《电缆线径及电气设备选型》课件

电缆线径及电气设备选型在现代电气工程设计中，电缆线径的正确选择和电气设备的合理选型是确保系统安全可靠运行的基础本课程将深入探讨电缆选型的理论基础、计算方法以及实际工程应用案例，帮助工程师提升电气系统设计水平通过系统学习，您将掌握电缆载流量计算、电压损失评估、设备匹配原则等核心技能，显著提升电气安全性和运行效率，降低故障率与维护成本，确保电气系统的长期可靠性课程内容基于年最新设计参考标准编制2025课程概述1电缆基础知识深入了解电缆的定义、分类、结构组成以及各种参数指标，为后续选型奠定理论基础2电缆选型计算方法掌握载流量计算、电压损失校核、温度修正等关键计算方法和工程应用技巧3实际工程选型案例通过住宅、工业、特殊场所等典型案例，学习实际工程中的选型思路和解决方案4电气设备匹配原则了解设备与电缆的协调配合，确保系统整体性能和安全可靠运行第一部分电缆基础知识电缆定义与分类从广义和狭义两个角度理解电缆概念，掌握按用途、电压等级、材料等不同分类方法常见电缆结构学习导体、绝缘层、屏蔽层、护套层等各层结构的作用和选择原则电缆参数指标熟悉额定电压、载流量、电阻值、绝缘电阻等关键技术参数的含义和应用电缆性能特点了解不同类型电缆的温度特性、机械强度、环境适应性等性能差异电缆的定义广义概念狭义概念功能划分电缆作为电力传输与信号传输的载体，在电力工程领域，电缆通常特指具有绝按照功能用途，电缆主要分为电力电缆、涵盖了从高压输电到低压配电、从强电缘层的电力电缆，区别于架空导线这控制电缆和通信电缆三大类电力电缆到弱电的各种传输介质它是现代电气类电缆具有良好的绝缘性能和机械保护，主要传输电能，控制电缆用于设备控制系统不可缺少的重要组成部分，承担着适用于地下敷设、建筑物内部配电等场信号传输，通信电缆则专门用于数据和能量和信息传递的关键作用所语音信号传输电缆的分类方法按用途分类按电压等级电力电缆用于电能传输，控制电缆用于控制低压以下、中压、高压1kV1-35kV信号传输，通信电缆用于数据传输以上分类标准1235kV按绝缘材料按导体材料43价格低廉，耐温性好，柔韧铜导体导电性能优良，铝导体成本较低，铜PVC XLPEEPR性佳，各有适用场合铝复合兼顾性能与经济性电缆结构组成导体1分为单芯、多芯、实心、绞合等类型绞合导体柔韧性好，适合移动场合；实心导体电阻小，适合固定敷设2绝缘层电缆的核心保护层，材料特性直接影响电缆的耐压等级、工作温度和使用寿命厚度设计需满足绝缘强度要求屏蔽层3包括导体屏蔽与绝缘屏蔽，用于改善电场分布，防止电磁干扰，提高电缆运行可靠性4护套层内护套保护绝缘，外护套抵御外界环境侵害，材料选择需考虑机械强度、耐腐蚀性和阻燃性能铠装层5提供机械保护和接地功能，常用钢带或钢丝铠装，适用于易受机械损伤的敷设环境绞合线与实心线对比绞合线优势实心线优势应用选择适用于频繁弯曲或振动场合，柔性好，信号衰减小，适合长距离传输，成本较根据具体使用环境和技术要求选择，考安装方便，不易在弯曲时断裂低，连接性能更优虑柔韧性、传输性能和经济性常用电缆型号及含义电缆电缆电缆YJV YJLVZR-YJV交联聚乙烯绝缘聚氯乙铝芯交联聚乙烯绝缘聚阻燃交联聚乙烯绝缘聚烯护套电力电缆，应用氯乙烯护套电力电缆，氯乙烯护套电力电缆，最广泛的低压电力电缆成本相对较低，适用于具有阻燃特性，适用于类型，具有良好的电气对导电性能要求不太严对防火要求较高的建筑性能和机械性能格的场合和场所数字含义电缆型号中的数字表示芯数×截面积，如×表示芯平方325325毫米截面的电缆电线电缆主要参数

