光伏電站基礎(chǔ)知識系列總結(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、分向輸送到城市、工廠等大型活動場所、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)格來生產(chǎn)各種型號的電力電纜。 　　截面：1~1000mm2 　　額定電壓：1kV及以下，1~6kV、10~35kV … 　　線芯：1、2、3、4、5， 　　場合：按照保護層結(jié)構(gòu)形式為分鎧裝和非鎧裝。 　　優(yōu)點是不受落差限制，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、鐵路運輸、船舶碼頭等。 　　1.2通信電纜 　　實現(xiàn)音頻、視頻等信號傳輸?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、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、信號電纜等。 　　1.4裸電線與裸導體制品 　　僅有導體而無任何絕緣層的產(chǎn)品稱為裸電線與裸導體制品。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)整個電網(wǎng)線路長度的90%以上。主要型號：LGJ、LJ TJ、LGJF、LJX等。 　　3、軟接線與編織線 　　是指以很細的單線束絞、復絞或編織制成的極柔軟的導線，導體全部用銅。如電刷線、蓄電池線等。 　　4、型線與型材 　　是圓形的裸導電制品。有銅和鋁的排材、接觸網(wǎng)導線、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。圓的用于中小電機和儀表；扁的用于大型電機和變壓器。 　　2繞包線 　　繞包紙帶、薄膜、棉紗、合成絲和無堿玻璃絲，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)中對電線電纜產(chǎn)品名稱大多數(shù)采用漢語拼音字母大寫來表示，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、規(guī)格及標準編號這三個部分組成。 　　2.1型號 　　電氣裝備用電線電纜及電力電纜的型號主要由以下七部分組成： 　　類別用途/導體/絕緣/內(nèi)護套/結(jié)構(gòu)特征/外護套或派生/使用特征，有些特殊的電線電纜型號最后還有派生代號。 　　下面將最常用的電線電纜型號中字母的含義介紹一下。 　　2.2.1類別、用途代號 　　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-移動電纜；JK-絕緣架空電纜；M-煤礦用；ZR-阻燃型；NH-耐火型；ZA-A級阻燃；ZB-B級阻燃；ZC-C級阻燃；WD-低煙無鹵型 　　2.2.2導體代號 　　T—銅導線 （略）； L-鋁芯 　　2.2.3絕緣層代號 　　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護層代號 　　V-PVC套；Y-聚乙烯料；N-尼龍護套；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 　　B-扁平型；R-柔軟；C-重型；Q-輕型；G-高壓；H-電焊機用；S-雙絞型 　　2.2.6鎧裝層代號 　　2—雙鋼帶；3—細圓鋼絲；4—粗圓鋼絲 　　2.2.7外護層代號 　　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示例 　　VV—銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜 　　VLV—鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜 　　YJV22—銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜 　　KVV—聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套控制電纜 　　227IEC 01（BV）—簡稱BV，一般用途單芯硬導體無護套電纜 　　227IEC 02（RV）—簡稱RV，一般用途單芯軟導體無護套電纜 　　227IEC 10（BVV）—簡稱BVV，輕型聚氯乙烯護套電纜 　　227IEC 52（RVV）—簡稱RVV，輕型聚氯乙烯護套軟線 　　227IEC 53（RVV）—簡稱RVV，普通聚氯乙烯護套軟線 　　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—電焊機電纜 　　2.3規(guī)格 　　規(guī)格又由額定電壓、芯數(shù)及標稱截面組成。 　　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。 　　電壓等級有兩個數(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Uo／U(kV)為0．6／1、3．6／6、 6／10、21／35、36／63、64／110，這種電壓等級的電纜適用于每次接地故障持續(xù)時間不超過1min的三相系統(tǒng)，而電壓等級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)時間一般不超過2h、最長不超過8h的三相系統(tǒng)。 　　區(qū)別在于線路的中心點接地方式不同。8.7／10kV電纜用于中心點非有效接地的10kV線路，6／10kV電纜用于中心點有效接地（或直接接地）的10kV線路。我國的10kV電纜線路大多數(shù)屬于中心點非有效接地系統(tǒng)，所以用的8.7／10kV電纜比較多，西方國家的10kV電纜線路大多數(shù)屬于中心點有效接地（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)實際需要來定，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。 　　標稱截面是指導體橫截面的近似值。為了達到規(guī)定的直流電阻，方便記憶并且統(tǒng)一而規(guī)定的一個導體橫截面附近的一個整數(shù)值。我國統(tǒng)一規(guī)定的導體橫截面有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。 　　導體的標稱截面不是導體的實際的橫截面，導體實際的橫截面許多比標稱截面小，有幾個比標稱截面大。實際生產(chǎn)過程中，只要導體的直流電阻能達到規(guī)定的要求，就可以說這根電纜的截面是達標的。 　　2.4標準編號 　　現(xiàn)在生產(chǎn)的電線電纜絕大部分國家或行業(yè)都有明確的標準規(guī)定的，主要的目的當然為使設(shè)計、使用統(tǒng)一。這里主要介紹幾個電線電纜標準編號。 　　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套電力電纜，額定電壓為0.6/1kv，3+1芯，主線芯的標稱截面為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套扁型電纜，額定電壓為450/750v，2芯，導體的標稱截面為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套電力電纜，額定電壓為8.7/10kv，3芯，主線芯的標稱截面為120mm2。 　　