. 在普通的直流装置中，大多使用单芯或者是双芯的电缆。在110Kv及以上的交流装置中，普遍使用的单芯充油或者是充气的电缆；在35Kv及以下的交流装置中，普遍使用的是一芯电缆；而在380/220V的交流装置中，多使用的是四芯或者是五芯的电缆。
3.选择直埋的方式进行敷设时，通常使用带有保护层的铠装电缆；如果敷设的环境较为潮湿或者是具有一定的腐蚀性，则需要使用塑料护套电缆，以此来保证电缆的安全性。
4.移动机械普遍使用的是重型橡套电缆；如果使用的环境为高温环境，则一般使用耐热性较强的电缆；如果需要直流回路或者是保安电源回路则一般使用的是阻燃电缆。
5.如果电缆的敷设底线是在管道中，或者是其他容易对电缆产生破坏的环境中，则一般使用没有钢铠装的铅包电缆或黄麻护套电缆。
二、低压电力电缆施工中应注意的问题
（一）对施工做好科学的规划
在电力电缆施工过程中，对电缆线路进行科学的规划，是十分重要的，有的施工企业没有重视这一环节，在进行施工时往往会造成电缆排序混乱，一般表现为：①在出线口有数十条电缆混乱的捆绑在一起；②电缆沟不够宽阔，电缆只能相互重叠才能全部放置进去，而且对于各种可能发生的变化考虑的不周全，多次重挖补缺的现象也大量的存在着；③在选择线芯截面时，往往只考虑允许的电流值，却缺乏对矫正系数的充分考虑。上述种种现象的存在，不仅无法保证电缆施工的质量，也为日后的运行埋下了安全隐患。因此，在进行施工时必须要进行科学的规划，主要可以从以下几个方面考虑：①电路的选择上要争取短而且直，这样不仅能够降低工程的成本，同时也能减少线路的损耗，但是需要注意的是，变电所的位置必须是在负荷的中心位置，并且在线路的进出方面较为方便。②对线路的布局要进行充分的考虑，在以后可能会产生道路或者是地面建筑的地区，应当对其深度进行适当的增加，并且做好相应的钢管保护措施，避免日后其他的工程对电缆产生影响。
（二）对电缆截面进行适当的增加
电缆截面的选择，一般应当保证其不小于允许的电流值。在一般情况下，人们习惯根据允许的电流值选择线芯截面，但是这样的选择方法是存在着一定的误区，因为允许电流值是在一定的条件下成立的，当条件发生变化时，如果没有充分的考虑，那么按照原有的电流允许值则无法保证电缆的正常运行。通常允许电流值的成立条件，是环境温度在25℃、线芯温度为65℃的情况下获得的数值，但是从我国的气候条件来说，尤其是在南方地区，温度一般高到35-40℃，在这种情况下，电缆自身的运行温度也必然会增加，如果仍然根据允许的电流值进行截面的选择，会使得绝缘层的老化速度加快，而且影响电缆的正常运行。因此，需要在考虑环境和温度等方面的情况下，适当的增加电缆的截面，才能够确保其可靠性。
（三）其他施工要点
1.电缆的牵引
第一，要对线盘的规格与施工设计中的标准是否符合进行判断，并且保证其具有较好的绝缘电阻；第二，在进行牵线时要对电缆弧度加倍注意；第三，电缆的牵引不能沿着地面进行滑行，容易造成电缆保护层和绝缘层的破坏，一般应安排人员进行同步牵引，在弯角处要对其弧度进行控制。
2.电缆的敷设
(1)电缆直埋地下。电缆沟≥0.8 m，沟底夯平无石块；沟底宽度为电缆直径乘以电缆根数再乘以3，沟上面宽度再放大200 mm，以便留一定的斜坡，防止塌方。电缆数量最少的宽度以满足操作人施工的宽度；电缆穿越道路应套钢管保护。
(2)地面电缆沟的敷设。电缆沟的宽度和深度应满足电缆根数的要求，并适当留有余量，电缆沟两侧预埋好支架，间距≤1 m，两侧支架应相互错开以便施工，支架要接地，电缆敷设整齐，间距保持3d间隔。
(3)室内空间敷设。电缆出土应套好钢管，钢管应高出地面2.3 m；墙壁或屋顶应埋好支架，支架水平宽度≤1 m,垂直高度≤2m，在电缆表面加装罩板。为了防止冬季电缆热胀冷缩，故在任何布线方式，电缆不可拉的过紧，留有一些弯度或微小弯度。
结束语：
随着市场经济的不断发展，我国电力事业也将取得更大的进步，而电力电缆的选择与施工时一项十分复杂的工程，其不仅关系到电气设备能否安全的运转，同时也关系到电气设备的使用寿命以及使用人员的生命和财产安全，因此，在进行电力电缆的选择时，应当从经济性、安全性方面进行综合的考虑，同时要兼顾到周围的环境，在施工的过程中选择合适的敷设方法，才能够保证电力工程的顺利进行，促进我国电力事业的持续发展。
参考文献：
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[5]王顺祥.低压电力电缆设计应注意的几个问题[J].中国房地产业,2011(06)
低压电缆范文第4篇
关键词：道路照明；低压电缆截面；设计