0.6/1kV额定电压电缆长期工作时能承受的电压等级240A允许载流量电缆在规定条件下长期通过的最大电流

0.727Ω电阻值单位长度导体的直流电阻值°70C工作温度电缆绝缘层允许的最高工作温度第二部分电缆选型基本原则机械强度经济电流密度电缆必须具有足够的机械强度以承电压损失在满足技术要求的前提下，选择合受安装时的拉力和运行中的应力，发热条件长距离传输时需要校核电压损失，适的电流密度以获得最佳的经济效特别是在特殊敷设环境下，如架空、电缆载流量是选型的首要条件，必确保末端电压满足设备正常工作要益过小的截面会增加运行损耗，直埋等场合须保证电缆在额定工作电流下不会求一般照明回路电压损失不超过过大的截面会增加初始投资过热，确保绝缘材料在允许温度范，动力回路不超过3%5-7%围内工作，这是保障电缆安全运行的基本要求电缆选型的总体思路确定电缆型号选择电缆截面根据使用环境、电压等级、敷设方式等1按发热条件计算所需的最小截面积，确因素确定电缆的基本型号和结构2保载流量满足使用要求综合优化校核验证4综合考虑经济性与安全裕量，确定最终对电压损失、热稳定性、机械强度等进3的电缆选型方案行校核验证电缆选型步骤验证条件检验电压降、短路保护等1留出余量2确保大于，且有适当余量I2I1计算载流量3根据截面计算允许载流量I2确定功率4确定设备总功率，计算所需电流I1电缆选型侧重点差异低压动力线路高压线路架空线路控制回路主要按发热条件选择截面，优先考虑经济电流密度，在机械强度是首要考虑因素，重点关注信号完整性和抗干重点考虑载流量是否满足设满足载流量基本要求的前提必须能够承受风载、冰载等扰性能，选择具有良好屏蔽备额定电流需求由于距离下，选择经济效益最佳的截自然条件的作用导线的选效果的控制电缆截面选择相对较短，电压损失通常不面高压线路投资较大，需择不仅要满足电气性能，更主要考虑信号传输质量而非是主要制约因素，但需要留要综合考虑初期投资和运行要保证长期运行的机械可靠载流量要求出适当的安全裕量费用性第三部分电缆选型计算方法电流计算功率电压电流换算掌握单相、三相交流和直流电路的电流计算基础公式，了熟练运用功率、电压、电流之间的换算关系，为电缆选型解功率因数对电流计算的影响提供准确的计算基础温度修正系数敷设方式修正根据实际环境温度对电缆载流量进行修正，确保电缆在实考虑不同敷设方式对散热条件的影响，合理确定载流量修际工况下安全运行正系数电流计算基础公式电力参数换算关系功率与电流电压关系电功率，是电气计算的基础公式在交流电路中还需考虑功率P=UI因数，有功功率P=UIcosφ热能计算电流通过导体产生的热能，其中为电阻，为时间这是电Q=I²Rt Rt缆发热计算的理论基础电阻与几何参数关系导体电阻，其中为电阻率，为长度，为截面积电阻与长R=ρ·l/Sρl S度成正比，与截面积成反比电压损失计算电压损失，是线路设计中必须校核的重要参数，直接影响用ΔU=I·R电设备的正常工作电压损失计算方法单相线路三相线路照明回路标准动力回路标准电压损失电压损失允许电压损失不超过允许电压损失，ΔU=ΔU=5-7%，系数表示，三相线路，确保照明设备正动力设备对电压波动的2·ρ·L·I/S2√3·ρ·L·I/S3%往返线路单相线路需的电压损失计算更为复常工作，维持稳定的光耐受能力相对较强，但要考虑相线和中性线的杂，需考虑相间关系照效果仍需控制在合理范围内电压降载流量计算原则基本载流量查阅标准载流量参考表温度修正应用温度修正系数K1敷设修正考虑敷设方式修正系数K2并列修正多根并列时应用修正系数K3实际允许载流量的计算公式为实际基本×××这个公式综合考虑了环境温度、敷设方式和电缆根数等因素对载流量的影响，是工I=I K1K2K3程实际中最常用的计算方法电缆载流量影响因素敷设环境电缆堆积管内敷设比明敷散热条件绝缘材料差，桥架敷设介于两者之多根电缆并列敷设时相互不同绝缘材料的导热性能间影响散热，需要按照根数不同，影响电缆的散热能进行载流量折减力和载流量环境温度导体材质温度越高，载流量越小当环境温度超过°时，铜导体的载流能力比同截25C需要进行降容处理面的铝导体大约高30%电缆经济运行电流密度铜导体推荐值铝导体推荐值使用时间影响经济电流密度通常在范围经济电流密度为，相比铜年使用小时数越长，选择较大截面的经2-3A/mm²1-2A/mm²内这个数值综合考虑了铜材价格、电导体略低虽然铝导体初期投资较少，济性越明显连续运行设备建议选择较能损耗成本和设备投资的经济平衡点，但需要更大的截面来达到相同的载流量，低的电流密度，间歇运行设备可以适当是长期运行设备的最优选择综合经济性需要具体分析提高电流密度以节省投资短路热稳定性校验短路电流计算热稳定电流保护装置配合根据系统阻抗计算最大短路电流，考虑计算电缆能承受的短路热稳定电流，验确保保护装置能在电缆热稳定时间内切系统容量和短路点位置证是否满足系统要求除短路故障第四部分特殊环境下的电缆选型高温环境寒冷地区潮湿场所选择耐高温绝缘材料，应用温度修正关注低温下材料的柔韧性，防止绝缘选择防水型电缆，加强接头密封，防系数，考虑散热条件改善措施层开裂，考虑冻土影响止水分侵入导致绝缘下降易燃易爆区域电磁干扰环境使用阻燃、耐火电缆，采用防爆接头，满足安全防护要求选择屏蔽电缆，合理设计接地系统，减少信号干扰影响高温环境电缆选型温度修正系数应用当环境温度超过°时，需要对载流量进行修正°环25C40C境下修正系数约为，°时约为

