第4章电线、电缆及电器设备的选择课件.ppt

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1、2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 1 页,内容提要：,电线、电缆及电器设备的选择是建筑供配电系统的重要内容之一。本章介绍了电线、电缆及母线型号、截面的选择方法及综合分析与应用。同时讲授常用低压电器的分类、使用功能、电器设备的选择原则和电器设备之间的配合。,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 2 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4.1 电线、电缆及母线的选择,4.2 电器设备选择的原则,4.3 高压开关设备及其选择,4.4 低压电器设备及其选择,2023年

2、4月4日星期二12时39分56秒,第 3 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4.1 电线、电缆及母线的选择,一.常用电线和电缆型号的选择,1.电线、电缆的概念,（1）电线、电缆的定义,电线、电缆是指用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。,电线：通常把只有金属导体的产品和在导体上敷有绝缘层外加轻型保护（如棉纱编织层、玻璃丝编织层、塑料、橡皮等）、结构简单、外径比较细小、使用电压和电流比较小的绝缘线，叫做电线。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 4 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电缆：把既有导体（电缆芯）和承受电网电压的绝缘层，以及包覆在绝缘层上、使绝缘材料免受

3、潮气侵袭和机械损坏、从而长期保持绝缘性能的保护层（防止水份侵入的严密内护层，或加大机械强度的外护层），结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。电压等级稍高的电缆，其导体外和绝缘层外，还有用半导体或金属材料制成的屏蔽层。,（1）电线、电缆的定义,电线主要用于室内敷设。而电缆由于其复杂结构，故能够敷设在地下、水底等各种环境中，满足长期、安全传输电能的需要。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 5 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,从材料上分,（2）电线、电缆的简单分类,橡皮绝缘导线、塑料绝缘导线、氯丁橡皮绝缘导线、聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套导线等，以上统称电线。以及油浸纸绝缘电力电

4、缆、交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆、裸铝护套电缆、裸铅护套电缆等，以上统称电缆。,铝芯线、铜芯线、角钢滑触线；,从绝缘及保护层方面分,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 6 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电线,单芯线多芯线软线,按绝缘材料,按芯线材料,按芯线构造,橡皮绝缘线塑料绝缘线,铜芯线铝芯线,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 7 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,1）聚氯乙烯绝缘线（通称塑料绝缘线）,常用的有聚氯乙烯绝缘电线，是在线芯外包上聚氯乙烯绝缘层。铜芯电线的型号为BV，铝芯电线的型号为BLV。型号含义如下：,2023年4月4日星期二1

5、2时39分56秒,第 8 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,BLV,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 9 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,BV,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 10 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电线外型为圆形。截面积10mm2 以下时，还可制成两芯扁形电线。聚氯乙烯绝缘软线主要用作交流额定电压250V以下的室内日用电器及照明灯具的连接导线，俗称灯头线，都是双芯的，其型号为RVB(平行塑料绝缘软线)和RVS(双绞塑料绝缘软线)。除此以外，在民用建筑中还常用一种塑料绝缘线，叫做聚氯乙烯绝缘和护套电线，它是在聚氯乙烯绝缘外层外再

6、加上一层聚氯乙烯护套构成的，线芯分为单芯、双芯和三芯。电线的型号为BVV(铜芯)和BLVV(铝芯)。这种电线可以直接安装在建筑物表面，它具有防潮性能和一定的机械强度。广泛用于交流500V及以下的电气设备和照明线路的明敷设或暗敷设。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 11 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,优点：这类电线绝缘性能良好，制造工艺简便，价格较低，不用棉纱和橡胶，室内明敷或穿管都可取代橡皮绝缘线，生产量大，应用广泛。,缺点：是对气温适应性能较差，低温时易变硬发脆，高温或日光下绝缘老化较快，不宜室外敷设。,聚氯乙烯绝缘线（通称塑料绝缘线）优缺点,2023年4月4日星期

7、二12时39分56秒,第 12 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,RV,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 13 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,RVS,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 14 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,RVV,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 15 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,RVVP,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 16 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,RVVB,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 17 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2）橡皮绝缘电线

