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发布时间:2021-04-07 23:22:54

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作者:冯静

出版社:电子工业出版社

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简明电工手册

简明电工手册试读:

前言

本手册共分8章,内容包括常用电工材料、常用电工仪表及测量、常用低压电器与异步电动机及其控制电路、电力网(电力系统和电力网的基础知识,高压电器、电力变压器、变电所、低压配电装置、导线截面积的选择)、室内外配线、电气照明、节电降损及安全用电等。

本手册的特点是内容简洁、精练,重点突出,把握整体,阐明概念,实用性强。

本手册是工矿企业、乡镇企业及机关企事业单位的电工及电气技术人员的必备工具书,亦可作为广大市民的家用必备图书。

全书由冯静任主编,郑凤翼任副主编,同时参加编写工作的还有张东暖、张思友、张志新、杨洪海、敖秋伦、刘纯、陆军、范荣、关永辉同志。

由于编者水平有限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正。

编 者

第1章 常用电工材料

1.1 绝缘材料

1.1.1 绝缘材料的分类及性能

绝缘材料也称电介质,它们的品种繁多,按物态可分为气体、液体和固体绝缘材料。固体绝缘材料的品种更多,常用的有绝缘漆、纸、纸板及纤维制品、漆布、漆管和绑扎带等绝缘纤维浸渍制品、云母制品、塑料、橡胶、玻璃和电工陶瓷等。

1.气体电介质

空气、氢、氮、二氧化碳、六氟化硫,以及甲烷等都是良好的气体绝缘材料。

气体电介质由于密度小,具有一系列不同于液体和固体绝缘材料的特性,例如,介电常数很低,电阻率很高,介质损耗极小,击穿后能够自动恢复和不存在老化变质等。因此,在电气设备中,气体经常用做绝缘材料,它除了起绝缘作用外,在某些场合还具有灭弧、冷却和保护等作用。

2.液体电介质

变压器油、开关油、电容器油、电缆油等矿物油,十二烷基苯、聚异丁烯、硅油和三氯联苯等合成油以及蓖麻油等,都是优良的液体绝缘材料。

在电气设备中能起到绝缘、浸渍、传热和灭弧作用,并且在常温下为液态的电介质叫做液体电介质,简称液体介质,一般称为绝缘油或绝缘液体。

液体电介质主要用在变压器、油开关、电容器和电缆等电气设备中。通过液体介质的浸渍和填充,消除了空气和气隙,从而提高了绝缘介质的绝缘强度,改善了设备的散热条件,还能起到灭弧作用。

3.绝缘纸

绝缘纸是由植物纤维、矿物纤维、合成纤维或这些纤维的混合物,通过水、空气或其他流体将纤维沉积后,经造纸机形成薄页状材质,22标重小于225g/m的称为纸,标重大于225g/m的称为纸板。

绝缘纸与其他绝缘材料相比,主要特点是价格低廉,物理性能、化学性能、电气性能、耐老化等综合性能良好。绝缘纸可分为植物纤维纸和合成纤维纸两大类。电话纸、电缆纸和电容器纸都属于植物纤维纸。合成纤维纸按其类别可分为聚酯纤维纸、芳香族聚酰胺纤维纸、芳香聚砜酰胺纤维纸和聚恶二唑纤维纸等。

4.绝缘漆、胶及熔敷粉末

绝缘漆(又称电工绝缘漆)是一种涂料,是涂于电动机、电器、仪表等组件上,经固化后可提供介电、机械和保护等性能的一种液体树脂体系。它是由合成树脂或天然树脂等漆基(即成膜物质)及某些辅助材料组成的。其中,辅助材料有溶剂、稀释剂、填料和颜料等。

漆基在常温下是黏度很大的液体或固体。溶剂和稀释剂用来溶解漆基,调节漆的黏度和固体含量的比例,但在漆的成膜和固化过程中将逐渐挥发。某些带有活性基因的活性稀释剂,则参加成膜的化学反应,成为漆基的组成部分。

常用绝缘漆按用途可分为浸渍漆、电磁线漆、覆盖漆、硅钢片漆以及灌注胶和熔敷粉末等。

5.浸渍纤维制品

以绝缘纤维制品作为底材,浸以绝缘漆制成的纤维制品,如漆布(绸)、漆管和绑扎带等,称为浸渍纤维制品,主要用于电动机、电器、仪器仪表等电工产品的线圈层间绝缘或作为衬垫与引出线或连接线间的绝缘。

浸渍纤维制品的底材一般使用棉布、薄绸、玻璃纤维、玻璃布及玻璃纤维与合成纤维交织物等。天然纤维制品,如布、绸等虽有一定的机械强度,柔软性也较好,但易吸潮,耐热性差,因此除某些特殊场合外,一般都被玻璃纤维和合成纤维所取代。玻璃纤维具有抗张力强、耐热性好、吸潮性小等优点,但柔软性较差,常以合成纤维交织以改善其柔软性。

6.电工用薄膜及复合制品

电工用薄膜在电动机、电器、仪表工业中用做线圈、电线、电缆绕包绝缘和电容器的介质。复合制品则常用于中、小型电动机的槽绝缘,电器、仪表线圈端部绝缘和相间绝缘。

7.层压制品

层压制品是以纤维制品作为底材,浸渍或涂覆以不同的胶黏剂,经热压(或卷制)而制成的层状结构的绝缘材料。其主要制品有层压板、管(筒)、棒和其他特殊型材。按使用要求,可制成具有优良的电气性能、机械性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等不同特性的制品。其性能主要取决于底材和胶黏剂的性质及其成型工艺。

层压制品常用的底材有天然有机纤维制品(如木质纤维纸、棉纤维纸、棉布)和无机纤维制品(如无碱玻璃布)等。不同的底材具有不同的特点,如木质纤维纸浸渍性好,可用于压制层压纸板、棒和卷制的层压纸管和电容套管芯等,机械性能较好;棉纤维纸用于压制冷冲剪纸板;无碱玻璃布耐高温,电气性能、机械性能和化学稳定性均好,但浸渍性差,与胶黏剂的黏结力差。棉布层压制品的黏结强度高、耐磨且易于机械加工,但耐热、电气性能和机械性能不如玻璃布层压制品,电气性能和高频性能也不如纸层压制品。