市政道路照明是城市夜景照明的一部分，其主要功能是为各种车辆的驾驶人员以及行人创造良好的视觉环境，良好的道路照明设计方案，不仅可以提高道路交通安全和运输效率，还可以方便市民生活，降低犯罪率，同时又能起到美化城市环境的作用。由于道路照明具有单套路灯功率不大、供电距离长的特殊性，在道路照明设计中，低压配电电缆的选择对照明的安全性、经济性影响巨大，而低压配电电缆截面的选择尤为重要。文章将就道路照明设计中低压配电电缆截面的选择作一些探讨。
1 按允许温升选择
所谓按允许温升选择电缆截面，就是说当电缆通过负载电流时，线芯温度不应超过电缆绝缘所允许的长期工作温度，即电缆允许的持续工作电流应不小于线路的工作电流。按该方法选择电缆截面时，还要考虑电缆通过不同的散热区段及电缆的敷设方式等对电缆线芯工作温度的影响。
2 按机械强度选择
电缆截面的选择应满足机械强度的要求。根据《低压配电设计规范》（GB50054-2011）第3.2.2款的规定，绝缘导体穿导管敷设或在槽盒中敷设时，铜导体的最小截面是1.5mm2，铝导体的最小截面是10mm2。道路照明低压配电电缆一般是穿管埋地敷设，电缆截面由于要满足电压损失等要求，一般截面较大，机械强度基本都满足要求。只是要注意配电系统中性线的截面不应小于相线的导线截面，且应满足不平衡电流及谐波电流的要求。而保护接地线也必须要有足够的机械强度，其材质应与相线的材质相同，当相线截面在35mm2及以下时，保护接地线的最小截面不应小于相线的截面，当相线截面在35mm2以上时，保护接地线的最小截面不得小于相线截面的一半。
3 按短路热稳定选择
电缆截面满足短路热稳定条件，即要求在短路保护设备切断短路电流之前，电缆应能承受短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用危害。根据《低压配电设计规范》（GB50054-2011）第6.2.3款规定，当短路持续时间不小于0.1s而且不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：
S？叟■■
式中：S-绝缘导体的线芯截面，mm2；I-短路电流有效值（交流方均根值），A；t-保护电器自动切断电流的动作时间，s；k-系数，按《低压配电设计规范》（GB50054-2011）公式（A.0.1）计算或保护导体按表A.0.2～表A.0.6确定、相导体按表A.0.7确定，对于1kV及以下铜芯交联聚乙烯绝缘电缆相导体取143。
目前，道路照明工程中配电保护电器较多采用断路器，而断路器瞬时脱口器的全分断时间极短，一般在10～20ms，甚至更小，都小于0.1s，按《低压配电设计规范》（GB50054-2011）规定，当短路持续时间小于0.1s时，应计入短路电流非周期分量对热作用的影响。上面的公式并不适用。这种情况下要求导体k2S2值应大于电器厂家提供的电器允许通过的I2t值，以保证电器在分断短路电流前，导体能承受包括非周期分量在内的短路电流的热作用。目前，市场上的塑壳断路器多是能够快速开断、有限流作用的断路器，在热稳定校验中，除了涉及系统和电缆本身的因素外，断路器自身的电气性能也需进行考虑。按其具体参数进行计算，往往能使热稳定计算结果更加准确和经济。
根据经验，道路照明配电变压器一般容量不大，低压配电保护电器多选用具有快速开断能力的限流型塑壳断路器，且低压配电保护电器的额定电流较小，低压母线配出线短路电流小，而低压配电电缆由于要满足电压损失等要求，截面往往选的较大，满足短路热稳定的要求并不难。
需要注意的是，由于道路照明低压配电线路较长，接地故障电流较小，对于TN-S接地型式的配电系统，低压短路保护电器往往难以满足接地故障灵敏性的要求。这时需要采取提高接地故障电流值的措施，比如可以选用零序阻抗更小的D，yn11接线组别变压器取代Y，yn0接线组别变压器，可明显增大单相接地故障电流；加大低压配电电缆的相导体及保护接地导体截面；采用带短延时过电流脱扣器的断路器，因为对于同一断路器，短延时过电流脱扣器整定电流值通常只有瞬时过电流脱扣器整定电流值的1/5～1/3左右，所以更容易满足要求，这时要求单相接地短路电流值不小于短延时电流整定值的1.3倍；当然，还可以采用带零序电流保护或剩余电流保护的断路器，采用剩余电流保护比零序电流保护的动作灵敏度更高。
4 按电压损失选择
电流沿电源、线路流向照明灯具，由于电源和线路存在阻抗而产生电压损失，使线路负荷端发生了电压偏移，即实际电压与额定电压有了偏差。电压偏差可能是负值（实际电压比额定电压小），也可能是正值（实际电压比额定电压大）。在道路照明设计中，大部分情况下电压偏移是负值。道路照明灯具只有在额定电压下使用才具有最好的使用效果及寿命，否则将使灯具运行效果变坏。
（1）总的允许电压损失，计算公式如下：
U=
