电缆绝缘子和套管的选择

第六章导体和电气设备的原理与选择第七节电缆、绝缘子和套管的选择教学内容本节教学内容一、电力电缆选择二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择首页一、电力电缆选择1．电缆型号的选择基本结构：由导电线芯、绝缘层和保护层三部分组成。线芯材料：铜芯和铝芯两种。常用的线芯数目：单芯充油电缆（用于110kV及以上）三芯电缆（用于35kV及以下三相系统）双芯电缆（用于单相系统）四芯、五芯电缆（用于380/220V三相四线系统或有一线芯用于安全接地）。线芯绝缘：有油浸纸绝缘，塑料绝缘和橡皮（胶）绝缘三类。保护层：塑料电缆的保护层由聚乙烯做成。油浸纸绝缘电力电缆保护层由内保护层和外保护层构成，内保护层目的是防潮和防漏油，有金属铝包和铅包两种；外保护层防机械损伤和防腐蚀，有钢带铠装（抗压）、钢丝铠装（抗拉）等种类，铠装层外还有防腐蚀外被层。一、电力电缆选择选择电缆时，应根据其用途、敷设方式和场所、工作条件及负荷大小，选择线芯材料、线芯数目、线芯绝缘材料和保护层等，进而确定电缆的型号。2．额定电压选择：UN≥UNs

3．截面选择1)长度在20m以下的电缆，一般按长期发热允许电流选择其截面，即：

Imax≤KIal

综合修正系数K的计算在空气中敷设时在空气中穿管敷设时土壤中直埋或穿管直埋时一、电力电缆选择以上三式中：Kt为温度修正系数；K1为电缆在空气中多根并列敷设和穿管敷设时的修正系数；K2为空气中穿管敷设时的修正系数，当电压在10kV及以下时，截面S≤95mm2时，K2=1，当截面S=120~185mm2时，K2=0.85；K3为直埋因土壤热阻不同的修正系数；K4为土壤中多根并列敷设的修正系数。2)年最大负荷利用时数≥

5000h，长度在20m以上的电缆，按经济电流密度选择电缆截面：

按经济电流密度选择的电缆还应满足长期发热要求：

Imax≤KIal

为了便于敷设，一般尽量选用线芯截面不大于185mm2的电缆。一、电力电缆选择一、电力电缆选择4．热稳定校验电缆的热稳定校验仍采用最小截面法，即所选截面S（单位为mm2）应满足：Qk——短路电流热效应(A2·s)。热稳定系数C用下式计算：η——计及电缆芯线充填物热容量随温度变化以及绝缘散热影响的校正系数，对于3~6kV厂用回路，取0.93；对于10kV及以上回路取1.0；

Q——电缆芯单位体积的热容量，铝心取0.59J/(cm3·℃)，铜心取0.81J/(cm3·℃)；

α——电缆芯在20℃时的电阻温度系数,铝心取0.00403/℃，铜心取0.00393/℃；Ks——电缆芯在20℃时的集肤效应系数，S<150mm2的三芯电缆Ks=1，S=150~240mm2的三芯电缆Ks=1.01~1.035；ρ20——电缆芯在20℃时的电阻温度系数，铝心取3.1×10-6Ω·cm2/cm，铜心取1.84×10-6Ω·cm2/cm；θh——短路时电缆的最高允许温度（℃）；

θw——短路前电缆的工作温度（℃）。

一、电力电缆选择5．允许电压降校验对供电距离较远的电缆线路应校验其电压损失:UN、cosφ——分别为线路额定电压（线电压）和功率因数；L——电缆线路长度（km）；r=ρ/S、x——单位长度电缆的电阻和电抗（Ω/km）。6~10kV三芯电缆电抗约为0.08Ω/km，35kV三芯电缆约为0.12Ω/km。一、电力电缆选择【例6-2】某变电所10kV电压母线用双回电缆线路向一重要用户供电，用户最大负荷5400kW，功率因数cosφ=0.9，最大负荷利用小时数为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路直埋地下，长度为1200m，电缆净距为200mm，土壤温度10℃，热阻系数80℃·cm/W，短路电流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA，短路切除时间为2s，试选择该电缆。解正常情况下每回路的最大持续工作电流为：一、电力电缆选择根据最大负荷利用小时数查图6-17曲线1，得J=0.72直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两根三芯油浸纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根S=120mm2，热阻系数80℃·cm/W时的允许载流量为Ial=215A，最高允许温度为60℃，额定环境温度为25℃。长期发热按一回电缆线路故障时转移过来的负荷校验，即满足长期发热要求。一、电力电缆选择短路热效应短路前电缆的工作温度热稳定系数C为：满足热稳定要求。电压损失校验根据以上计算可以看出，所选电缆满足要求。一、电力电缆选择二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择二、支柱绝缘子与穿墙套管的选择支柱绝缘子与穿墙套管用作裸导体的对地绝缘和支撑固定。(一)支柱绝缘子的选择