8、,这类电线弯曲性能较好，对气温适应较广，常用的型号有BX(BLX)和BBX(BBLX)。BX(BLX)为铜(铝)芯棉纱编织橡皮绝缘线，BBX(BBLX)为铜(铝)芯玻璃丝编织橡皮绝缘线。这两种电线是日前仍在应用的旧品种。它们的基本结构是在芯线外面包一层橡胶，然后用编织机编织一层棉纱或玻璃丝纤维，最后在编织层上涂蜡而成。由于这两钟电线生产工艺复杂，成本较高，正逐渐被塑料绝缘线所取代。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 18 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,这类电线具有前两类电线的优点，且耐油性能好，不易霉，不延燃，适应气温性能好，老化时间为普通橡皮线的2倍，适宜作室外架空线

9、或进户线用。缺点是绝缘层机械强度比橡皮线低。主要型号有：BLXF、BXF。,3（氯丁）橡皮绝缘线,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 19 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电缆,按其用途,电力电缆控制电缆,按其绝缘材料,按其线芯组成,油浸纸绝缘电缆橡皮绝缘电缆塑料绝缘电缆,单芯双芯三芯多芯,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 20 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 21 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 22 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,202

10、3年4月4日星期二12时39分56秒,第 23 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电力电缆型号各部分的代号及其含义：1.绝缘种类：V代表聚氯乙稀；X代表橡胶；Y代表聚乙烯；YJ代表交联聚乙烯；Z代表纸。2.导体材料：L代表铝；T（省略）代表铜。3.内护层：V代表聚氯乙稀护套；Y聚乙烯护套；L铝护套；Q铅护套；H橡胶护套；F氯丁橡胶护套。4.特征：D不滴流；F分相；CY充油；P贫油干绝缘；P屏蔽；Z直流。5.控制层：0无；2双钢带；3细钢丝；4粗钢丝。6.外被层：0无；1纤维外被；2聚氯乙稀护套；3聚乙烯护套。7.阻燃电缆在代号前加ZR；耐火电缆在代号前加NH。,2023年4月4日星期二1

11、2时39分56秒,第 24 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,1）聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（即全塑料电缆）,这种电缆的绝缘性能、弯曲性能、抗腐蚀性能均较好，且护套轻、耐油、耐酸碱腐蚀、不延燃、接头制作简便、价格便宜。,缺点是绝缘电阻率较油浸纸低，介质损耗大，耐腐蚀性能不完善，在含有三氯乙烯、二硫化碳、苯等化学物质的场合不适用。,主要型号有VV、VLV。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 25 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,1）YJV绝缘用的是交联聚乙烯，VV绝缘用聚氯乙烯。2）YJV电缆工作温度达90度，而VV只有70度，同截面积YJV电缆载流量大。VV类

12、电缆导体运行最高额定温度为摄氏70度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏160度。YJV类电缆导体运行最高额定温度为摄氏90度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏250度。3）YJV从长远看比VV好（使用寿命长等），但比VV贵。4）从技术经济指标看，三芯的YJV比VV电缆的各项参数都要高。,2）交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（YJV、YJLV）,在民用建筑中推荐使用YJV，其载流量比VV的大，更为主要的是在电气火灾时，由于其绝缘材料不含氯，燃烧时不会产生有毒气体。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 26 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,3）电缆头,

13、电缆头,按接头位置,中间接头终端头,按安装场所,户内式户外式,按制作安装材料,干包式浇注式热缩式冷缩式,主要作用是使线路通畅，使电缆保持密封，并保证电缆接头处的绝缘等级，使其安全可靠地运行。若是密封不良，不仅会漏油造成油浸纸干枯，而且潮气也会侵入电缆内部，使纸绝缘性能下降。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 27 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 28 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 29 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,分支电缆是适用于现代高层建筑和现代化工厂的