8.云母

在电动机、电子设备和家用电器中,需要用云母及其制品作为高温绝缘材料,如电动机的整流子、电容器、电烙铁、电熨斗及电子管等的绝缘。

云母分为天然云母、合成云母和粉云母几种。一般称天然云母为云母,是一种天然无机矿物。能用做电工绝缘材料的,仅有白云母和金云母两种,具有优良的电气、机械性能,且耐高温、耐化学、耐电弧和耐电晕性好。合成云母耐热性优于天然云母,其他性能与白云母相似。

9.电工用塑料

电工用塑料是由合成树脂、填料和各种添加剂等配制而成的粉状、粒状或纤维状材料,在一定的温度和压力下,可以加工成各种规格和形状的绝缘、结构、传动和装饰等零部件,也可作为绝缘电线保护层材料。

合成树脂是塑料的主要成分,它决定了塑料制品的基本特性。按树脂类型及热行为的特性,塑料又分为热固性和热塑性两大类。(1)热固性塑料

热固性塑料是由酚醛树脂或改性酚醛树脂为基材与木粉、固化剂、颜料等组成的,以酚醛塑料应用较多,可塑制电动机、电器、仪器、仪表及开关等绝缘结构件。

氨基塑料是由三聚氰胺树脂或尿素树脂与纤维材料或其他填料加工制成的塑料,塑料固化后有良好的耐弧性能,可塑制电动机、电器、开关、仪表等绝缘结构件。耐热塑料是由聚酯树脂与玻璃纤维或石棉制成料团状塑料。塑料固化后尺寸稳定性好,可塑制电动机、电器、开关等绝缘结构件。

聚酰亚胺塑料是由聚酰亚胺树脂与玻璃纤维制成的塑料,塑料固化后具有耐高温、耐辐射特性,可塑制耐高温绝缘结构件。(2)热塑性塑料

热塑性塑料有纯树脂的,也有由树脂、填料以及添加剂组成的,其特点是随温度升高而变软,随温度降低而变硬。通过加热注塑、挤塑或压塑后冷却定型,可制成各种形状和规格的零部件和绝缘结构。人们将具有工程价值的热塑性塑料习惯地称为工程塑料。

常用的热塑性塑料主要有以下几种:聚苯乙烯(PS)、ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)(俗称有机玻璃)、聚酰胺(1010)(又称尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)。(3)电缆用塑料

电缆用塑料主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等。

10.电工用橡胶

橡胶是一种有机高分子聚合物,它具有独特的性能——高弹性。对它稍加外力,就可以使之变形(如伸长、压缩、弯曲、扭转等),外力刚一去掉又马上恢复原状。此外,它有一定的机械强度,有缓和冲击、吸收震动的能力,还具有耐磨、不透水、不透气和良好的绝缘性能。而某些特殊合成橡胶还具有耐油、耐化学药品腐蚀、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等性能。

橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。

天然生橡胶经过硫化后,才具有橡胶的各种性质。天然橡胶是一种通用性橡胶,主要成分为聚异戊二烯。橡胶硫化后,具有良好的电气、机械性能,回弹性好,但不耐油和溶剂,易燃、易老化;耐磨性和气密性方面不如合成橡胶。天然橡胶主要用做电线、电缆绝缘和护层材料及其他橡胶制品等。

合成橡胶在一系列的性质上,均优于天然橡胶。根据其合成方法、制造原料和特性的不同,可分为丁苯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯、硅橡胶和氟橡胶等。

11.沥青及蜡类电介质

沥青是很复杂的碳氢化合物的混合物,按其来源可分为人造沥青和地沥青。人造沥青是石油蒸馏出来的副产品,在工业上大量应用;地沥青是从沥青矿中开采出来的,含有较多杂质,电气工程中很少使用。

沥青主要用来填充电缆终端头及电缆中间接头,并可用做电缆、电器的防腐、防霉及绝缘层,还可用做云母带的胶黏漆及电器或仪表的漆封。

电工用蜡电介质是具有结晶结构的固体碳氢化合物,主要有石蜡、地蜡和卤蜡,这三种蜡都是人造蜡(即合成蜡);另外还有天然蜡、蜂蜡和植物蜡等。工业上常用合成蜡。

石蜡用来浸渍低压纸介电容器(温升较低的)、浸渍纤维材料、灌注高频变压器的线圈,也是绝缘层材料的组成部分,用以增加绝缘的抗潮性。石蜡不宜用做绝缘漆,因为它不能形成连续的漆膜。

地蜡用来浸渍不密封的电容器,在电子工业中用做浇注胶,在电缆生产中作为橡皮绝缘用的橡皮柔软剂,纯地蜡还能提高橡皮的日光稳定性。

卤蜡可用来浸渍电容器,但它有毒,性能也不大好,一般应用较少。

12.无机绝缘材料(1)石棉

石棉属于硅酸盐单斜晶系纤维状天然矿物,分为蛇纹石石棉和角闪石石棉两大类,用做电绝缘或热绝缘材料。(2)电工玻璃

电工玻璃是由二氧化硅、氧化钙、氧化钠、三氧化二硼等原料,经熔融或烧结成的无晶玻璃体。电工玻璃分为绝缘玻璃、真空玻璃和微晶玻璃三大类,是玻璃结构的绝缘制品,广泛用于电工、电子、机械、航空等工业。

