光伏電站基礎(chǔ)知識(shí)系列總結(jié)：電線電纜

電線電纜是用以傳輸電力、傳遞信息和實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換的一大類電工線材產(chǎn)品。 　　1 電線電纜的產(chǎn)品分類 　　1.1電力電纜 　　電力電纜是將發(fā)電廠發(fā)出的大容量電能，分級(jí)、分向輸送到城市、工廠等大型活動(dòng)場(chǎng)所、城鎮(zhèn)每一戶居民，是傳輸電力和分配大功率電能的載體。根據(jù)用途不同，可采用不同結(jié)構(gòu)、截面、電壓、規(guī)格來(lái)生產(chǎn)各種型號(hào)的電力電纜。 　　截面：1~1000mm2 　　額定電壓：1kV及以下，1~6kV、10~35kV … 　　線芯：1、2、3、4、5， 　　場(chǎng)合：按照保護(hù)層結(jié)構(gòu)形式為分鎧裝和非鎧裝。 　　優(yōu)點(diǎn)是不受落差限制，用于大落差或垂直敷設(shè)的條件顯示出極大的優(yōu)越性，尤其是礦山豎井、丘陵地帶、石油化工、鐵路運(yùn)輸、船舶碼頭等。 　　1.2通信電纜 　　實(shí)現(xiàn)音頻、視頻等信號(hào)傳輸?shù)囊环N產(chǎn)品，主要有市內(nèi)通信電纜、電視電纜、電子電纜、射頻電纜、光纜等。 　　1.3電氣裝備用電線電纜 　　指從電力系統(tǒng)的配電點(diǎn)將電能直接輸送到各種用電設(shè)備器具的電源連接線以及電氣裝備內(nèi)部的安裝線、各種裝備的控制、信號(hào)、儀表用的電線電纜。產(chǎn)品主要有塑料絕緣軟電纜、安裝線、控制電纜、信號(hào)電纜等。 　　1.4裸電線與裸導(dǎo)體制品 　　僅有導(dǎo)體而無(wú)任何絕緣層的產(chǎn)品稱為裸電線與裸導(dǎo)體制品。主要產(chǎn)品有 　　1、裸單線：指有色金屬圓線、扁線、鍍錫線、雙金屬線。 　　2、裸絞線：主要作為架空導(dǎo)線使用，絕緣依靠外部布置，主要有鋁絞線、銅絞線、鋁合金絞線等等。占據(jù)整個(gè)電網(wǎng)線路長(zhǎng)度的90%以上。主要型號(hào)：LGJ、LJ TJ、LGJF、LJX等。 　　3、軟接線與編織線 　　是指以很細(xì)的單線束絞、復(fù)絞或編織制成的極柔軟的導(dǎo)線，導(dǎo)體全部用銅。如電刷線、蓄電池線等。 　　4、型線與型材 　　是圓形的裸導(dǎo)電制品。有銅和鋁的排材、接觸網(wǎng)導(dǎo)線、各種異形排材等。 　　1.5電磁線（繞組線） 　　1漆包線 　　采用涂包漆膜和高溫烘烤工藝。圓的用于中小電機(jī)和儀表；扁的用于大型電機(jī)和變壓器。 　　2繞包線 　　繞包紙帶、薄膜、棉紗、合成絲和無(wú)堿玻璃絲，浸涂粘結(jié)漆并烘干，多用于大變壓器。 　　2 電線電纜產(chǎn)品的表示方法 　　行業(yè)中對(duì)電線電纜產(chǎn)品名稱大多數(shù)采用漢語(yǔ)拼音字母大寫來(lái)表示，高分子材料以英文商品名稱的字母表示。電線電纜表示方法主要由型號(hào)、規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)這三個(gè)部分組成。 　　2.1型號(hào) 　　電氣裝備用電線電纜及電力電纜的型號(hào)主要由以下七部分組成： 　　類別用途/導(dǎo)體/絕緣/內(nèi)護(hù)套/結(jié)構(gòu)特征/外護(hù)套或派生/使用特征，有些特殊的電線電纜型號(hào)最后還有派生代號(hào)。 　　下面將最常用的電線電纜型號(hào)中字母的含義介紹一下。 　　2.2.1類別、用途代號(hào) 　　A-安裝線；B-絕緣線；C-船用電纜；K-控制電纜；N-農(nóng)用電纜；R-軟線；U-礦用電纜；Y-移動(dòng)電纜；JK-絕緣架空電纜；M-煤礦用；ZR-阻燃型；NH-耐火型；ZA-A級(jí)阻燃；ZB-B級(jí)阻燃；ZC-C級(jí)阻燃；WD-低煙無(wú)鹵型 　　2.2.2導(dǎo)體代號(hào) 　　T—銅導(dǎo)線 （略）； L-鋁芯 　　2.2.3絕緣層代號(hào) 　　V—PVC塑料；YJ—XLPE絕緣；X—橡皮；Y—聚乙烯料；F—聚四氟乙烯 　　2.2.4護(hù)層代號(hào) 　　V-PVC套；Y-聚乙烯料；N-尼龍護(hù)套；P-銅絲編織屏蔽；P2-銅帶屏蔽；L-棉紗編織涂蠟克；Q-鉛包 　　2.2.5特征代號(hào) 　　B-扁平型；R-柔軟；C-重型；Q-輕型；G-高壓；H-電焊機(jī)用；S-雙絞型 　　2.2.6鎧裝層代號(hào) 　　