式中：U-灯具的额定电压（V）；U0-变压器的空载电压（V）；ΔUS-灯具允许的负电压偏移的相对值（%），根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）第6.1.3款规定，正常运行情况下，照明灯具端电压应维持在额定电压的90%～105%，即ΔUS=10%；ΔU-总的允许电压损失（%）。
（2）变压器内电压损失计算公式如下：
uT=？茁（ua×cos？渍+ur×sin？渍）
ua=■
ur=■
式中：？茁-变压器负荷率，根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）第6.1.4款规定，配电变压器的负荷率不宜大于70%；ua、ur-变压器短路电压的有功分量及无功分量，（%）；uT-变压器的短路电压，（%）；cos？渍-负荷的功率因数，根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）第7.2.4款规定，气体放电灯线路的功率因数不应小于0.85；PT-变压器的短路损耗，（kW）；SrT-变压器的额定容量，（kVA）；uT-变压器内的电压损失，（%）。
（3）线路上的允许电压损失，可按下式计算：
uL=u-？琢uT
式中：uL-线路上的允许电压损失，（%）；？琢-变压器空载电压U0与线路额定电压U之比。
（4）线路实际电压损失计算
道路照明灯具基本沿全线均匀分布，即每一负荷点具有相同的功率及功率因数等特性、负荷的分布距离也大致相等，而且低压配电电缆截面相等。若照明配电系统采用三相四线制，并且按L1、L2、L3……的方式换相接灯具，可基本达到三相平衡，线路电压损失可按电流矩计算。根据《工业与民用配电设计手册》相关内容可知，接三相平衡负荷用电流矩表示时，线路电压损失公式如下：
u%=■■[（R′■cos？渍+X′■sin？渍）IiLi]=■（ua%IiLi）
式中：u%-线路电压损失百分数，%；ua%-三相线路每1A・km的电压损失百分数，%/（A・km）；U■-标称线电压，kV；R0、X0-三相线路单位长度的电阻和感抗，Ω/km；cos？渍-负荷的功率因数；I-负荷计算电流，A；L-线路长度，km。
对于道路照明这种沿全线均匀分布的相同负荷，总的线路电压损失为各段电压损失之和。道路照明负荷分布示意如图1所示公式推导如下：
由于L2=L3=……=Ln=L（L为路灯档距），对于同一相来说，所接灯具间距为3L。L1为电源点变压器至第一座路灯的距离。而
I1=n×Ie
I2=（n-1）×Ie
…
In=1×Ie
所以
式中：Ii-每段线路计算电流，A；Li-每段线路长度，L1为电源点变压器至第一座路灯的线路长度，L为路灯的档距，km；Ie-每套路灯包括镇流器在内的额定电流，A；n-路灯总数量的三分之一。
道路照明灯具若是采用单相供电，也可以按照电流矩的方法进行电压损失计算。根据《工业与民用配电设计手册》相关内容可知，接相电压的单相负荷线路终端负荷用电流矩表示时，线路电压损失公式如下：
式中：Unph-标称相电压，kV；X″0-单相线路单位长度的感抗，其值可取X′0值；其它符号含义同前。
单相电源供电的道路照明负荷分布示意如图2所示，同理，公式推导如下。
图2 道路照明负荷分布示意图（单相供电）
式中：n-路灯的数量；其它符号含义同前。
5 设计时可忽略的一些因素
首先，实际布置路灯时，路灯的间距不可能完全相同。但这种差异在整条线路出现的较少。因此，产生的电压损失变化也不多。所以，我们在计算负荷矩时，可以作为均布来考虑。其次，电压损失对灯光的工作电流会有一些影响。始端路灯大于末端电流，但在设计中，我们要把电压损失控制在规定范围内，从分析以及实际检测中，误差不大。另外，谐波、电抗性压降虽有影响，变化差异较小。不同类别的光源尽量不要放在一条供电回路上，如条件不具备时，在电源侧加装保护装置。实际工程中很难做到三相完全平衡，但设计中尽量做到三相平衡。
6 结束语
实践证明，由于城市道路照明的配电线路一般都比较长，在确定低压配电电缆截面时，线路的压降和末端短路电流往往成为决定性的因素，满足这两个条件的电缆，往往温升和机械强度也满足规范的要求。有时候，光靠增大电缆截面并不容易满足规范要求，或者并不经济，这时候最好采取一些其它更合适的措施，比如减小供电距离等。总之，低压配电电缆截面的确定在道路照明工程设计中具有举足轻重的地位，实际设计时应综合考虑各种因素，做到安全、可靠、经济、合理。
参考文献
[1]戴瑜兴.现代建筑照明设计手册[M].长沙：湖南科学技术出版社，1993.
[2]CJJ45-2006.城市道路照明设计标准[S].
[3]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2005.
低压电缆范文第5篇
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（来源：文章屋网 ）
