通信電源低壓配電電纜的選擇是通信機房設計和設備安裝中的重要內容之一。電纜是分配傳輸電能的主要部件,選擇得合理與否,將直接影響到有色金屬的消耗量和線路投資,以及通信設備的安全經濟運行。通信用低壓配電電纜的選擇,必須滿足用電設備對供電安全可靠和電能質量的要求,盡量節省投資,降低年運行費用,布局合理,維修方便。
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一、電源線的選擇要求
1、原則規定
在通信用交流供電系統中,纜線的選擇一定要綜合考慮,既要避免初期投資過大,又要避免滿足終期要求時導線改造次數過多。因此,在GB 51194《通信電源設備安裝工程設計規范》中給出了通信用交流電纜選擇的有關原則規定,具體詳見下表1-1。
表1-1:GB 51194中有關通信用交流電纜選擇的規定
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2、電纜材料與型號的選擇
線纜的結構包括導線、絕緣層、鎧裝層和護層四個關鍵部分。
電線、電纜常用的導體材料有銅材和鋁材,目前提倡采用銅線,以減少損耗、節約用電。但銅芯線價格較貴,但腐蝕輕微。根據GB 51194的規定:接地導線和沿海或有鹽霧腐蝕的條件下的導線應選用銅芯導線。
絕緣層有塑料絕緣、橡皮絕緣等幾類,目前常使用的塑料絕緣。通信用電力電纜的塑料絕緣用到的材料是聚氯乙烯或聚烯烴或交聯聚烯烴。低壓電纜和電線多采用聚氯乙烯絕緣電纜和電線,需耐高溫特性時多使用交聯聚烯烴絕緣的電纜或電線。外護層所用材料基本與電纜的絕緣層材料相同,即常使用聚氯乙烯、聚烯烴和交聯聚烯烴。
根據敷設方式和環境條件(對于承受機械外力的影響)不同,可選擇采用有鎧裝層的電纜。通信用交流電纜的鎧裝層的材料通常使用鋼帶(或皺紋鋼帶)、非磁性金屬帶等材料。
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上述電纜材料的選擇都包含在電纜的型號之中。所選用的交流電源纜線的材料、型號規格、名稱等應符合我國相關通信行業標準的規定,如YD/T 1173《通信電源用耐火阻燃軟電纜》、YD/T 2761《通信電源用交聯聚烯烴絕緣電纜》、YD/T 2320《通信用銅包鋁電源線》等,依據工程實際進行合理的選擇使用。
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3、電纜額定電壓等級的選擇
在通信用低壓電源系統中,通常使用的電源工作電壓有單相220V和三相380V。但依據我國通信行業標準所規范的各種通信用電力電纜,有規定了電纜的額定電壓等級,均在600V/1000V等級以下,通常分為300V/500V、450V/750V和600V/1000V三個電壓等級。不同規格型號的電纜其額定電壓等級不盡相同,在工程中電纜選擇時注意。
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4、電纜導體最高溫度等級的選擇
在通信用低壓電源系統中,由于電纜的導線的載流量的不同,使之電纜在正常運行時導線有最高溫度等級之分,依據YD/T 1173《通信電源用阻燃耐火軟電纜》和YD/T 2761《通信電源用交聯聚烯烴絕緣電纜》的規定,其電纜導體最高溫度等級有下表1-4所示的選擇。不同規格型號的電纜所承受的最高溫度等級不盡相同,在工程中電纜選擇時注意。
表1-4:電纜導體最高溫度等級的選擇
欲詳細了解不同類型電纜的相關技術要求的請進入:YD/T 1173;YD/T 2761
二、電纜導線截面積的選擇
依據GB 51194的規定:高壓出線柜、低壓配電設備的交流進線導線截面積宜按變壓器容量計算,低壓配電柜的出線截面積應供電負荷的容量計算;備用發電機組的輸出導線應按額定容量選擇導線截面積;通信用交流中性線應采用與相線相等的截面積的導線。
通常交流電源線的截面依據負載電力負荷確定,最小截面應該滿足以下三項要求:安全載流量;機械強度;壓降損失。實際設計中,一般根據經驗按其中一個原則選擇,再校驗其它的原則。這三項要求的選擇方法如下:
1、按允許的載流量選擇導線截面積
導線通過電流時會發熱,如果裸導線溫度過高,接頭處會發生氧化,使接觸電阻增加,從而氧化加劇,如此惡性循環,將導致斷線。導線和電纜溫度過高時,可使絕緣損壞或者引起火災。因此,GB 51194規定應按敷設方式及環境條件確定導體的載流量,同時應滿足熱穩定及機械強度的要求。
鑒于此,導線和電纜的正常發熱溫度不得超過額定負荷時的最高允許溫度。選擇截面時須使通過相線的計算電流IC不超過其允許載流量Ial,即IC≤Ial。導線的允許載流量是指在規定的環境溫度條件下,導線能連續承受而不使其穩定溫度超過允許值的最大電流。表2-1-1為聚氯乙烯絕緣電線的最大安全載流量的數據,僅供參考了解。
表2-1-1:聚氯乙烯絕緣電線的最大安全載流量
同時,按允許載流量選擇截面時需注意如下表2-1-2所示的幾點,即要考慮實際溫度修正系數Kθ、電纜并列校正系數KP和土壤熱阻系數KS的修正要求。
表2-1-2:按允許載流量選擇截面時需注意的修正問題
2、按機械強度選擇導線截面
在選擇導線時,還要考慮導線的機械強度。有些小負荷的設備,雖然選擇很小的截面積就能滿足允許電流的要求,但還必須查看其是否滿足導線機械強度所允許的最小截面積,如果這項要求不能滿足,就要按導線機械強度所允許的最小面積重新選擇。表2-2給出了各機械強度允許的導線最小截面積,僅供參考了解。
表2-2:機械強度允許的導線最小截面積
3、按允許電壓損失選擇導線截面
在導線和電纜通過正常最大負荷電流(即計算電流)時,線路上產生的電壓損失不應超過正常運行時允許的電壓損失,以保證供電質量。380 V交流饋電線路的壓降損失按表2-3-1~表2-3-3計算,一般在5%~10%范圍內。
表2-3-1:1 kV聚氯乙烯電力電纜用于三相380 V系統的電壓損失值
表2-3-2:三相380 V導線的電壓損失值(導線明敷,相間間距150 mm)
表2-3-3:三相380 V導線的電壓損失值(導線穿管)
4、關于保護地線的截面積選擇
經過上述各種方法選擇的是相線的截面積,當相線的截面積確定后,根據GB 51194中規定,保護地線(PE)的最小截面積應符合下表2-4的要求,它與相線截面積相關。
表2-4:保護地線(PE)的最小截面積選擇表
三、導線顏色的選擇
根據GB 51199《通信電源設備安裝工程驗收規范》的規定:通信用交流電纜采用三相導線時,其相線的顏色應易于區分,且相線、零線(即中性線N)、保護地線(PE)的顏色也應區分,具體應符合下表3的規定。
表3:通信用交流電纜各導線外皮顏色的規定
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