2—雙鋼帶；3—細(xì)圓鋼絲；4—粗圓鋼絲 　　2.2.7外護(hù)層代號(hào) 　　1—纖維層；2—PVC套；3—PE套 　　2.2.8最常用的電氣裝備用電線電纜及電力電纜的型號(hào)示例 　　VV—銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 　　VLV—鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 　　YJV22—銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 　　KVV—聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套控制電纜 　　227IEC 01（BV）—簡(jiǎn)稱BV，一般用途單芯硬導(dǎo)體無(wú)護(hù)套電纜 　　227IEC 02（RV）—簡(jiǎn)稱RV，一般用途單芯軟導(dǎo)體無(wú)護(hù)套電纜 　　227IEC 10（BVV）—簡(jiǎn)稱BVV，輕型聚氯乙烯護(hù)套電纜 　　227IEC 52（RVV）—簡(jiǎn)稱RVV，輕型聚氯乙烯護(hù)套軟線 　　227IEC 53（RVV）—簡(jiǎn)稱RVV，普通聚氯乙烯護(hù)套軟線 　　BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線 　　BVR—銅芯聚氯乙烯絕緣軟電纜 　　BVVB—銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套扁型電纜 　　JKLYJ—交聯(lián)聚乙烯絕緣架空電纜 　　YC、YCW—重型橡套軟電纜 　　YZ、YZW—中型橡套軟電纜 　　YQ、YQW—輕型橡套軟電纜 　　YH—電焊機(jī)電纜 　　2.3規(guī)格 　　規(guī)格又由額定電壓、芯數(shù)及標(biāo)稱截面組成。 　　電線及控制電纜等一般的額定電壓為300/300V、300/500V、450/750V； 　　中低壓電力電纜的額定電壓等級(jí)一般有0.6/1kv、1.8/3kv、3.6/6kv、6/6（10）KV、8.7/10(15)kv、12/20kv、18/20(30)kv、21/35kv、26/35kv等。 　　電壓等級(jí)有兩個(gè)數(shù)值，用斜杠分開，斜杠前的數(shù)值是相電壓值，斜杠后的數(shù)值是線電壓值。常用電纜的電壓等級(jí)Uo／U(kV)為0．6／1、3．6／6、 6／10、21／35、36／63、64／110，這種電壓等級(jí)的電纜適用于每次接地故障持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1min的三相系統(tǒng)，而電壓等級(jí)Uo／U(kV)為1／1、6／6、8．7／10、26／35、48／63的電纜適用于每次接地故障持續(xù)時(shí)間一般不超過(guò)2h、最長(zhǎng)不超過(guò)8h的三相系統(tǒng)。 　　區(qū)別在于線路的中心點(diǎn)接地方式不同。8.7／10kV電纜用于中心點(diǎn)非有效接地的10kV線路，6／10kV電纜用于中心點(diǎn)有效接地（或直接接地）的10kV線路。我國(guó)的10kV電纜線路大多數(shù)屬于中心點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，所以用的8.7／10kV電纜比較多，西方國(guó)家的10kV電纜線路大多數(shù)屬于中心點(diǎn)有效接地（或直接接地）系統(tǒng)，6／10kV（或6.35／11kV）電纜用的比較多。 　　電線電纜的芯數(shù)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)定，一般電力電纜主要有1、2、3、4、5芯，電線主要也是1～5芯，控制電纜有1～61芯。 　　標(biāo)稱截面是指導(dǎo)體橫截面的近似值。為了達(dá)到規(guī)定的直流電阻，方便記憶并且統(tǒng)一而規(guī)定的一個(gè)導(dǎo)體橫截面附近的一個(gè)整數(shù)值。我國(guó)統(tǒng)一規(guī)定的導(dǎo)體橫截面有0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200等。 　　導(dǎo)體的標(biāo)稱截面不是導(dǎo)體的實(shí)際的橫截面，導(dǎo)體實(shí)際的橫截面許多比標(biāo)稱截面小，有幾個(gè)比標(biāo)稱截面大。