裸导体、电缆、支柱绝缘子和穿墙套管的选择课件

导体和电气设备的原理与选择电力工程系焦在滨§6~5裸导体和电缆的选择

裸导体的选择导体的材料铜：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强，储量少，价格高。铝：电阻率高，机械强度低，耐腐蚀性较铜差，储量高，价格低。一般优先采用铝导体，在工作电流大，地方狭窄的场所和对铝有严重腐蚀的地方可采用铜导体。§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体的类型硬导体常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面形状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。软导体常用的软导线有钢心铝绞线、组合导线、空心导线、扩径导线和分裂导线。§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体的类型---硬导体矩形导体广泛用于35kV及以下，工作电流不超过4000A的屋内配电装置中槽形导体适用于35kV及以下，工作电流为4000~8000A的配电装置中管形导体适用于8000A以上的大电流母线220kV管型母线及支柱绝缘子§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体的类型---软导体钢心铝绞线适用于35kV及以上的屋外软母线组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、减小电晕损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输电线路§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体的布置方式（a）散热好，机械强度差（b）机械强度好，散热差（c）散热好，机械强度好§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体截面选择---按导体长期发热允许电流选择汇流母线及长度在20m以下的导体等，一般应按长期发热允许电流选择其截面，即Imax

≤KIalImax—导体的最大持续工作电流，计算时一般需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体截面选择---按经济电流密度选择除汇流母线、厂用电动机的电缆等外，年最大负荷利用时数较大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。Imax—正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不考虑过负荷和事故时转移过来的负荷；

J—经济电流密度：导体在一定的最大负荷利用小时数的情况下，年计算费用最低的电流密度§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体截面选择---按经济电流密度选择§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择导体截面选择---按经济电流密度选择

(1)按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近计算的经济截面，当无合适规格的导体时，允许选用小于但接近经济截面的导体。(2)按经济电流密度选择的导体截面还需要进行长期发热条件校验，需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。(3)由于汇流母线各段的工作电流大小不相同，且差别较大，故汇流母线不按经济电流密度选择截面。§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择电晕电压校验导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属腐蚀等不良影响。为了防止发生全面电晕，要求110kV及以上裸导体的电晕临界电压Ucr应大于其最高工作电压Umax，即§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择电晕电压校验在海拔不超过1000m的地区：下列情况可不进行电晕电压校验。110kV采用了不小于LGJ-70型钢心铝绞线和外径不小于φ20型管形导体时；

220kV采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于φ30型的管形导体时。§6~5裸导体和电缆的选择裸导体的选择热稳定校验§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件硬导体的最大允许应力硬铝为70×106Pa硬铜为140×106Paσmax≤σal

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件由于相间距离较大，无论什么形状的导体和组合，计算相间电动力fph时，可不考虑形状的影响，均按下式计算ish为三相短路冲击电流（A）；a为相间距离（m）；β为动态应力系数。§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验矩形导体母线系统可以视为均匀荷载作用的多跨连续粱，导体所受到的最大弯矩M（N·m）为两跨距、均匀载荷梁的最大弯矩M（N·m）为

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验W—导体的截面系数（m3），即导体对垂直于电动力作用方向轴的抗弯矩，与导体尺寸和布置方式有关。平放竖放§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验令σph=σal

，可得到：只要支柱绝缘子跨距L≤Lmax

，即可满足动稳定要求。

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验每相为多条导体时，除受相间电动力的作用外，还受到同相中条与条之间的电动力作用，满足动稳定的条件为

σmax=σph+σb≤σal

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验多条矩形导体的相间计算应力σph与单条矩形导体时的相同：双条平放双条竖放三条平放三条竖放§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验单位长度条间最大电动力fb

的计算双条平放矩形导体侧视图§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验根据两平行导体电动力计算公式，考虑每相为两条且各通过50%的电流时，单位长度条间最大电动力fb为

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验每相为三条时，可以认为中间条通过20%电流，两边条各通过40%电流，单位长度条间最大电动力fb为

§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验条间计算应力σb的计算边条导体所受的最大弯矩Mb为§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验用最大允许衬垫跨距Lbmax校验动稳定令σmax=σph

+σb中σmax=σal，得条间允许应力σbal=σal

-σph，最大允许衬垫跨距Lbmax为§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的动稳定校验条件

每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验用最大允许衬垫跨距Lbmax校验动稳定为防止因Lb太大，同相各条导体在条间电动力作用下弯曲接触，还应计算衬垫临界跨距Lcr，即§6~5裸导体和电缆的选择硬导体的动稳定性校验硬导体的共振校验

（请自学）§6~5裸导体和电缆的选择

【练习题】某降压变电所，两台31500kVA自然油循环冷却主变压器并列运行，电压为110/10.5kV。已知：最大负荷利用小时为4100h，环境温度为32℃，主保护动作时间为0.1s，后备保护动作时间为2.5s，断路器全开断时间为0.1s，引出线导体三相水平布置，导体平放，相间距离a=0.7m，支持绝缘子跨距L=1.2m，短路电流I”=25.3kA，I0.1=23.8kA，I0.2=21.6kA。试选择变压器低压侧引出线导体。§6~5裸导体和电缆的选择电缆的选择

请自学，要求能够完成如下习题【练习题】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