10kV配电电缆网的选型设计问题

10kV配电电缆网的选型设计问题

【摘要】10kV配电电缆网是目前运用比较多的一种供电方法，本文首先分析了电缆芯线的选择问题，其次分析了电缆绝缘材料的类型，最后提出了电缆网环网供电的基本要求及基本模式。

【关键词】10kV配电;电缆网;选型设计

1、电缆芯线的选择

1.1性能情况

铜与铝相比较导电性能更好，使得面积相同的铜芯比铝芯的载流量大31%；铜芯与铝芯相比较弹性更大，所以现实生活中，铜芯一般很少发生弯折破坏；铜与铝相比较硬度更大、抗氧化能力更强，所产生的电阻也很小，从而降低了事故的发生率。根据有关数据统计，电缆发生事故一般由电缆头损坏造成的，而电缆头损坏是由各种情况不佳造成接触点熔化、汽化引起的。通过规范我们可以查到铜的熔点是1083.6℃，熔解热量是211.8432J／g；铝的熔点是661.127℃，熔解热量是389.4321J／g，可见铜芯与铝芯相比较具有更强的抗熔化能力。同时，从现实生活中配电柜的工作情况我们也可以得出，铝电缆头经常会出现弯曲处、DT头氧化，这通常是导致电压波动的关键原因。所以，从性能方面看，电缆应该选用铜芯的比较好。

1.2价格情况

电缆截面面积的计算公式可表示为：S=Ig÷Jn

其中：S—表示电缆截面面积（单位是平方毫米）；

Ig一表示工作电流（单位是A）；

Jn一表示经济电流密度（单位是A／平方毫米）。

通过计算，我们可以得出铜芯电缆比铝芯电缆的载流量大0.3倍，换句话说，使用铝芯电缆要比铜芯电缆所需的面积大0.3倍，公式中的Jn值可以通过下表查得。

我们拿规格均是VV一0.6/kV和VLV一0.6/kV，面积均是是55～155平方毫米的四芯配电电缆的价格对比，随着电缆面积的逐渐加大，1米铜芯电缆要比1米铝芯电缆的价格低0.6～0.8倍。很明显，常用截面的铜芯电缆要比铝芯电缆的价格低0.6～0.8倍，供给一样大小的经济电流时，使用铜芯电缆比铝芯电缆更节省费用。所以，从价格方面，电缆也应该选用铜芯的比较好。

2、电缆绝缘材料的类型

2.1电缆料的选择

目前，最常用的电缆料是普通聚氯乙烯，但是它耐寒和耐热的能力都不强，一般在-15℃～60℃的温度中使用，并且燃烧时会释放有害气体，所以，10kV配电电缆网设计时不应选用普通聚氯乙烯。另外，普通聚氯乙烯的介电吸收率、介质损耗率都比较大，没有交联聚乙烯绝缘性能好。所以，10kV配电电缆不使用普通聚氯乙烯，应使用性能更好的交联聚乙烯（或EPR、HEPR等）。交联聚乙烯是指，将聚乙烯的形状由线型变成链型，这样可以提高电缆的力学功能。EPR 是乙丙橡胶的英文名称，HEPR是高弹性模数（高硬度乙丙胶）的英文名称。

2.2应选择防火性电缆

10kV配电电缆还应满足防火的要求，“电力工程电缆设计规范”中规定“60℃以上高温场所应按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求，选用耐热聚乙烯、普

通交联聚乙烯、辐照交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等适合的耐热型电缆；100℃以上高温环境，宜采用矿物绝缘电缆。高温场所不宜采用聚氯乙烯电缆”。另外，上述规范的第7章“电缆的防火与阻延燃”也说明了电缆应具有防火的功能。

2.3应选择防腐蚀及防水性电缆

电缆要具有防腐蚀性和防水功能，必须要在内部填充一定的材料。经常使用的方法是在铠装用钢带（钢丝）上涂抹防腐材料。另外，也可以使用目前比较流行的改性沥青材料，将其匀称地涂抹在电缆外护层及护套中间，从而促使电缆具备防腐蚀和防水的性能。施工过程中也应重视电缆的防水及防潮情况。通过调查发现，如果外护层没有发生腐蚀现象，那么施工过程中进入的水和潮气是造成电缆腐蚀的主要原因。所以，在进行电缆敷设时，应认真调查周围环境，绕开水气和潮气多的地带，从而避免日后电缆发生腐蚀现象。在水气及潮气很多的地段，应该使用具备纵向及横向阻水结构的阻水电缆，其内部及外护层均使用PE材料。

3、电缆网环网供电的基本要求及基本模式

3.1电缆网环网供电的基本要求

电缆敷设时应严格遵循相应的技术规范，所使用的电缆及其附属设备也应该是国家允许生产的企业所制造的高质量产品；电源之间以及比较关键的支线处需要设置环网柜，起到连接的作用，并发挥主干线停电、分段停电及转供载流量的功能，还发挥起配电线路之间的互联互供，重新分配载流量的功能。环网柜通常使用5～6单元接线；次要支线、箱变和专变支线位置应增设电缆分支箱，起到引入载流量的作用，从而提高电缆线路的弹性及供电稳定性；在低压负荷中心位置应增设箱变；使用的电气设备之间应预留一定的空间，避免负荷增加时出现故障。相互转供载流量线路应合理设计装载容量。使用的电气设备与电缆间的连接处应选择10kV非屏蔽全绝缘硅橡胶预制式T型电缆头；电缆通道应该使用浅沟（排管）。如果电缆数量多或者高电压等级电缆设置在一个沟里时，应该使用质量好的冷缩式中间接头。因为不能很好地与变电站出线开关（或线路上的分段开关）的保护设施有效统一，所以，使用的环网柜、电缆分支箱里面均不采取保护措施；所有箱变应加设高压熔断器，以防止出现负荷过高时发生损坏或者发生短路；如果缺少高压配电装置的配电房，不应将电缆直接接在变压器上，而应在变压器高压一端设置带熔断器的负荷开关；如果具备高压配电装置的配电房，因为l0kV进线柜里面有保护措施，所以电缆能够与进线柜相连；电缆的上、下杆处须设置真空断路器（或隔离开关），还安装置氧化锌避雷器。

3.2电缆网环网供电的基本模式

根据10kV配电电缆网的实际情况和具体要求，可以使用两种不同的电缆网环网供电模式进行供电。

（1）第一种，电缆网主干线使用环网柜供电模式，支线和电源末端均使用电缆分支箱供电。这一供电模式的优点是灵活方便、维修容易、停电影响区域小，缺点是投入资金大。

（2）第二种，电缆网主干线使用负荷开关型电缆分支箱供电模式，变电站电源节点、主干线分段点及开环点处使用环网柜。其优点是使用方便、检测容易、投入资金少，缺点是停电影响区域大。

参考文献

[1]周波.10kV配电电缆网的选型设计[J].电工技术,2004(6).

[2]杨言清.10kV以下输电网中电力电缆的选用浅析[J].江西电力,2004(5).