一、导线的类型及应用

  导线是用来传送电能和信号的。导线的品种繁多,按其性能、结构和特点可分为裸导线、绝缘导线等。
  1、裸导线
  裸导线没有绝缘层,散热好,可输送较大电流。常用的有圆单线、裸绞线和型线等。
  (1)裸绞线
  裸绞线主要用于架空线路,具有良好的导电性能和足够的机械强度。常用的有铝绞线和钢芯铝绞线。钢芯铝绞线用于各种电压等级的长距离输电线路,抗拉强度大。铝绞线一般用于短距离电力线路。常用的裸绞线型号、规格和用途见表 1H411013-1。

  (2)型线
  型线有铜母线、铝母线、扁钢等。矩形硬铜母线(TMY 型)和硬铝母线(LMY 型)用于变配电系统中的汇流排装置和车间低压架空母线等。扁钢用于接地线和接闪线,常用的扁钢规格有 25X4、25X6、40X4等。
  例如,TMY-100 X 10,表示为硬铜母线宽 100mm、厚 10mm 。
  2、绝缘导线
  低压供电线路及电气设备的连线,多采用绝缘导线。按绝缘层材料来分有聚氯乙烯绝缘导线、橡皮绝缘导线等。在建筑工程中多采用聚氯乙烯绝缘铜导线。
  绝缘导线的线芯材料有铜芯和铝芯(基本不采用),机电工程常用的导线截面有1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240mm2等。护套线有二芯、三芯、四芯和五芯之分。常用的绝缘导线型号、规格和用途见表1H411013 -2。

  例如,BV-0.5kV-1.5mm2,表示塑料铜芯线,额定电压 500V,截面1.5mm2
  例如,BVV-0.5kV-2X1.5mm2,表示塑料护套铜芯线,额定电压500V,2芯,截面1.5mm2

二、电缆的类型及应用

  电缆按用途分有电力电缆、通信电缆、控制电缆和信号电缆等;按绝缘材料分有纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆等;电缆还分为阻燃电缆和耐火电缆。
  电缆的结构主要有三个部分,即线芯、绝缘层和保护层,保护层又分为内保护层和外保护层。电气工程中应用最广泛的是电力电缆。
  1、电力电缆
  电力电缆是用以传输和分配电能的产品。主要用在输变电线路中,工作电流在几十安至几千安,额定电压在220V~500kV及以上。
  常用的电力电缆,按其线芯材质分为铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘材料分为聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、橡胶绝缘电力电缆和油浸纸绝缘电力电缆等。具有聚氯乙烯绝缘或聚氯乙烯护套的电缆,安装时的环境温度不宜低于0℃。常用的电力电缆型号及名称见表1H411013-3。

  例如,YJV22-0.6/1-3X95+1X50,表示交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套内钢带铠装铜芯电力电缆,额定电压0.6/1kV,3芯95mm2 + 1芯50mm2
  例如, YJY-26/35-3X240,表示交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铜芯电力电缆,额定电压 26/35kV, 240mm2
  (1)阻燃电缆
  阻燃电缆是指残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。阻燃电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,因此可以避免因电缆着火延燃而造成的重大灾害,从而提高电缆线路的防火水平。电气工程中常用的阻燃电力电缆型号、名称及用途见表1H411013-4。

  根据电缆阻燃材料的不同,阻燃电缆分为含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆是指不含卤素(F、Cl、Br、I、At)、不含铅、镉、铬、汞等物质的胶料制成,燃烧时产生的烟尘较少,且不会发出有毒烟雾,燃烧时的腐蚀性较低,因此对环境产生危害很小。阻燃电缆分为A、B、C三个类别,A类最高。
  无卤低烟的聚烯烃材料主要采用氢氧化物作为阻燃剂,氢氧化物又称为碱,其特性是容易吸收空气中的水分(潮解)。潮解的结果是绝缘层的体积电阻系数大幅下降,由原来的 17MΩ/km 可降至 0.1MΩ/km。
  (2)耐火电缆
  耐火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆。分为A、B两种类别,A类是在火焰温度950~1000℃时,能持续供电时间90min;B类是在火焰温度 750~800℃时,能持续供电时间 90min。耐火电缆广泛应用于高层建筑、地铁、地下商场、大型电站及重要的工矿企业等与防火安全和消防救生有关的场所。
  电缆在建筑物燃烧时,伴随着水喷淋的情况下,电缆仍可保持线路完整运行。常用的耐火电力电缆型号、名称及用途见表 1H411013-5。