支柱绝缘子只承受导体的电压、电动力和正常机械荷载，不载流，没有发热问题。1．种类和型式选择屋内型支柱绝缘子：由瓷件及用水泥胶合剂胶装于瓷件两端的铁底座和铁帽组成。胶装方式：铁底座和铁帽胶装在瓷件外表面的称为外胶装（Z型），胶装入瓷件孔内的称为内胶装（ZN型）。性能：外胶装机械强度高，内胶装增大了电气距离，电气性能好，但不能承受扭矩，对机械强度要求较高时，应采用外胶装或联合胶装绝缘子（ZL型，铁底座外胶装，铁帽内胶装）。屋外型支柱绝缘子采用棒式绝缘子。二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择外胶装支柱绝缘子内胶装支柱绝缘子6~10kV棒式绝缘子

二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择高压11校0~耳22季0k拨V户外裁棒式是绝缘勇子二、榆支柱扯绝缘围子和淹穿墙速套管鹿的选敢择2．额定电压选择：UN≥UNs

在屋迁外有寻空气言污秽演或冰祖雪的取地区尿，应毫选用柴高一怎级电墓压的牺产品菜。3．动修稳定令校验当三要相导怖体水反平布苹置时兵，如害图6-烫22所示判，支赌柱绝椅缘子范所受渗电动寺力应焰为两因侧相粗邻跨励导体率受力徒总和凶的一坊半，计即列：式中L1、L2——与绝乎缘子旋相邻性的跨桑距（m）。图6-22二、霸支柱违绝缘急子和清穿墙炉套管夫的选犁择由于撑制造修厂家羞给出兰的是眼绝缘客子顶肠部的象抗弯总破坏雨负荷Fde，因足此必隆须将Fma庭x换算音为绝丢缘子售顶部械所受私的电惕动力Fc（单孕位为N）（接如图6-猪23所示摊），耍根据雹力矩角平衡刃关系帜得：式中H——绝缘塌子高林度（mm）；H1­——绝缘廊子底格部到吵导体炸水平霉中心敞线的醋高度害（mm），h为导千体放日置高真度；b为导委体支湖持器类下片晴厚度六，一蓝般竖芽放矩修形导典体为18向m蛾m，平冒放矩蜡形导蜻体及腾槽形森导体严为12竹m余m。二、裂支柱央绝缘呼子和程穿墙毫套管汽的选虏择式中Fde——抗弯爬破坏房诚负荷坡（N），0.谈6为安焦全系云数。图6-23动稳定校验条件为：Fc≤0.6Fde

二、锣支柱办绝缘概子和振穿墙予套管刷的选央择(二)穿墙手套管俊的选裕择1．种旺类和杀型式依选择根据砖装设件地点洲：可杯选屋爪内型啄和屋雅外型禾。根据锐用途弱：可谁选择耗带导他体的涝穿墙总套管士和不强带导咸体的雷母线泊型穿妻墙套允管。得屋内络配电叶装置奇一般告选用纽奉铝导寒体穿悬墙套尚管。二、汇支柱拖绝缘里子和评穿墙别套管劝的选屠择2．额耍定电头压选险择：UN≥UNs当有垒冰雪颤时，绩应选市用高校一级施电压息的产绢品。3.额定请电流酱选择带导刻体的末穿墙脸套管匀，其狡额定轻电流蝴：IN≥Ima裂x母线艺型穿像墙套北管本眨身不栋带导笛体，各没有路额定测电流妇选择加问题圾，但的应校斤核窗妨口允驴许穿戒过的洞母线刘尺寸热。4．热举稳定良校验碗：Qk为短净路电双流热绣效应[(肥kA位)2·s胞]；It制造形厂家陕给出检的t秒内醒允许匆通过赠的热货稳定泄电流在（kA）。母线塑型穿浸墙套波管无墨热稳毙定校闲验。二、鲜支柱制绝缘剩子和段穿墙伐套管纵的选蹲择5．动糕稳定玩校验穿墙北套管浓端部藏所受鸟电动雅力Fma剧x（单毫位为N）为谜：式中L1——套管险端部嘱至最巧近一眯个支寄柱绝堵缘子机间的壶距离择（m），匠如图6-赌6所示郑；L2——套管枣本身杀长度Lca（m）。动稳定校验条件为：Fmax≤0.6Fde

式中Fde——抗弯滩破坏届负荷弟（N），0.绩6为安补全系嗽数。二、谢支柱兄绝缘艺子和催穿墙磨套管某的选陡择【例6-熟3】选择固例6-英1中变误压器览低压栋侧引鬼出线雄中的阿支柱牵绝缘大子和祸穿墙右套管摩。已浴知I1.亭3=1味9.委7k危A，I2.愤6=1霞6.拉2k仔A。解（1）支柱吨绝缘跌子的药选择肠根黑据装茄设地熔点及潮工作专电压捧，位肺于屋贷内部毁分选侨择ZB默-1肃0Y型户秋内支旋柱绝伸缘子椅，其猫高度H=匹21更5m肆m，抗拾弯破熄坏负述荷Fde=忘73志50丧N。可以循满足钓动稳祥定要祸求。草户外秋部分仰选高笨一级霸电压家的ZS撒-2略0/倍8型支渔柱绝裙缘子斜。（2）穿宣墙套务管的足选择歼根据叠装设幻玉地点派、工粉作