14、一种新型垂直主电缆，其主要优点有：经济、缩短施工周期、高质量等。分支电缆载流量只能做到1000A左右，引出的容量一旦确定后就难以更改，灵活性不如母线槽。此外，各支点的尺寸一定要比较准确。但总体来看，分支电缆仍是一种省钱(工程造价约为母线槽的5070)、省力、安全可靠的供电干线形式，有生命力。分支电缆已在世界上多数目家和地区的建筑行业中被广泛采用。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 30 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4）电缆的阻燃性能 耐火布线：指由于火的作用火灾温升曲线达到840时，使线路在30min内仍可靠供电的布线方式。耐热布线：指由于火的作用火灾温升曲线达到38

15、0时，使线路在15min内仍能可靠供电的布线方式。广泛应用于消防设备的耐火耐热布线中。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 31 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,一类高、低层建筑内的电力、照明、自控等线路宜采用阻燃型电线和电缆；但重要消防设备(如消防水泵，消防电梯，防、排烟风机等)的供电回路，有条件时可采用耐火型电缆或采用其他防火措施以达耐火配线要求。,二类高、低层建筑内的消防用电设备，宜采用阻燃型电线和电缆。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 32 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,低烟无卤型交联聚乙烯绝缘电缆 阻燃型普通电缆含有卤素，一旦发生电气火灾

16、而燃烧时，不仅发烟量大而又还会产生大量的酸性有毒气体。,建筑电气工程宜优先选用交联聚乙烯绝缘电缆，代替聚氯乙烯电缆。,低烟无卤型交联聚乙烯绝缘电缆,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 33 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（3）高层建筑中常用的电线和电缆,在高层建筑中，低压线路一般都用耐压为500V的BV-500型铜芯塑料线。导线截面为16mm2以上时，也可考虑选用铝芯塑料线BLV-500型（目前很少采用铝芯塑料线）。BVV-500和BLVV型铜芯或铝芯塑料线由于用它明敷的场所较少，除临时线路外，在高层建筑中很少采用。在低压电力电缆中广泛采用全塑料电缆，有VV型或VLV型，

17、或者采用带钢带或钢丝铠装的VV29、VV30、VLV20、VLV30型塑料电缆。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 34 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（1）在下列场所应选择铜芯电缆或导线,1）需要运行中确保连接可靠的回路，一、二级负荷。2）居住建筑、幼儿园、福利院、医院等用电设备的配电线路。3）有爆炸、火灾危险、潮湿、腐蚀、连接移动设备及八度抗震及以上设防的场所重要的公共建筑。4）监测及控制回路。5）应急系统包括消防系统的线路。6）室外配电线路。,2.常用电线、电缆型号选择,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 35 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,

18、（2）电力电缆芯数及导线根数的选择,1）三相电路中电力电缆芯数及导线根数的选择 1kV及以下的TNC系统应采用4芯电缆或4根导线。1kV及以下TNS系统应选用5芯电缆或5根导线。2）单相电路中电力电缆芯数及导线根数的选择 1kV及以下TNC系统的单相回路应选用 2芯电缆或2 根导线。1kV及以下TNS系统的单相回路应选用3芯电缆或3根导线。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 36 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（3）尽量选用塑料绝缘电线,因为塑料绝缘线的绝缘性能好、成本低。当在建筑物表面直接敷设时，应选用聚氯乙烯绝缘和护套电线。,（4）注意选用新材料、新品种的电线和电缆

19、,不选用淘汰产品及限制使用的产品。,（5）电线和电缆具体型号选用,应根据使用环境和敷设方式而定，具体见P69表4-1。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 37 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,二.常用电线和电缆截面的选择方法,（1）不因长期通过负荷电流使导线过热，以避免损坏绝缘或短路失火等事故；（2）有足够的机械强度，避免因刮风、结冰或施工等原因被拉断；（3）线路上电压损失不能过大，对于电力线路，电压损失一般不能超过额定电压的10，对于照明线路一般不能超过5。,1.电线和电缆线的截面选择应满足的主要要求,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 38 页,第4章 电