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，只要導(dǎo)體的直流電阻能達(dá)到規(guī)定的要求，就可以說(shuō)這根電纜的截面是達(dá)標(biāo)的。 　　2.4標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 　　現(xiàn)在生產(chǎn)的電線電纜絕大部分國(guó)家或行業(yè)都有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，主要的目的當(dāng)然為使設(shè)計(jì)、使用統(tǒng)一。這里主要介紹幾個(gè)電線電纜標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。 　　1）GB 5023-1997額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜 　　2）JB 8734-1998額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線 　　2）GB 5013-1997額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 　　3）GB/T 12706-2002額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件 　　4）GB/T 9330-1988塑料絕緣控制電纜 　　2.5舉例說(shuō)明 　　a) VV-0.6/1 3×150＋1×70 GB/T 12706.2-2002 　　銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，額定電壓為0.6/1kv，3+1芯，主線芯的標(biāo)稱截面為150mm2，第四芯截面為70mm2。 　　b)BVVB-450/750V 2×1.5 JB 8734.2-1998 　　銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套扁型電纜，額定電壓為450/750v，2芯，導(dǎo)體的標(biāo)稱截面為1.5mm2。 　　c) YJLV22-8.7/10 3×120 GB/T 12706.3-2002 　　鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，額定電壓為8.7/10kv，3芯，主線芯的標(biāo)稱截面為120mm2。 　　d)YJV32 　　表示銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套細(xì)圓鋼絲鎧裝電力電纜，YJ代表交聯(lián)聚乙烯絕緣;(T)代表銅芯，通常省略;V代表聚氯乙烯內(nèi)護(hù)套；3代表細(xì)圓鋼絲鎧裝；2代表聚氯乙烯外護(hù)套。 　　3 電線電纜規(guī)格型號(hào)的選擇 　　選擇合適的電線電纜型號(hào)，是確保安全用電的前提。選擇電線電纜型號(hào)，要考慮用途，敷設(shè)條件及電線所能承載的安全范圍等。選擇電線電纜的規(guī)格要考慮考慮發(fā)熱，電壓損失，經(jīng)濟(jì) 　　電流密度，機(jī)械強(qiáng)度等條件。 　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn): 　　·低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大，故一般先按發(fā)熱條件選擇截面，然后驗(yàn)算其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度； 　　·低壓照明線因其對(duì)電壓水平要求較高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗(yàn)算發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度； 　　·對(duì)高壓線路，則先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面，然后驗(yàn)算其發(fā)熱條件和允許電壓損失； 　　·高壓架空線路，還應(yīng)驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度。 　　