玻璃纤维不燃、耐热性好、机械强度高,适于纺纱织布或作为塑料增强材料。

玻璃布是由玻璃纱用平纹、斜纹或缎纹织法织成的,可用做玻璃漆布底材、层压制品底材、云母制品补强材料。玻璃布带可用做电动机、电器线圈绑扎材料。(3)陶瓷

陶瓷是以黏土和石英、长石等天然矿物为原料,经粉碎、真空炼泥、加工成型、烧结等工序制成的多晶无机绝缘材料。

高低压电瓷耐辐射性好,电气、机械性能优良,主要用做高低压输变电设备绝缘子和线路绝缘。高频瓷在高频下电气性能稳定,耐热性好,用做高频设备绝缘件、电真空器件和装置中的瓷绝缘件和晶闸管外壳等。电热高温瓷耐高温性好、膨胀系数小、耐弧性好,可用做电炉盘、电热设备绝缘和开关灭弧罩等绝缘器件。1.1.2 绝缘材料的耐热等级

电气设备中的绝缘材料在工程运行中受多方面因素的影响,例如,温度、湿度、大气中的氧气、电场作用、机械振动和电动力等。绝缘材料在上述各种因素的作用下,不可能无限期使用而不受损坏,所谓能长期使用是指在某一使用温度下能获得的最经济的使用寿命。

促使绝缘材料老化的因素尽管很多,但主要还是热老化,因此,为保证绝缘材料的使用寿命,对绝缘材料按其正常运行条件下允许的最高工作温度分级,称为耐热等级。绝缘材料的耐热等级如表1.1.1所示。表1.1.1 绝缘材料的耐热等级

1.2 电线

1.2.1 常用导电材料

1.导电用铜

纯铜外观应呈紫红色,一般称为紫铜。它的密度为8.89,具有良好的导电性能,电导率仅次于银,铜质愈纯,导电性愈好;有良好的导热性,仅次于银和金;具有一定的机械强度,良好的耐腐蚀性,无低温脆性,易于焊接;塑性强,便于承受各种冷、热压力加工。

导电用铜通常选用含铜量为99.90%的工业纯铜。在特殊条件下,可选用无氧铜或无磁性高纯铜。导电用铜的品种及其主要用途如表1.2.1所示。表1.2.1 导电用铜的品种及其主要用途

影响铜性能的因素很多,主要有杂质、冷变形和温度。

杂质对铜的导电性能将产生很大的影响,如果铜中掺了各种杂质,如银、镉、锌、镍、磷等,都将不同程度地降低铜的导电性和导热性,但能提高机械强度和硬度,塑性稍有降低,尤其是磷杂质对导电性的影响最为显著,选用时应注意铜的纯度。

铜材料经过弯曲、敲打等冷加工变形后,将使内部结构发生变化,使强度和硬度升高,塑性降低,电导率下降,这一现象叫做冷加工硬化,简称“冷作硬化”。当冷变形程度在50%以内时,对电导率和延伸率的影响将明显下降。当冷变形在60%以上时,对电导率和延伸率的影响较小。随着冷变形程度的增加,对其抗拉强度的影响将逐步增大,必要时需对冷加工后的材料进行退火处理,使其性能稳定。

温度对铜性能的影响较为显著,在铜的熔点以下,其电阻随温度升高呈线性关系增加。温度变化对机械性能的影响也较大,当温度在500~600℃附近时,其延伸率和断面收缩率陡然降低,出现“低塑性”区,当铜进行热加工时,要避开这个温度范围。

铜无低温脆性,当温度降低时,其抗拉强度、延伸率和冲击值等增高,适于用做低温导体材料。

由于铜的蠕变强度、抗拉强度和氧化速度均与温度有关,所以铜长期使用的工作温度不宜超过110℃,短时使用的工作温度不宜超过300℃。

2.导电用铝

铝是一种银白色的轻金属,是近百年来才应用到工业上的轻质金属材料。其特点是密度小(密度为2.70),约为铜的30%;具有良好的导电性,与铜比较,当截面积和长度相同时,铝的电导率为铜的64%(若按质量计算,则实际上大大超过了铜,相当于铜的两倍);导热性好,铝的热导率为铜热导率的56%;铝耐酸,但不耐碱和盐雾腐蚀;塑性好,易于加工,可抽成细丝或压成薄片;铝的资源丰富,价格比铜低,因此除对导体尺寸及机械性能等有特殊要求的场合外,应优先采用铝作为导体材料。

导电用铝通常选用含铝量在99.5%以上的工业纯铝,主要品种有以下三种。

① 特一号铝:代号Al-00,含铝99.7%以上,杂质小于0.30%;

② 特二号铝:代号Al-0,含铝99.6%以上,杂质小于0.40%;

③ 一号铝:代号Al-1,含铝99.5%以上,杂质小于0.50%。

影响铝的性能的因素很多,含有杂质、冷加工变形及温度变化是影响铝的性能的主要因素。铝的杂质含量不同,对其物理、机械性能的影响也不同。杂质含量越高,电导率越低。其中锰、钒、铬和钛的含量对铝的电导率影响最为显著,所以在选用导电用铝材时,要选用杂质含量低的纯铝。

冷加工变形后,将引起铝的冷作硬化,从而强度及硬度升高,塑性降低,冷变形程度越大,硬化程度越严重,电导率也相应降低。

温度对铝性能也有影响,铝在熔点以下时,电阻和温度基本呈线性关系。冷变形的铝材经退火后,电导率可得到恢复。铝在低温时,抗拉强度、疲劳强度、硬度和弹性模量增高,延伸率和冲击值也增高,无低温脆性,适合用做低温导体。由于铝的热稳定性较差,125℃保温1000h后,抗拉强度下降21%,因此长期使用工作温度不宜超过90℃,短时使用工作温度不宜超过120℃。

铝和铜相比有下列缺点:铝电阻率比铜高,导电能力比铜低;铝机械强度、抗拉强度和疲劳强度低,使用中易损坏;熔点低;铝焊接性比铜差,不能用一般方法焊接,铝与铝的焊接可用氩弧焊、气焊、冷压焊和钎焊等方法;铝比铜容易腐蚀。1.2.2 常用电线