0.8750C

0.75耐高温电缆推荐推荐使用绝缘电缆，工作温度可达°特殊场合可XLPE90C选用硅橡胶绝缘电缆，耐温可达°180C散热措施增加通风设施，采用强制风冷，选择散热性能好的敷设方式，避免电缆过度集中敷设寒冷地区电缆选用材料柔韧性考虑低温环境下材料变脆，建议选择或绝缘电缆施工温度低PVC PEXLPE于°时需要预热处理，避免绝缘层开裂损坏-15C敷设深度要求冻土地区直埋电缆的敷设深度应超过冻土层，一般不少于米必

1.2要时采用保温措施或选择非冻土区域敷设路径防冻保温措施对于地上敷设的电缆，需要采用保温材料包裹或设置保温箱选择抗冻性能好的护套材料，确保长期可靠运行潮湿场所电缆选型内部填充要求防水型电缆结构选择具有阻水功能的电缆，导体间隙填采用双护套结构，内护套防止潮气侵入，充阻水材料，防止水分沿导体纵向渗透外护套提供机械保护定期检查维护接头密封处理建立定期检查制度，及时发现和处理密使用防水接头和密封胶，确保连接部位封失效问题的密封性能易燃易爆区域电缆选型防爆认证选择具有防爆认证的电缆和附件阻燃耐火性能使用阻燃或耐火电缆，必要时选用矿物绝缘电缆ZR NH防爆接头技术采用隔爆型或增安型防爆接头，确保连接安全国际标准对比了解、等国际阻燃标准差异，选择合适等级IEC UL电磁干扰环境电缆选型屏蔽电缆特点接地方式选择光纤复合电缆屏蔽电缆具有金属屏蔽层，能够有效减单端接地适用于短距离传输，能避免环在强电磁干扰环境中，光纤复合电缆是少电磁干扰屏蔽层通常采用铜带、铝流产生双端接地适用于长距离传输，理想选择光纤传输不受电磁干扰影响，带或编织网结构，屏蔽效果与屏蔽层的屏蔽效果更好但需要考虑环流影响接传输距离长，适用于大型工业装置的通完整性和接地质量密切相关地电阻应小于信系统10Ω第五部分实际工程电缆选型案例住宅建筑工业厂房特殊场所新能源系配电系统供电系统应用统电缆以多层住宅为重点介绍大功医院、地铁、光伏、风电、例，分析从变率设备供电电石化等特殊场储能系统的专压器到各户的缆的选型计算，所的电缆选型用电缆选型，电缆选型方案，考虑启动冲击要求，强调安适应新能源发包括主干线、电流和环境因全性和可靠性展的技术要求分支线和入户素的影响的重要性线的合理配置住宅建筑配电系统案例工业厂房供电系统案例配电室至车间主干线变压器供电，设计电流，选用×电缆，载流量，余量充足考虑环境温度°，修正系数500kVA722A3120mm²YJV838A35C

0.94动力柜至电机馈线电机，启动电流，运行电流选用×电缆，载流量，满足运行需求启动时间短暂，电缆能承受冲击75kW420A144A335mm²YJV185A备用电源连接柴油发电机至开关柜，考虑发电机特性，电缆截面按倍额定电流选择，确保可靠供电ATS