d)YJV32 　　表示銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套細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)護套；3代表細圓鋼絲鎧裝；2代表聚氯乙烯外護套。 　　3 電線電纜規(guī)格型號的選擇 　　選擇合適的電線電纜型號，是確保安全用電的前提。選擇電線電纜型號，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 　　電流密度，機械強度等條件。 　　根據(jù)經(jīng)驗: 　　·低壓動力線因其負荷電流較大，故一般先按發(fā)熱條件選擇截面，然后驗算其電壓損失和機械強度； 　　·低壓照明線因其對電壓水平要求較高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗算發(fā)熱條件和機械強度； 　　·對高壓線路，則先按經(jīng)濟電流密度選擇截面，然后驗算其發(fā)熱條件和允許電壓損失； 　　·高壓架空線路，還應(yīng)驗算其機械強度。 　　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 　　導線的載流量與導線截面有關(guān)，也與導線的材料、型號、敷設(shè)方法以及環(huán)境溫度等有關(guān)，影響的因素較多，計算也較復雜。各種導線的載流量通?？梢詮氖謨灾胁檎摇５每谠E再配合一些簡單的心算，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。 　　銅線升級算。 　　說明：口訣對各種截面的載流量（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)來計算?？谠E中的阿拉伯數(shù)碼表示導線截面（平方毫米），漢字數(shù)字表示倍數(shù)。把口訣的截面與倍數(shù)關(guān)系排列起來如下： 　　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，中間的導線截面是每兩種規(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℃時的載流量的計算： 　　當截面為6平方毫米時，算得載流量為30安； 　　當截面為150平方毫米時，算得載流量為300安； 　　當截面為70平方毫米時，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，但按手冊為97安；而35則相反，按口訣算為105安，但查表為117安。不過這對使用的影響并不大。當然，若能“胸中有數(shù)”，在選擇導線截面時，25的不讓它滿到100安，35的則可略為超過105安便更準確了。同樣，2.5平方毫米的導線位置在五倍的始端，實際便不止五倍（最大可達到20安以上），不過為了減少導線內(nèi)的電能損耗，通常電流都不用到這么大，手冊中一般只標12安。 　　后面三句口訣便是對條件改變的處理。“穿管、溫度，八、九折”是指：若是穿管敷設(shè)（包括槽板等敷設(shè)、即導線加有保護套層，不明露的），計算后，再打八折；若環(huán)境溫度超過25℃，計算后再打九折，若既穿管敷設(shè)，溫度又超過25℃，則打八折后再打九折，或簡單按一次打七折計算。 　　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。實際上，溫度是變動的，一般情況下，它影響導線載流并不很大。因此，只對某些溫車間或較熱地區(qū)超過25℃較多時，才考慮打折扣。 　　例如對鋁心絕緣線在不同條件下載流量的計算： 　　當截面為10平方毫米穿管時，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。 　　對于裸鋁線的載流量，口訣指出“裸線加一半”即計算后再加一半。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。 　　例如對裸鋁線載流量的計算： 　　當截面為16平方毫米時，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。 　　對于銅導線的載流量，口訣指出“銅線升級算”，即將銅導線的的截面排列順序提升一級，再按相應(yīng)的鋁線條件計算。 　　例如截面為35平方毫米裸銅線環(huán)境溫度為25℃，載流量的計算為：按升級為50平方毫米裸鋁線即得50×3×1.5=225安. 　　對于電纜，口訣中沒有介紹。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。當然也不得小于按機械強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的負荷電流相同，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： 　　二點五下乘以九，往上減一順號走。 　　三十五乘三點五，雙雙成組減點五。 　　條件有變加折算，高溫九折銅升級。 　　穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。 　　說明： 　　本節(jié)口訣對各種絕緣線(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)”來表示，通過心算而得。 　　“二點五下乘以九，往上減一順號走”說的是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’導線，載流量為 2．5×9＝22．5(A)。從4mm’及以上導線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、 25×4。 　　“三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，說的是35mm”的導線載流量為截面數(shù)的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。從50mm’及以上的導線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍數(shù)依次減0．5。即50、70mm’導線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、 120mm”導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”。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)境溫度長期高于 25℃的地區(qū)，導線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可；當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線號的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計算。 　　“穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流”。就是穿2根時，要按8折計算載流量，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%，但是其對光伏電站的意義卻十分重大。首先，光伏電纜是傳導電量的媒介，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、長度的差別都影響著電站的成本。因此不得不仔細認真對待，全面考慮距離、損耗、電流大小、防護等各方面因素，選擇最恰當?shù)男吞?，提高電站的性價比。