导电材料用于输送和传递电流。铜、铝和钢铁是常用的导电材料,用它们制作成各种导线和母线等。导线的品种很多,应用较广泛的有裸导线和绝缘导线。

1.裸导线

裸导线常用铜、铝、钢制成,分为裸单线、裸绞线两类。常用裸导线的分类、型号、规格及主要用途如表1.2.2所示。表1.2.2 常用裸导线的分类、型号、规格及主要用途

2.绝缘导线

绝缘导线是在裸导体外层包有绝缘材料的导线。根据绝缘材料的不同,分为橡皮绝缘导线和聚氯乙烯绝缘导线两类。橡皮绝缘导线是在单股或多股裸导线外包一层橡皮,或再敷一层编织物(棉纱或无碱玻璃丝),并经过防潮处理。线芯有铜芯和铝芯两种,结构上分为单芯、双芯和三芯。

聚氯乙烯绝缘线用聚氯乙烯作为绝缘材料,故又称塑料绝缘线,简称塑料线。这种导线具有耐油、耐燃、耐光、防潮和防霉等特点,工程中多用于穿管使用。常见电气设备用绝缘导线的型号及适用场合如表1.2.3所示。表1.2.3 常用电气设备用绝缘导线的型号及适用场合1.2.3 电磁线

电磁线分为漆包线、无机绝缘电磁线、绕包线、特种电磁线四大类。

1.漆包线

漆膜均匀、光滑柔软、有利于线圈的自动化绕制,广泛应用于中小型或微型电工产品中,其品种、型号、特点及主要用途如表1.2.4所示。表1.2.4 漆包线的品种、型号、特点及主要用途续表续表注:①QZ漆包线的产量占全国漆包线产量的80%左右,使用面极为广泛。②上表规格范围一栏中,圆线规格以线芯直经表示,扁线以线芯窄边(a)及宽边(b)长度表示。

漆包线和丝包线的常用数据如表1.2.5所示。表1.2.5 漆包线和丝包线的常用数据续表

2.无机绝缘电磁线

无机绝缘电磁线的绝缘层采用无机材料陶瓷、氧化铝膜等组成,并经有机绝缘漆浸渍后烘干填孔。其特点是耐高温、耐辐射,主要用于高温、辐射等场合。其品种、型号、特点和主要用途如表1.2.6所示。表1.2.6 无机绝缘电磁线的品种、型号、特点和主要用途注:① 圆线规格以线芯直径表示,扁线以线芯窄边(a)、宽边(b)长度表示,带(箔)以导体厚、宽表示。② 在氧化膜层上再涂以绝缘漆使其密封。

3.绕包线

绕包线用天然丝、玻璃丝、绝缘纸或合成薄膜等紧密绕包在导线芯上,形成绝缘层,或在漆包线上再绕包一层绝缘层,一般应用于大中型电工产品中。其品种、型号、特点和主要用途如表1.2.7所示。表1.2.7 绕包线的品种、型号、特点和主要用途续表

4.特种电磁线

特种电磁线具有特殊的绝缘结构和性能,如耐水的多层绝缘结构,适用于潜水电动机绕组等。其特种电磁线的品种、型号、特点和主要用途如表1.2.8所示。表1.2.8 特种电磁线的品种、型号、特点和主要用途

1.3 电缆[1]

电缆线路适用于有腐蚀性气体和易燃易爆物的场所。电缆的种类很多,按其结构及作用可分为电力电缆、控制电缆、电话电缆、同轴电缆、移动式软电缆等;按电压等级可分为低压电缆(小于1kV)和高压电缆(1kV、6kV、10kV等)。

电缆的基本结构主要由三部分组成:导电线芯用于传输电能;绝缘层保证电能沿线芯传输,在电气上使线芯与外界隔离;保护层起保护密封作用,使绝缘层不被潮气浸入,不受外界损伤,保持绝缘性能。电缆结构如图1.3.1所示。图1.3.1 电缆的结构1—导体;2—绝缘;3—外护层;4—内护层;5—钢带;6—填充;7—包带;8—耐火层

高层建筑、地铁、电站及重要的公共建筑物的防火问题很重要,宜采用防火电缆,图1.3.1(d)是0.6~1kV耐火电缆,在950~1000℃高温火焰燃烧情况下可安全运行3h以上。1.3.1 电缆的种类

1.电力电缆

电缆供电的特点:不易受外界风、雨、冰雹的影响和人为损伤,供电可靠性高;材料和安装成本都高,造价约为架空线的10倍;供电容量可以较大;有利于环境美观;与架空线比较,截面积相同时电缆供电容量可以较大,电缆导线的阻抗小。

电力电缆一般是按一定电压等级制造的,电压等级依次为0.5kV、1kV、3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV。其中1kV电压等级电力电缆使用最多。3~35kV电压等级的电力电缆常用于大中型建筑内主要供电线路。

电力电缆的导电芯线是按照一定等级的标称截面积制造的,便于22制造和选型。我国电力电缆的标称截面积系列为2.5mm、4mm、22222226mm、10mm、16mm、25mm、35mm、50mm、70mm、22222295mm、120mm、150mm、185mm、240mm、300mm、222400mm、500mm、600mm,共18种。高压充油电缆标称截面积系222222列为100mm、240mm、400mm、600mm、700mm、845mm共6种。多芯电缆都以其中截面积最大的相线为准。

电力电缆导电芯线有5种:单芯、二芯、三芯、四芯、五芯。单芯电缆用于传送单相交流电、直流电及特殊场合(高压电动机引出线)。60kV及其以上电压等级的充油、充气高压电缆多为单芯。二芯电缆多用于传送单相交流电或直流电。三芯电缆用于三相交流电网中,广泛用于35kV以下的电缆线路。四芯电缆用于低压配电线路、中性点接地的TT方式和TN—C方式供电系统。五芯电缆用于低压配电线路、中性点接地的TN—S方式供电系统。二芯和四芯都是低压1kV以下的电缆。