一般電線電纜規(guī)格的選用參見下表： 　　表1線電纜規(guī)格選用一覽表 　　導(dǎo)線的載流量與導(dǎo)線截面有關(guān)，也與導(dǎo)線的材料、型號(hào)、敷設(shè)方法以及環(huán)境溫度等有關(guān)，影響的因素較多，計(jì)算也較復(fù)雜。各種導(dǎo)線的載流量通?？梢詮氖謨?cè)中查找。但利用口訣再配合一些簡(jiǎn)單的心算，便可直接算出，不必查表。  　　3.1電線電纜安全電流相關(guān)計(jì)算口訣 　　3.1.1鋁芯絕緣線載流量與截面的倍數(shù)關(guān)系估算口訣： 　　10下五，100上二， 　　25、35，四、三界，. 　　70、95，兩倍半。 　　穿管、溫度，八、九折。 　　裸線加一半。 　　銅線升級(jí)算。 　　說(shuō)明：口訣對(duì)各種截面的載流量（安）不是直接指出的，而是用截面乘上一定的倍數(shù)來(lái)表示。 　　第一句口訣指出鋁芯絕緣線載流量（安）、可按截面的倍數(shù)來(lái)計(jì)算?？谠E中的阿拉伯?dāng)?shù)碼表示導(dǎo)線截面（平方毫米），漢字?jǐn)?shù)字表示倍數(shù)。把口訣的截面與倍數(shù)關(guān)系排列起來(lái)如下： 　　1～10、 16、25 35、50 70、95 120以上 〉 〉 〉 〉 〉 　　五倍 四倍 三倍 二倍半 二倍 　　現(xiàn)在再和口訣對(duì)照就更清楚了，口訣“10下五”是指截面在10以下，載流量都是截面數(shù)值的五倍。“100上二”（讀百上二）是指截面100以上的載流量是截面數(shù)值的二倍。截面為25與35 　　是四倍和三倍的分界處。這就是口訣“25、35，四三界”。而截面70、95則為二點(diǎn)五倍。從上面的排列可以看出：除10以下及100以上之外，中間的導(dǎo)線截面是每?jī)煞N規(guī)格屬同一種倍數(shù)。 　　例如鋁芯絕緣線，環(huán)境溫度為不大于25℃時(shí)的載流量的計(jì)算： 　　當(dāng)截面為6平方毫米時(shí)，算得載流量為30安； 　　當(dāng)截面為150平方毫米時(shí)，算得載流量為300安； 　　當(dāng)截面為70平方毫米時(shí)，算得載流量為175安； 　　從上面的排列還可以看出：倍數(shù)隨截面的增大而減小，在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處，誤差稍大些。比如截面25與35是四倍與三倍的分界處，25屬四倍的范圍，它按口訣算為100安，但按手冊(cè)為97安；而35則相反，按口訣算為105安，但查表為117安。不過(guò)這對(duì)使用的影響并不大。當(dāng)然，若能“胸中有數(shù)”，在選擇導(dǎo)線截面時(shí)，25的不讓它滿到100安，35的則可略為超過(guò)105安便更準(zhǔn)確了。同樣，2.5平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的始端，實(shí)際便不止五倍（最大可達(dá)到20安以上），不過(guò)為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗，通常電流都不用到這么大，手冊(cè)中一般只標(biāo)12安。 　　后面三句口訣便是對(duì)條件改變的處理。“穿管、溫度，八、九折”是指：若是穿管敷設(shè)（包括槽板等敷設(shè)、即導(dǎo)線加有保護(hù)套層，不明露的），計(jì)算后，再打八折；若環(huán)境溫度超過(guò)25℃，計(jì)算后再打九折，若既穿管敷設(shè)，溫度又超過(guò)25℃，則打八折后再打九折，或簡(jiǎn)單按一次打七折計(jì)算。 　　關(guān)于環(huán)境溫度，按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上，溫度是變動(dòng)的，一般情況下，它影響導(dǎo)線載流并不很大。因此，只對(duì)某些溫車間或較熱地區(qū)超過(guò)25℃較多時(shí)，才考慮打折扣。 　　例如對(duì)鋁心絕緣線在不同條件下載流量的計(jì)算： 　　當(dāng)截面為10平方毫米穿管時(shí)，則載流量為10×5×0.8═40安；若為高溫，則載流量為10×5×0.9═45安；若是穿管又高溫，則載流量為10×5×0.7═35安。 　　對(duì)于裸鋁線的載流量，口訣指出“裸線加一半”即計(jì)算后再加一半。這是指同樣截面裸鋁線與鋁芯絕緣線比較，載流量可加大一半。 　　