20、线、电缆及电器设备的选择,2.选择导线截面的步骤,（1）对于距离L200m的低压电力线路，一般先按发热条件的计算方法来选择导线截面，然后用电压损失条件和机械强度条件进行校验。（2）对于距离L200m较长的供电线路，一般先按允许电压损失的计算方法来选择截面，然后用发热条件和机械强度条件进行验算。（3）对于高压线路，一般先按经济电流密度选择法来选择导线截面，然后用发热条件和电压损失条件进行校验。,经济电流密度选择法：是指从经济角度出发，综合考虑输电线路的电能损耗和投资效益等指标，来确定导线单位截面积内通过的电流值（其数值可查有关手册）。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 39 页,第

21、4章 电线、电缆及电器设备的选择,3.选择导线截面的具体方法,（1）按发热条件选择导线截面积,IZ导线或电缆的长期允许载流量（A）；IC根据计算负荷求出的总计算电流（A）。,IZ IC,民用建筑主要由低压供配电线路供电，因此导线截面积的选择主要采用：发热条件计算法和电压损失计算法。,IZ 可查表（附录2）获得。注意：IZ与环境温度和敷设条件有关；截面积指相线截面积。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 40 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,低压系统中性线和保护线的选择 中性线（N）截面的选择（1）一般不小于相线截面的50%，即SN0.5S。（2）对于三次谐波相当突出的三相线

22、路，大于或等于相线截面，即：气体放电灯为主的三相四线和两相三线电路：SNS；采用晶闸管调光的三相四线和两相三线电路：SN2S。（3）对于由三相线路分出的两相及单相线路，等于相线截面，即SNS。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 41 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,保护线(PE)截面的选择（1）当S 16mm2时：SPE S；当16mm2 S 35mm2时：SPE 16mm2；当S35mm2时：SPE0.5 S。（2）保护线还应满足单相接地故障保护要求。保护中性线(PEN)截面的选择 具有PE和N的双重功能，取其中最大值。即：SPEN=(50%100%)S 及单相接地故障

23、保护要求。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 42 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,例4-1：某办公楼建筑施工工地，照明干线电压为380V三相五线，计算电流为108A，现采用BV-500型导线穿镀锌钢管暗敷设供电(环境温度按30计)。试按发热条件选择相线及中性线截面。解：因所用导线BV-500为500V铜芯塑料绝缘线，查附录2表2-1得：气温为30时，导线截面为50mm2的 IZ=122A。因IC=108A，所以 IZ IC，满足发热条件。因此相线选截面：S50mm2。中性线（N）截面，选SN为25mm2；保护线（PE）截面，按SPE为25mm2。,2023年4月4日星期

24、二12时39分56秒,第 43 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（2）按允许电压损失选择导线截面积,式中：U%电压变化率；U1线路的始端电压（V）；U2线路的末端电压（V）；Ur线路的额定电压（V）。,1）电压损失表示方法,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 44 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（2）按允许电压损失选择导线截面积,2）电压损失允许值,用电设备端子处电压偏移的允许范围为：电动机 5；照明灯 在一般工作场所5；在视觉要求较高的屋内场所+5，2.5；在远离变电所面积较小的一般工作场所，难以满足上述要求时，允许10。其他用电设备无特殊规定时为5。参见P4，

25、表1-2,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 45 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电压损失：,3）导线截面积的计算,S 导线面积，mm2；待选导线上的负载总计算负荷(单相或三相)，kW；Li 导线长度（指单程距离），m；U%电压变化率允许电压损失；M 负荷矩，kWm；C 由电路的相数、额定电压及导线材料的电阻率等决定的常数，称为电压损失计算常数。,纯电阻性负载：（照明、电热设备等）,导线截面积：,（2）按允许电压损失选择导线截面积,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 46 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,计算线路电压损失的计算常数C 值,注：表中为导线

26、材料的电导率是。P72，表4-3,（2）按允许电压损失选择导线截面积,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 47 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,感性负载：（电动机等）,B校正系数，见P73，表4-4。B与负荷的功率因数、导线截面积及导线类型和敷设方式有关。,3）导线截面的计算,（2）按允许电压损失选择导线截面积,（3）按机械强度选择导线截面积,为保证导线在安装和运行过程中，不致折断而中断正常供电和发生其他事故，因此规定了在各种不同的敷设条件下，导线按机械强度要求的最小截面积(P75，表4-5)。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 48 页,第4章 电线、电缆及