电力电缆按绝缘材料分类有以下几种。

油浸纸绝缘电力电缆:其成本低、寿命长、耐热、耐电性能稳定,在各种低压等级的电力电缆中都有广泛的应用。

塑料绝缘电缆:塑料绝缘电缆制造简单,质量轻,终端头和中间头制造容易,弯曲半径小,敷设简单,维护方便,有一定的耐化学腐蚀和耐水性能,使用在高落差和垂直敷设场合。塑料绝缘电缆有聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆。前者用于10kV以下的电缆线路中,后者用于10kV以上至高压电缆线路中。

橡皮绝缘电缆:由于橡皮富有弹性,性能稳定,有较好的电气、机械、化学性能,大量用于10kV以下的电缆中。

阻燃聚氯乙烯绝缘电缆:前面三种电缆共同的缺点是材料具有可燃性,当线路中或接头处发生事故时,电缆可能因局部过热而燃烧,扩大事故范围。阻燃电缆是在聚氯乙烯中加入阻燃剂,即使明火烧烤也不会燃烧,属于塑料电缆的一种,用于10kV以下的电缆线路中。

2.控制电缆

控制电缆主要用于配电装置中连接电气仪表、继电保护装置和自动控制设备,以传导操作电流或信号。控制电缆属于低压电缆,线芯2较细,截面积为1.5~10mm,均为多芯电缆,工作电压一般在500V以下,电流不大。根据其绝缘层可分为油浸纸绝缘、橡胶绝缘和聚氯乙烯绝缘控制电缆,其型号表示与电力电缆基本相同。

3.通信电缆

通信电缆按结构可分为对称式、同轴式通信电缆及光缆。对称式通信电缆的传输频率较低,一般在几百千赫兹以内,其线对的两根绝缘线结构相同,而且对称于线对的纵向轴线。同轴式通信电缆的传输频率可达几十兆赫兹,主要用于几百千米以上距离的通信,其线对是同轴的,两根绝缘线分别为内导线和外导线,内导线在外导线的轴心上。光缆的传输频率大于1000MHz。

4.同轴电缆

同轴电缆又称射频电缆,在电视系统中用于传输电视信号。它由同轴的内外两个导体组成,内导体是单股实心导线,外导体为金属丝网,内外导体之间充有高频绝缘介质,外面有塑料护套,如图1.3.2所示。在公用天线闭路电视系统及有线电视系统中均使用特性阻抗为75Ω的同轴电缆。图1.3.2 常用同轴电缆结构1.3.2 电缆的型号

电缆的型号内容包含其用途类别、绝缘材料、导体材料、铠装保护层等。在电缆型号后面还注有芯线根数、截面积、工作电压和长度。

电缆型号含义如表1.3.1所示,外护层代号如表1.3.2所示。表1.3.1 电缆型号含义表1.3.2 电缆的外护层代号含义

例如,VV—(3×25+1×16)表示铜芯、聚氯乙烯内护套、双2222钢带铠装、聚氯乙烯外护套、三芯25mm、一根16mm的电力电缆。新型电缆有4+1芯,便于用在五线制供电系统。

YJLV—(3×120)—10—300表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、聚222氯乙烯内护套、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、三芯120mm、电压10kV、长度300mm的电力电缆。四川电缆厂生产的交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆型号为XLPE。1.3.3 电缆的指标

1.额定电压

额定电压取决于该电缆系统的相间电压、系统的类型、保护设备排除故障时间等。在不接地系统中,电缆发生单相接地故障也会运行很长时间。但是会在另外两相不接地导线之间产生线间电压梯度,要求其绝缘层要更厚一些。无故障的两相之间是不可能长时间施加全部线间电压的,如果保护设备能够在1min内切除故障,那么在这种接地系统中可选用100%额定电压的电缆。对于不接地系统,当不能满足对100%额定电压级规定的1min清除时间、但能保证在1h内清除故障段时,则需选用133%额定电压的电缆。当清除接地故障段的时间相当长时,则需选用173%额定电压的绝缘。

2.负荷电流指标

载流量表列出了所需要的导线的最小规格。但是,在工程中选择电缆往往偏于保守,这是考虑到负荷的增长、电压降和短路电流的发热等因素。

3.应急过负荷指标

绝缘线和电缆的正常负荷极限值是以实践经验为基础的,代表着电缆的老化速度。此种老化速度预计能使电缆的有效寿命持续20~30年。正常的日负荷温度每升高8℃,则平均故障率将增加一倍,且电缆的绝缘寿命缩短一半。电缆在超过最高额定温度或额定载流量的条件下持续运行,是一种非常措施。温度的升高与导线损耗成正比,而损耗又是随电流的平方而增加的,较大的电压降可能对设备和供电的连续性产生不可预料的危险。

电缆在最高应急过负荷温度下运行,每年不应超过100h,并且这种100h的过负荷期在电缆寿命期限内不应超过5次。各种绝缘电缆有短时过负荷的超载系数。将超载系数乘以电缆的标称额定电流值,就能得到这种绝缘电缆的应急或过负荷电流值。

4.电压降指标

如果供电线的截面积不够大,在电路中会产生过大的电压降。电压降与线路长度成正比。考虑到电动机的正常启动和运转、照明设备以及其他有很大冲击电流的负荷,规范规定电力、电热或照明馈电线的稳态电压降不应超过3%,包括馈电线和支线在内的总电压降不应超过5%。

5.故障电流指标

在短路情况下,导线的温度上升很快。但是,由于电缆绝缘、护套、被覆材料等的热特性,在短路排除以后,导线的冷却过程却是缓慢的。

不注意电缆的热稳定会由于绝缘材料的变质而造成电缆绝缘的永久性破坏,从而可能伴生烟气和可燃气体。如果有足够的热量,这些气体将点燃起火,酿成严重的火灾。即使程度不那么严重,也可能使电缆的绝缘或护套膨胀,产生空隙,导致可能发生故障。对高压电缆,这一点格外严重。

除了热应力外,热膨胀还会在电缆中产生机械应力。由于急剧加热,这些应力可能会引起电缆移动。不过,新式电缆加强了捆绑和护套,显著地降低了这种应力的影响。在预定的温度范围内选择和使用电缆时,一般情况下不需要注意其机械特性,除非电缆很旧或是铅包电缆。在发生短路或大的冲击电流时,单芯电缆将承受各电缆之间的排斥力或吸引力。为了防止由于这种移动而引起的电缆的破坏,应将敷设在电缆支架或电缆桥架上的电缆固定起来。1.3.4 电缆外护层