  当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中,或位于油管、油库附近等易燃场所时,应首先选用A类耐火电缆。除上述情况外且电缆配置量少时,可采用B类耐火电缆。
  耐火电缆大多用作应急电源的供电回路,要求火灾时正常工作。由于火灾时环境温度急剧上升,为保证线路的输送容量,降低电压降,供电线路较长且严格限定允许电压降的回路,应将耐火电缆截面至少放大一档。
  耐火电缆不能当作耐高温电缆使用。为降低电缆接头在火灾事故中的故障概率,在安装中应尽量减少接头数量,以保证线路在火灾中能正常工作。如果需要做分支接线,应对接头做好防火处理。
  (3)氧化镁电缆
  氧化镁电缆是由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的。氧化镁电缆的材料是无机物,铜和氧化镁的熔点分别为 1038℃和2800℃,防火性能特佳,还具有耐高温(电缆允许长期工作温度达250℃,短时间或非常时期允许接近铜熔点温度)、防爆(无缝钢管套及其密封的电缆终端可阻止可燃气体和火焰通过电缆进入电器设备)、载流量大、防水性能好、机械强度高、寿命长、接地性能良好等优点,但价格贵、工艺复杂、施工难度大。在油灌区、重要木结构公共建筑、高温场所等耐火要求高且经济性可以接受的场合,可采用氧化镁电缆。由于氧化镁电缆原材料及工艺的特殊性,截面为25mm2以上的多芯电缆均由单芯电缆组成。氧化镁电缆的型号、名称见表1H411013-6。

  例如,BTTQ-3X4 表示轻型铜护套氧化镁绝缘铜芯电缆,3芯,4mm2
  例如,BTTZ-5X1X25 表示重型铜护套氧化镁绝缘铜芯电力电缆,5根单芯,25mm2
  (4)分支电缆
  分支电缆是按设计要求,由工厂预先将分支线制造在主干电缆上,分支线截面和长度是根据设计要求决定,极大缩短了施工周期,大幅度减少了材料费用和施工费用,保证了配电的安全性和可靠性。
  分支电缆可以广泛应用在住宅楼、办公楼、商务楼、教学楼、科研楼等各种中高层建筑中,作为供配电的主、干线电缆使用。
  分支电缆常用的有交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆(YJV 型)、交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铜芯电力电缆 (YJY 型)和无卤低烟阻燃耐火型辐照交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套铜芯电力电缆(WDZN-YJFE型)等类型电缆,可根据分支电缆的使用场合对阻燃、耐火的要求程度,选择相应的电缆类型。
  订购分支电缆时,根据建筑电气设计图确定各配电柜位置,提供主电缆的型号、规格及总有效长度;各分支电缆的型号 、规格及各段有效长度;各分支接头在主电缆上的位置(尺寸);安装方式(垂直沿墙敷设、水平架空敷设等);所需分支电缆吊头、横梁吊挂等附件型号、规格和数量。
  (5)铝合金电缆
  铝合金电缆不同于传统的铝芯电缆,它是国内一种新颖的电缆,电缆的结构形式主要有非铠装和铠装的、带PVC护套和不带PVC护套的,其芯线则采用高强度、抗蠕变、高导电率的铝合金材料。
  铝合金表面与空气接触自然形成的氧化层能耐受多种腐蚀。在满足相同导电性能的前提下,合金线缆的重量是同样载流量的铜缆的一半,使用合金铝线缆以取代铜缆,可以减少电缆重量,合金铝导体比铜柔韧得多,弯曲性能好,安装时有更小的弯曲半径,更容易进行端子连接,使安装工作更为轻松。
  非嵌装铝合金电力电缆可替代 YJV 型电力电缆,适用于室内、隧道、电缆沟等场所的敷设,不能承受机械外力;嵌装铝合金电力电缆可替代 YJV22 型电力电缆,适用于隧道、电缆沟、竖井或埋地敷设,能承受机械较大的机械外力和拉力。
  2、控制电缆
  控制电缆用于电气控制系统和配电装置的二次系统。二次电路的电流较小,因此芯线截面通常在10mm2以下,控制电缆的线芯多采用铜导体,其芯线组合有同心式和对绞式。
  控制电缆按其绝缘层材质,分为聚氯乙烯、聚乙烯和橡胶。其中以聚乙烯电性能最好,可应用于高频线路。
  塑料绝缘控制电缆:如 KVV、KVVP 等。主要用于交流 500V、直流1000V 及以下的控制、信号 保护及测量线路。
  如 KVVP 用于敷设在室内、电缆沟等要求屏蔽的场所;如 KVV22等用于敷设在电缆沟、直埋地等能承受较大机械外力的场所;如KVVR、KVVRP等敷设于室内要求移动的场所。
  3、仪表电缆
  (1)仪表用电缆:如 YVV、YVVP 等,适用于仪器仪表及其他电气设备中的信号传输及控制线路。
  (2)阻燃型仪表电缆:如 ZRC-YVVP、ZRC-YYJVP、ZRC-YEVP 等,阻燃仪表电缆具有防干扰性能高,电气性能稳定,能可靠地传送数字信号和模拟信号,兼有阻燃等特点,所以广泛应用于电站、矿山和石油化工等部门的检测和控制系统上。常固定敷设于室内、隧道内、管道中或户外托架中。