27、电器设备的选择,例4-2：有一条从变电所引出的长100m的供电干线，供电方式为树干式，干线上接有电压为380V三相异步电动机共24台，其中10kW电动机20台，4.5kW电动机4台，干线敷设地点的环境温度为25，干线采用绝缘明敷，设各台电动机的负荷需要系数KX=0.35，平均功率因数cos=0.7。试选择该干线的截面积。,解题思路：,导线截面积的 计算方法选择,发热条件,电压损失,机械强度,200m,发热条件,校验条件,IZ IC,用电压损失、机械强度进行校验,验算、查表,L=100m,查附录2,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 49 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,解：

28、因为负荷性质属低压电力用电，负荷量较大，线路不长，只有100m，故先按满足发热条件来选择干线截面。,用电设备总计算功率：,总计算负荷电流为：,视在总计算负荷：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 50 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,所选截面的允许载流量IZ应满足：IZIC165.6A 查附录2（附表2-1：常用绝缘导线允许载流量表），选择截面为35mm2的铜芯塑料线，其导线允许载流量为170A165.6A，满足要求。,再按电压损失应小于规定值的要求来校验已选截面。查表4-3和表4-4，采用铜线明敷，C75，B=1.40。,由此可见，所选导线截面亦能满足允许电压损失的要求。

29、最后查表4-5可知，所选导线也能满足机械强度要求。,=4.075,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 51 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,例4-3：某工程照明干线的负荷共计10kW，导线长300m，用380/220V三相四线制供电，设干线上的电压损失不超过5，敷设地点的环境温度为30，明敷，负荷需要系数KX1，功率因数cos1，试选择干线BLX的截面。,查附录2常用绝缘导线允许载流量表，选用型号为BLX的导线截面为16mm2，其载流流量为80A。,解：因是照明线，且线路较长，按允许电压损失条件来选择导线截面积。,用发热条件来校验所选导线截面积,同时，根据表4-5可知，导线

30、亦能满足机械强度的要求。,查表4-3，采用铝线明敷，取C45.7，所以,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 52 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,三.母线的选择,母线指用高导电率的铜、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力的产品。电站或变电站输送电能用的总导线。通过它，把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。,硬母线 软母线,母线分类：,裸母线 母线槽,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 53 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,三.母线的选择,绝缘方式：密集绝缘型(630A以上）空气绝缘型(630A及以下)按线制分：三相三线

31、、三相四线、三相五线制。频率5060Hz 按电压分：400V(500V)、660V、6kV及10kV四种。按电流分：25、40、63、100、160、200、250、400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000A，共18种。,母线槽是由金属板（钢板或铝板）为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。,母线槽分类：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 54 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,空气绝缘型母线槽：,额定电压为400V（500V）、660V，额定电流目前多为25630A。,密集绝缘型母线槽：,普通型低

32、压母线槽防火型低压母线槽耐高温型低压母线槽高压母线槽,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 55 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,苏州东海电CMC-1型母线槽有以下5大系列：CMC-1-NG型密集型耐高温母线槽 CMC-1-FH型密集型耐火母线槽 CMC-1-GF型隔热耐火母线槽 CMC-1-P型普通母线槽 GFM-1型高压共箱式封闭母线槽,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 56 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,屏蔽绝缘管形母线工程实例,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 57 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2023年4月4日星期二

33、12时39分56秒,第 58 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,母线槽工程实例,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 59 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4.2 电器设备选择的原则,1.按正常工作条件选择额定电压和额定电流,1）电器设备的最高电压 Umax 不应小于所在回路的系统最高电压 Uy，即,Umax Uy,2）电器设备的额定电流 Ir 应大于或等于该回路的最大持续工作电流 Imax，即,Ir I max,电器设备选择是供配电系统设计的主要内容之一。选择时，应根据实际工程特点，按照有关设计规范，保证供配电安全可靠的前提下，并做到技术先进，经济合理。并遵循以下原则