例如對(duì)裸鋁線載流量的計(jì)算： 　　當(dāng)截面為16平方毫米時(shí)，則載流量為16×4×1.5═96安，若在高溫下，則載流量為16×4×1.5×0.9=86.4安。 　　對(duì)于銅導(dǎo)線的載流量，口訣指出“銅線升級(jí)算”，即將銅導(dǎo)線的的截面排列順序提升一級(jí)，再按相應(yīng)的鋁線條件計(jì)算。 　　例如截面為35平方毫米裸銅線環(huán)境溫度為25℃，載流量的計(jì)算為：按升級(jí)為50平方毫米裸鋁線即得50×3×1.5=225安. 　　對(duì)于電纜，口訣中沒(méi)有介紹。一般直接埋地的高壓電纜，大體上可直接采用第一句口訣中的有關(guān)倍數(shù)計(jì)算。比如35平方毫米高壓鎧裝鋁芯電纜埋地敷設(shè)的載流量為35×3=105安。95平方毫米的約為95×2.5≈238安。 　　三相四線制中的零線截面，通常選為相線截面的1/2左右。當(dāng)然也不得小于按機(jī)械強(qiáng)度要求所允許的最小截面。在單相線路中，由于零線和相線所通過(guò)的負(fù)荷電流相同，因此零線截面應(yīng)與相線截面相同。 　　3.1.2電纜載流量口決 　　估算口訣： 　　二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走。 　　三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 　　條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)。 　　穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。 　　說(shuō)明： 　　本節(jié)口訣對(duì)各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出，而是”截面乘上一定的倍數(shù)”來(lái)表示，通過(guò)心算而得。 　　“二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走”說(shuō)的是2．5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5mm’導(dǎo)線，載流量為 2．5×9＝22．5(A)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號(hào)往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、 25×4。 　　“三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五”，說(shuō)的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)兩個(gè)線號(hào)成一組，倍數(shù)依次減0．5。即50、70mm’導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、 120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的2．5倍，依次類推。 　　“條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長(zhǎng)期高于 25℃的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計(jì)算方法算出，然后再打九折即可；當(dāng)使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個(gè)線號(hào)的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計(jì)算。 　　“穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流”。就是穿2根時(shí)，要按8折計(jì)算載流量，3根7折，4根6折。 　　4 小結(jié) 　　電纜作為光伏電站基本材料之一，雖然成本只占大約5%，但是其對(duì)光伏電站的意義卻十分重大。首先，光伏電纜是傳導(dǎo)電量的媒介，電纜選型合適與否，直接影響電量的損耗，影響著系統(tǒng)的效率及發(fā)電總量；其次電纜線徑、規(guī)格、長(zhǎng)度的差別都影響著電站的成本。因此不得不仔細(xì)認(rèn)真對(duì)待，全面考慮距離、損耗、電流大小、防護(hù)等各方面因素，選擇最恰當(dāng)?shù)男吞?hào)，提高電站的性價(jià)比。