三、母线槽的类型及应用

  母线槽是由金属外壳(钢板或铝板)、导电排、绝缘材料及有关附件组成的。具有系列配套、体积小、容量大、电流易于分配到各个支路、设计施工周期短、装拆方便、安全可靠、使用寿命长等优点,特别适用于高层建筑、标准厂房、机床密集的车间等场所,作为电力馈电及配电之用,是一种比较理想的输配电系列产品。
  1、母线槽的分类
  母线槽按绝缘方式可分为空气型母线槽、紧密型母线槽和高强度母线槽;按导电材料分为铜母线槽和铝母线槽;按防火能力可分为普通型母线槽和耐火型母线槽。
  (1)空气型母线槽
  母线之间接头用铜片软接过渡,接头之间体积过大,占用了一定空间,应用较少。因存在烟囱效应,空气型母线槽不能用于垂直安装。
  (2)紧密型母线槽
  紧密型母线槽采用插接式连接,具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便于分接馈电、维护方便等优点,可用于树干式供电系统,在高层建筑中得到广泛应用。
  紧密型母线槽的散热主要靠外壳,母线槽温升偏高,散热效果较差。母线的相间气隙小,母线通过大电流时,产生较大的电动力,使磁振荡频率形成叠加状态,可能产生较大的噪声。紧密型母线槽防潮性能较差,在施工时容易受潮及渗水,造成相间绝缘电阻下降。
  (3)高强度母线槽
  高强度母线槽外壳做成瓦沟形式,使母线槽机械强度增加,解决了大跨度安装无法支撑吊装的问题。母线之间有一定的间距,线间通风良好,相对紧密式母线槽而言,其防潮和散热功能有明显的提高;由于线间有一定的空隙,使导线的温升下降,这样就提高了过载能力,并减少了磁振荡噪声。但它产生的杂散电流及感抗要比紧密式母线槽大得多,因此在同规格比较时,它的导电排截面必须比紧密式母线槽大。
  (4)耐火型母线槽
  耐火型母线槽专供消防设备电源的使用,其外壳采用耐高温不低于1100℃的防火材料,隔热层采用耐高温不低于300℃ 的绝缘材料,耐火时间有60min、90min、120min、180min,满负荷运行可达 8h 以上。耐火型母线槽除应通过 CCC 认证外,还应有国家认可的检测机构出具的型式检验报告。

四、绝缘材料的类型及应用

  1、绝缘漆:主要是以合成树脂或天然树脂等为漆基与某些辅助材料组成。按用途分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。主要作为绝缘材料用于电机和电气设备中。例如,浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件,以填充其间隙和微孔,其固化后能在浸渍物体表面形成连续平整的漆膜,并使线圈粘结成一个结实的整体,以提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能。
  2、绝缘胶:主要有灌注胶、浇注胶、包封胶等几类。例如,主要用在浇注电缆接头和套管、20kV 以下电流互感器、10kV 及以下电压互感器、干式变压器、户内户外绝缘子、SF6断路器灭弧室绝缘子、电缆接线盒、密封电子元件等。
  3、气体介质绝缘材料:在电气设备中除可作为绝缘材料外,还具有灭弧、冷却和保护等作用,常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫(SF6)等。例如,SF6一般由硫和氟直接燃烧合成,经净化干燥处理后使用。常态下,SF6是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体,其分子量大,分子中含有电负性很强的氟原子,具有良好的绝缘性能和灭弧性能。在均匀电场中,其击穿强度约为空气的3倍,在0.3 ~0.4MPa,其击穿强度等于或优于变压器油。目前广泛用于SF6全封闭组合电器、SF6断路器、气体绝缘变压器、充气管路电缆等。
  4、液体绝缘材料:在电气设备中,通过绝缘液体的浸渍和填充,消除了空气和间隙,提高了绝缘介质的击穿强度,并改善了设备的散热条件。常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。例如,在变压器、油断路器、电容器和电力电缆等电气设备中广泛使用液体绝缘材料。
  5、云母制品:主要由云母或粉云母、粘结剂和补强材料组成,根据不同的材料组成,可制成不同特性的云母绝缘材料。云母制品主要有云母带、云母板、云母箔和云母玻璃四类。例如,云母带是由粘结剂粘合云母片或粉云母纸与补强材料,经烘干而成。环氧玻璃粉云母带含胶量大,厚度均匀,固化后电气、力学性能较好,适用于模压或液压成型的高压电机线圈绝缘。
  6、层压制品:层压制品是由纸或布作底材,浸以不同的粘结剂,经热压(或卷制)而制成的层状结构的绝缘材料。层压制品可加工制成具有良好的电气、力学性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。
  层压制品主要包括层压板、管(筒)棒、电容套管芯和其他特种型材等。层压板又包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板和特种层压板(如防电晕层压板)四类。例如,环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能、良好的粘结力和较高的热态机械强度,适用于300MW、600MW 汽轮发电机及其他高压电机中。