1.2特殊场所应用实例医院手术室地铁隧道石化企业安全要求分析选用阻燃电缆，采用无卤使用防火特殊场所电缆选型需要ZR-YJV WDZA-YJY WDZ-VV22具有低烟无卤特性重低烟阻燃电缆，防火性电缆，具有钢带铠装结综合考虑防火、防爆、要设备采用双回路供电，能达到级标准考虑构接头采用防爆型，防腐蚀等多重安全因素，A确保手术安全所有电隧道环境的温湿度变化满足危险区域的安全要确保人员和设备安全缆均通过难燃性测试和机械振动影响求新能源系统电缆选型光伏发电系统风力发电系统选用光伏专用电缆，塔筒内部采用柔性耐扭电缆，PV1-F具有优异的耐性能和耐候能承受风机叶轮转动产生的扭UV性直流侧电缆需考虑温度系转应力海上风电还需考虑盐数和电压等级，确保年使雾腐蚀防护25用寿命储能系统电池系统连接电缆要求阻燃性能高，能承受大电流充放电采用低烟无卤材料，确保储能站安全运行第六部分电气设备与电缆匹配启动特性考虑保护装置配合电动机等设备的启动电流可达断路器、熔断器等保护装置的额定电流的倍，需要验证选择必须与电缆载流量协调配6-8设备电流计算电缆的短时载流能力合，确保保护选择性选型对照表根据设备功率、电压等级和功建立常见设备的电缆选型对照率因数准确计算工作电流，为表，提高设计效率和选型准确电缆选型提供基础数据性电动机线缆选型直接启动考量启动电流冲击大但时间短，通常秒5-10变频器输出要求选择屏蔽电缆，防止高频干扰长距离供电校核电压损失，避免电机转矩不足屏蔽接地变频器输出电缆屏蔽层必须可靠接地电动机供电电缆的选型需要特别注意启动特性对于直接启动的电动机，虽然启动电流很大，但由于时间短暂，电缆通常按额定电流选择即可变频器输出电缆需要选择屏蔽型，并且屏蔽层两端接地，以减少对其他设备的干扰变压器电缆选型800kVA变压器容量常见配电变压器容量等级1155A低压侧额定电流变压器低压侧电流800kVA300mm²推荐电缆截面考虑温升和余量的选择25kA短路电流需要校核的热稳定电流变压器一次侧电缆按额定电流选择，二次侧需考虑过载能力短路阻抗影响短路电流大小，进而影响电缆热稳定性校验变压器具有一定的过载能力，电缆选型时应留出相应余量配电柜、开关柜电缆选型母线连接要求进线电缆与母线的连接应采用专用接线端子，确保接触良好连接部位的载流量不应小于电缆载流量，避免过热主控回路区别主回路电缆按负荷电流选择，控制回路电缆主要考虑信号传输质量两者应分开敷设，避免强弱电干扰进出线配置进线电缆截面通常大于出线电缆，需要在柜内预留足够的敷设空间弯曲半径应满足电缆技术要求防火隔离柜内电缆应采用阻燃型，不同电压等级的电缆需要分开布置，设置防火隔板系统电缆选型UPS输入输出要求电池连接线缆接地系统要求输入电缆按额定功率选择，输出电电池电缆承载大电流且为直流，需要选系统需要单独的保护接地和工作接UPS UPS缆需考虑负载特性旁路电缆应与输入择合适的截面和绝缘等级连接线应尽地接地电缆截面不小于相线截面的一电缆相同规格，确保旁路供电能力充足可能短，减少压降损失采用专用电池半，接地电阻小于信号线屏蔽层应4Ω所有电缆都应具有良好的抗干扰性能电缆，具有耐酸碱腐蚀特性单点接地，避免环流第七部分电缆敷设与施工要点敷设方式对比直埋、管道、电缆沟、架空、桥架等方式各有优缺点，需根据具体环境选择弯曲半径要求不同类型电缆的最小弯曲半径不同，施工时必须严格遵守技术规范接头制作技术电缆接头的制作质量直接影响系统可靠性，需要专业技术和严格工艺固定与支撑合理的固定间距和支撑方式能够延长电缆使用寿命，减少故障率常见敷设方式比较电缆敷设技术要点最小弯曲半径控制电缆弯曲半径过小会损伤绝缘层和导体单芯电缆弯曲半径不小于倍外20径，多芯电缆不小于倍外径施工时使用专用工具确保半径符合要求15牵引力控制电缆牵引时应控制牵引力和牵引速度，避免过大的机械应力损伤导体使用专用牵引头，牵引力不超过导体允许张力的80%施工环境温度低温施工时电缆材料变硬变脆，容易开裂温度低于°时应-10C预热处理，或选择专用的低温施工电缆接头位置选择电缆接头应设置在干燥、通风、便于检修的位置避免设在积水、潮湿或机械应力集中的地方电缆终端制作技术终端头类型选择户内型适用于配电室等干燥场所，户外型具有防水防污性能冷缩型安装简便，热缩型密封性好制作流程控制严格按照工艺流程剥切清洁安装固化检验每个步骤都有质→→→→量控制要点，不得省略接地连接要求金属屏蔽层、铠装层必须可靠接地接地线截面不小于，接地16mm²电阻小于10Ω防水防潮处理户外终端头需要做好防水处理，使用密封胶和防水套管定期检查密封状况，及时更换老化部件电缆检测与验收验收文档完整的检测报告和验收记录相序检查确认相序正确，避免设备反转泄漏试验3直流泄漏电流测试，检验绝缘质量耐压试验工频耐压试验，验证绝缘强度绝缘电阻测试绝缘电阻值，不小于规定标准。