电缆外护层是用来保护构成电缆的组件免受环境和与使用场所安装条件的影响。在选择用于特殊使用条件的外护层时,需考虑的各种性能和绝缘是一样的,特别要考虑电、热、机械和化学方面的特性。

1.非金属护套(1)挤压护套外护层

挤压护套外护层有两种,一种是热塑性材料的,另一种是硫化橡胶材料的,这两种材料的外护层都可直接挤压在绝缘层或电屏蔽层的上面。电屏蔽层可能是金属套或金属带,也可能是铜编织物层,还可能是带有部分铜屏蔽线或同心螺旋铜线的半导电层,还可以把外护层直接挤压在多导线结构上。常用的材料有聚氯乙烯、NBR/PVC(丁二烯橡胶/聚氯乙烯)、聚乙烯、交联聚乙烯、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、氯磺化聚乙烯和聚亚胺酯。虽然这些材料具体的特性可能会随各个制造厂的不同配方而有所变化,但是这些材料都有高度的耐潮、耐化学、气候防护的能力,都有较好的挠曲性,还能有一定程度的电气绝缘性能,有令人满意的机械强度,可以保护绝缘层和屏蔽层在正常工作和安装时不受损坏。材料的使用温度可从-50℃到+115℃。(2)纤维编织层

纤维编织层的材料包括编织的、缠绕的或捆扎的合成纤维材料或天然纤维材料,是最适用于预定使用要求而选定的。虽然工业上的特殊应用条件可能要求使用编织的合成纤维或棉纤维,不过最常用的编织层材料还是石棉纤维。所有的纤维编织层都要用饱和剂、涂料、浸渍材料等处理,使其具备一定程度的耐潮性、耐溶剂性、耐磨性和耐大气条件。将石棉编织物用到电缆上,可以把火焰蔓延、发烟以及其他危险的有害燃烧产物降低到最小程度,一些挤压成形的护套材料是有可能产生这些后果的。

2.金属护套

金属护套的材料广泛用在对组成电缆的组件需要有高度机械强度、化学或短时热保护的地方。常用的材料是链接镀锌钢铠装、铝销装或青铜销装,挤压铝或挤压铅,轧制的、焊接的和波纹形的钢条和铝条,螺旋缠绕的、圆的或扁平的铠装线,单独或综合使用这些材料都将减少整根电缆的弯曲性能,必须牺牲这种性能以获得其他利益。安装和运行条件可能包括:局部受到挤压、来自外力的偶然撞击、震动和可能的擦伤、来自外界的热冲击、持续暴露在化学物质中以及冷凝作用等。(1)链接销装

未加保护的链接销装(Interlocked Armor)能提供高强度的机械保护,却不会显著地牺牲挠曲性。链接铠装作为短时集中受热的吸热器,能够对热冲击具有保护作用。

除机械保护之外还需要耐腐蚀和耐潮湿的地方,可以使用挤压材料的整体护套。必须避免在单芯交流电力回路中使用链接镀锌钢销装,否则会造成大的磁滞和涡流损失。但是,这种效应在整体统包的三芯电缆上以及铝铠装单芯电缆上是很小的。常用的链接销装材料是镀锌钢、质量较轻和耐一般腐蚀的铝,若用于强腐蚀性环境则采用青铜及其他合金。(2)波纹金属铝

纵向波纹金属销装(与电缆轴线成直角的波纹管)虽然多年来已经被使用在直埋的通信电缆上,但只是在最近,才把这种保护电缆芯线的方法用在控制电缆和电力电缆上。这种销装材料可能是铜、铝、耐腐蚀的钢或铜合金,或含有经过选择适用于使用条件的双金属组合材料。

与链接铠装相比较,波纹金属铝装虽然机械保护性能差些,但有成本较低、质量较轻和容易安装等优点。也可用薄金属带、无缝管或焊接管制造的波纹金属铠装。用薄金属带要比用管能制造更长的电缆。虽然后者可利用机械连接器或接线器延长电缆的长度。金属管制造的护套有最好的耐潮湿和防液体或气体渗透的能力,而薄带销装的电缆则依赖于整体挤压的护套来防止水汽的渗透,并固定金属带护层。(3)铅护套

在浸水的地下人孔和隧道或地下沟道中的配电系统,为了最大限度地保护电缆,可用纯铅或铅合金作为工业电力电缆的护套。虽然铅护套在耐挤压荷载方面不如链接铠装,但是铅有很高的耐腐蚀和耐潮能力,这使铅护套在应用时具有极大的吸引力。挤压材料的外护套能在安装过程中保护铅电缆不致被损坏。纯铅是经过硬化处理的,不能用在需要弯曲的地方。铜或锑轴承铅合金不像纯铅那样在加工中易于硬化,因此,不能用于经常弯曲的地方。(4)铜或铝

在需要减小质量和防止水分渗透的地方可使用挤压铝或铜护套、模拉铝或铜护套。铝护套虽然比铅耐挤压,但当埋在地下时容易被电解腐蚀。在这种情况下,应该在外部用一层挤压护套来保护铝护套电缆。(5)金属线销装

使用螺旋缠绕或编织的圆形钢质销装线可以得到高度的机械保护和纵向强度。这种类型的外护层常被用于海底电缆和垂直敷设的电缆以承受机械外力,正如在讨论钢链接铠装时谈到的那样,只应该在三芯电力电缆上使用这种类型的护套,以便使护套损耗减到最小。当没有适当的“锻装”时,可将螺旋缠绕的圆或扁平的镀锡铜丝护套用做直埋电缆的同轴线或中性线。在有腐蚀的环境中,应用挤压护套来保护这种电缆。1.3.5 电缆类型的选择

1.选择线芯的材质

电缆芯线材质应采用铜芯的情况:①控制电缆。②移动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀等恶劣的工作环境。