34、：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 60 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,因国产电器设备设计时取40作为周围空气温度计算值，当设置点温度偏离40时应进行矫正，即,I r、Ir 设备的额定电流及经温度修正后的允许电流值(A);实际环境温度，取最热月平均最高气温();r 电器设备的额定温度，或载流导体的最高允许温度()；K 温度修正系数。当r时,每降低1允许电流增加0.5Ir，但总数不得超过20%；当r60时,每增高1允许电流应减少1.8%Ir。,设备的额定电流应乘以温度矫正系数K：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 61 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选

35、择,2.按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定：,动稳定性：,式中：Im、im制造厂规定的电器设备极限通过电流的峰值和有效值(kA)；Ish(3)、ish(3)按三相短路计算所得的短路冲击电流和短路全电流有效值(kA)；It、t制造厂规定的电器设备在时间ts内的热稳定电流；Ia、tima 短路稳态电流及假设时间。,热稳定性：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 62 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,3.按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力（遮断容量）,4.按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电器设备的适当型式（见P78 表4-6）,即：,INoff、

36、SNoff制造厂提供的在额定电压下允许的开断电流、允许的断流容量；Ik(3)、S k(3)电器设备安装处的短路电流、短路容量。,应特别注意铭牌断路容量值所规定的使用条件。如用于高海拔地区、矿山井下，或电压较低的电网中，都要降低短路容量值。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 63 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,选择电器设备时应校验的项目,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 64 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4.3 高压开关设备及其选择,定义：电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。,产生：当用开关电器断开电流时，如

37、果电路电压不低于1020伏，电流不小于80100mA，电器的触头间便会产生电弧。,电弧：,分类：按电流种类可分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。,特点：导电性强、能量集中、温度高、亮度大、质量轻、易变性等。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 65 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,电弧：,用途：可作为强光源（如弧光灯），紫外线源（如太阳灯）或强热源（如电弧炉）。,作用：电弧是高温高导电率的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 66 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,高压断路器的主要用途是：在正

38、常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生故障或严重过负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故障电流，以防止事故发生。,1.用途,高压开关设备包括高压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器及高压开关柜等。,一.高压断路器,2.类型,高压断路器包括导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传动机构等部分。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 67 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,2.类型,根据所采用的灭弧介质和灭弧方式。,高压断路器,油断路器,空气断路器,SF6断路器,真空断路器,电气符号,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 68 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选

39、择,（1）油断路器 油断路器用绝缘油作为灭弧介质。按油量大小和作用，可分为：多油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。少油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。610kV多用。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 69 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,少油断路器结构,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 70 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（2）空气断路器 利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄

40、灭。压缩空气的3个作用：,灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kV及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。,强烈吹弧，使电弧冷却熄灭；,作为动、静触头间绝缘介质；,作为分、合闸操作时的动力。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 71 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（3）六氟化硫断路器 开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强。,属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小。在全封闭组合电器中多采用。检修周期长。维护要求严格，价贵。不适于高寒地区。本身

41、无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 72 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 73 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（4）真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力强，燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。特别是在10kV及以下领域，完全可以取代多油断路器。由于开断速度高，易产生截流过电压，对变压器等感性负载易造成危害

42、，应配置过电压吸收装置。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 74 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,真空断路器,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 75 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,户外真空断路器,户内真空断路器,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 76 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,真空断路器的发展状况 目前国际上，真空断路器的设计、制造领域里逐步形成了以德国西门子公司为代表的空气绝缘产品和以ABB公司为代表的复合绝缘产品的两大派别。西门子公司的产品有3AF、3AG及3AH等系列产品。ABB公司的代表产品有VD4。,引进技术并

43、国产化的产品。如ZN12-12，引进西门子3AF；ZN18-12，引进日本东芝公司VK系列产品；ZN21-12，引进比利时EIB公司的产品技术；ZN67-12，引进日本三菱电机VPR型真空断路器等。在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如：ZN63-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子3AH。自行设计的产品，如：ZN15-12，ZN28-12，ZN30-12等。,国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 77 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,ZN2812手车式户内交流高压真空断路器是三相交流50Hz，额定电压为12kV的