2.电力电缆芯数

1kV及其以下电源中性点直接接地时,三相回路的照明电缆芯数选择五芯。三相动力设备选用四芯电缆。1kV及其以下电源中性点直接接地时,保护线与中性线合用同一导体时,应采用两芯电缆。保护线与中性线各自独立时,宜采用三芯电缆。

直流供电回路宜采用两芯电缆。

3.电缆外护层类型(1)电缆的外护层

① 交流单相回路的电力电缆,不得有未经非磁性处理的金属带、钢丝铠装。

② 在潮湿、含化学腐蚀环境或易受水浸泡的电缆,金属套、加强层、铠装上应有挤塑外套,水中电缆的粗钢丝铠装上应有纤维外被。

③ 除低温-20℃以下环境或药用化学液体浸泡场所,以及有低毒难燃性要求的电缆挤塑外套宜用聚乙烯外,可采用聚氯乙烯外套。

④ 用在有水或化学液体浸泡场所的6~35kV或35kV以上交联聚乙烯电缆,应具有符合使用要求的金属塑料复合阻水层、铅套、铝套或膨胀式阻水带等防水构造。

敷设于水下的中、高压交联聚乙烯电缆还宜具有纵向阻水构造。(2)自容式充油电缆的加强层

选择自容式充油电缆的加强层类型,且当线路未设置塞止式接头时最高点与最低点之间高差,应符合下列要求:

① 仅有铜带等径向加强层,允许高差为40m;但用于重要回路时宜为30m。

② 径向和纵向均有铜带等加强层,允许高差为80m;但用于重要回路时宜为60m。(3)直埋敷设电缆的外护层

① 电缆承受较大压力或有机械损伤危险时,应有加强层或钢带铠装。

② 在流沙层、回填土地带等可能出现位移的土壤中,电缆应有钢丝铠装。

③ 白蚁严重危害且塑料电缆设有尼龙外套时,可采用金属套或钢带铠装。

④ 除本条①~③项外的情况,可采用不带铠装的外护层。(4)空气中固定敷设电缆时的外护层

① 油浸纸绝缘铅套电缆直接在臂式支架上敷设时,应具有钢带铠装。

② 小截面积挤塑绝缘电缆直接在臂式支架上敷设时,宜具有钢带铠装。

③ 在地下客运、商业设施等安全性要求高而鼠害严重的场所,塑料绝缘电缆可具有金属套或钢带铠装。

④ 电缆位于高落差的受力条件需要时,可含有钢丝铠装。

⑤ 除本条①~④项外,敷设在梯架或托盘等支承密集的电缆,可不含铠装。

⑥ 除应按本规范第①条的规定采用,以及高温60℃以上场所应采用聚乙烯等耐热外套的电缆外,宜用聚氯乙烯外套。

⑦ 严禁在封闭式通道内使用纤维外被的明敷电缆。(5)移动式电气设备等需经常弯移或有较高柔软性要求回路的电缆,应采用橡皮外护层。(6)放射线作用场所的电缆,应具有适合耐受放射线辐照强度的聚氯乙烯、氯丁橡皮、氯磺化聚乙烯等防护外套。(7)敷设于保护管中的电缆,应具有挤塑外套;油浸纸绝缘铅套电缆,尚宜含有钢铠层。(8)水下敷设电缆的外护层选择

① 在沟渠、不通航小河等不需铠装层承受拉力的电缆,可选用钢带铠装。

② 江河、湖海中电缆,采用的钢丝铠装形式应满足受力条件。当敷设条件有机械损伤等防范需要时,可选用符合防护、耐蚀性增强要求的外护层。(9)路径通过不同敷设条件时电缆外护层

① 线路总长未超过电缆制造长度时,宜选用满足全线条件的同一种或差别尽量少的一种以上形式。

② 线路总长超过电缆制造长度时,可按相应区段分别采用适合的不同形式。1.3.6 电缆的长度

电缆的计算长度应包括实际路径长度与附加裕度。附加裕度宜计入下列因素:电缆敷设路径地形等高差变化、伸缩节或迂回备用裕量;蛇形敷设时的弯曲状增加量;终端或接头制作所需剥截电缆的预留段、电缆引至设备或装置所需的长度。

电缆的订货长度:长距离的电缆线路宜采取计算长度作为订货长度。对于35kV以上电压单芯电缆,应按相计;当线路采取交叉互连等分段连接方式时,应按段计。对于35kV及以下电压电缆用于非长距离情况,宜考虑整盘电缆中截取后不能利用其剩余段的因素,按计算长度计入5%~10%的裕量,作为同型号规格电缆的订货长度。水下敷设电缆的每盘长度,不宜少于水下段的敷设长度。有困难时,可含有工厂制的软接头。

1.4 母线

1.4.1 母线介绍

母线的作用是将发电机和变压器生成的电能集中,然后再分配给用户。

1.母线的材料

母线采用的材料为铜、铝、钢或其他金属。铜的导电性能仅次于2银,在20℃时的电阻率为0.017Ωmm/m,机械强度高,对大气、化学腐蚀有一定抵抗能力,是良好的导电材料。但是铜价格高,在我国的产量低,我国曾经发布的“以铝代铜”技术政策推荐采用铝。2

铝的导电性不如铜,在20℃时电阻率为0.029Ωmm/m。在相同负荷情况下,铝母线截面积要大,但铝的相对密度小,只有2.7g/33cm,而铜的相对密度为8.94g/cm。铝的截面积虽然大,耗材却大22约少40%。铝的抗拉强度为8kg/mm,不如铜(22kg/mm),且容易氧化形成氧化膜。氧化铝的电阻比氧化铜大,使得铝母线的接触电阻远大于铜。铝的耐腐蚀能力差,但其蕴藏量丰富,被广泛采用。2

钢为磁性材料,其电阻率在20℃时为0.103Ωmm/m,强度高,价格低。当采用其作为母线时,会产生一定的涡流损失,电压降较大,且容易生锈,一般不用。但在小于200A的小电流系统或工厂吊车滑动母线中也有采用。