44、户内高压电器设备，主要用于中置式开关设备中使用。可供工矿企业、发电厂、变电站中作电器设备的保护和控制之用。适用于繁操作的使用场所。,国产ZN28A、ZN28系列断路器,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 78 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器,ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 79 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,3.高压断路器铭牌所列的技术数据,额定电压Ur.QF额定电流Ir.QF额定开断电流Ir.off额定断流容量Sr.QF热稳定电流 Its动稳定电流irs

45、,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 80 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（1）额定电压Ur.QF 额定电压是保证长期正常工作时断路器所耐受的电压值。铭牌上所标的电压系指线电压的额定值。（2）额定电流Ir.QF 额定电流是断路器可以长期通过的最大电流。在长期通过额定电流时，断路器各部分不会升温超过国家标准。（3）额定开断电流Ir.off 额定开断电流是指断路器在额定的电压下能正常开断的最大电流。它表示了断路器切断电路的能力。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 81 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（4）额定断流容量Sr.QF 额定断流容量是额定电压与

46、额定开断电流的乘积，可以用来表示断路器的开断能力。在三相电路中：,额定断流容量Sr.QF必须大于或等于其安装处的短路容量，即,额定断流容量的大小，决定断路器灭弧装置的结构和尺寸。因此，对一般的断路器，当使用电压低于额定电压时，因其额定开断电流不变，所以断流容量相应降低。,SQF电压为u时的断流容量,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 82 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,（5）热稳定电流 Its 热稳定电流表示断路器能承受短路电流热效应的能力。通常以电流有效值表示。其物理意义是：当热稳定电流Its通过断路器时，在规定时间ts内，断路器各部分温度不超过国家规定的短时允许发热温

47、度、保证断路器不被损坏。,（6）动稳定电流irs 动稳定电流表示断路器能承受短路电流电动力作用的能力。通常用短路电流峰值表示。其物理意义是：当断路器在闭合状态时，所能承受通过的最大电流峰值，而不会因电力的作用发生任何机械损坏。该最大电流峰值称为动稳定电流irs，也称为极限通过电流。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 83 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,4.高压断路器的选择,（1）首先考虑工作条件确定断路器的额定值（电压、电流、频率、机械负荷）。（2）结合环境条件（环境温度、相对湿度、海拔高度、最大风速等）选用断路器的型号和规格。（3）根据短路电流进行断流容量，动、热稳定

48、性校验。在可用的几种断路器之间进行经济指标分析，在能满足工作要求的前提下，尽量选用维修方便、价格便宜、运行费用少的设备。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 84 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,二.高压隔离开关,高压隔离开关主要是用来隔离高压电源，并形成明显可见间隔，以保证其他电气设备能安全检修。因其没有灭弧设置，因而不能接通和切断负荷电流，只能接通或者断开较小电流。,1.用途,2.类型,按安置位置分为：户内型（GN）和户外型（GW）；按级数分为：单级和三级；按构造可分为：双柱式、三柱式和V型；按绝缘情况分为：普通型及加强绝缘型两类；按接地情况可分为：带接地刀闸和不带接地

49、刀闸两种。一般是开启式，特定条件下也可定制成封闭式隔离开关。,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 85 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,3.隔离开关的选择,（1）首先按安装地点选择户内型或户外型。（2）结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。（3）35kV及以上宜选用带接地刀闸。（4）考虑开关接线端的机械负荷。,电气符号,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 86 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,三.高压负荷开关,（1）能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能切断短路电流故障。（2）必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。（3）与隔离开关一样，具有明

50、显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。,1.用途（具有简单的灭弧装置）,2.类型,（1）户内型（FN）（2）户外型（FW）,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 87 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,固定产气式（FN1、FW5 等）压气式（FN2、FN3）压缩空气式六氟化硫油浸式真空式（FN4）,电气符号,2023年4月4日星期二12时39分56秒,第 88 页,第4章 电线、电缆及电器设备的选择,FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器,FLRN36-12D型户内交流高压六氟化硫负荷开关熔断器组合电器,2023年4月4日星