2.母线的载流量

如表1.4.1所示为单条矩形母线载流量。表1.4.1 单条矩形母线载流量注:表中参数斜线上方为铝母线载流量,下方为铜母线载流量。温度为环境空气温度。放置方式为母线安装时相对于支柱绝缘子的方向。

如果多条母线并列作为一相供电,由于临近效应的影响,特别是散热条件变坏,每条母线载流量会下降,载流量如表1.4.2所示。表1.4.2 多条矩形母线载流量1.4.2 母线的施工

1.母线安装前后的工程要求

母线装置安装前,建筑工程应具备下列条件:基础、构架符合电气设备的设计要求;屋顶、楼板施工完毕,不得渗漏;室内地面基层施工完毕,并在墙上标出抹平标高;基础、构架达到允许安装的强度,高层构架的走道板、栏杆、平台齐全牢固;有可能损坏已安装母线装置或安装后不能再进行的装饰工程全部结束;门窗安装完毕,施工用道路通畅;母线装置的预留孔、预埋铁件符合设计要求。

母线装置安装完毕投入运行前,建筑工程应具备下列条件:预埋件、开孔、扩孔等修饰工程完毕;保护性网门、栏杆以及所有与受电部分隔绝的设施齐全;受电后无法进行的和影响运行安全的工作施工完毕;施工设施应拆除且场地应清理干净。母线装置安装用的紧固件,除地脚螺栓外应采用镀锌制品,户外使用的紧固件应用热镀锌制品。

2.母线的搭接和排列要求

接地线宜排列整齐,方向一致。母线与母线,母线与分支线,母线与电器接线端子搭接时,其搭接面的处理应符合如表1.4.3所示的规定。表1.4.3 母线搭接时的处理

封闭母线螺栓固定搭接面应镀银。

当设计无规定时,母线的相序排列应符合下列规定。上、下布置的交流母线,由上到下排列为L、L、L相,直流母线正极在上,负123极在下。水平布置的交流母线,由盘后向盘面排列为L、L、L相,123直流母线正极在后,负极在前。引下线的交流母线由左至右排列为L、1L、L相,直流母线正极在左,负极在右。23

母线涂漆的颜色应符合下列规定。三相交流母线:L相为黄色,1L相为绿色,L相为红色,单相交流母线与引出相的颜色相同。直流23母线:正极为赭色,负极为蓝色。直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线:不接地者为紫色,接地者为紫色带黑色条纹。封闭母线:母线外表面及外壳内表面涂无光泽黑漆,外壳外表面涂浅色漆。

母线刷相色漆要求:室外软母线、封闭母线应在两端和中间适当部位涂相色漆。单片母线的所有面及多片、槽形、管形母线的所有可见面均应涂色漆。钢母线的所有表面应涂防腐相色漆。刷漆应均匀,无起层、皱皮等缺陷,并应整齐一致。母线在下列各处不应刷相色漆:母线的螺栓连接及支持连接处、母线与电器的连接处,以及距所有连接处10mm以内的地方。供携带式接地线连接用的接触面上,不刷漆部分的长度应为母线的宽度或直径,且不应小于50mm,并在其两侧涂以宽度为10mm的黑色标志带。

3.硬母线加工

母线应校正平直,切断面应平整。相同布置的主母线、分支母线、引下线及设备连接线应对称一致,横平竖直,整齐美观。矩形母线应进行冷弯,不得进行热弯。母线起始弯曲点距最近的绝缘子上的母线支持夹板的边缘,应不小于50mm,且不应大于母线两支持点之间距离的四分之一。母线起始弯曲点距母线连接位置不应小于30mm。矩形母线应减少直角弯曲,弯曲处不得有裂纹及显著的折皱。多片母线的弯曲度应一致。

矩形母线采用螺栓固定搭接时,连接处距支柱绝缘子的支持夹板边缘不应小于50mm;上片母线端头与下片母线平弯开始处的距离不小于50mm。母线扭转90°时,其扭转部分的长度应为母线宽度的2.5~5倍。

母线接头螺孔的直径宜大于螺栓直径1mm;钻孔应垂直、不歪斜,螺孔间中心距离的误差应为±0.5mm。母线的接触面加工必须平整、无氧化膜。经加工后其截面积减少值:铜母线不应超过原截面积的3%;铝母线不应超过原截面积的5%。具有镀银层的母线搭接面,不得任意锉磨。

铝合金管母线的加工制作应符合下列要求:切断的管口应平整,且与轴线垂直。管子的坡口应用机械加工,光滑、均匀、无毛刺。母线对接焊口距母线支持器夹板边缘距离不应小于50mm。

4.硬母线安装

硬母线的连接应采用焊接、贯穿螺栓连接或夹板及夹持螺栓搭接;管形和棒形母线应用专用线夹连接,严禁用内螺纹管接头或锡焊连接。母线与母线或母线与电器接线端子的螺栓搭接面加工后必须保持清洁,并涂以电力复合脂。母线平置时,贯穿螺栓应由下往上穿,其余情况下,螺母应置于维护侧,螺栓长度宜露出螺母2~3扣。贯穿螺栓连接的母线两外侧均应有平垫圈,相邻螺栓垫圈间应有3mm以上的净距,螺母侧应装有弹簧垫圈或锁紧螺母。螺栓受力应均匀,不应使电器的接线端子受到额外应力。母线的接触面应连接紧密,连接螺栓应用力矩扳手紧固。

母线固定金具与支柱绝缘子间的固定应平整牢固,不应使其所支持的母线受到额外应力。交流母线的固定金具或其他支持金具不应成闭合磁路。当母线平置时,母线支持夹板的上部压板应与母线保持1~1.5mm的间隙;当母线立置时,上部压板应与母线保持1.5~2mm的间隙。母线在支柱绝缘子上的固定支点,每一段应设置一个,并宜位于全长或两母线伸缩节中点。管形母线安装在滑动支持器上时,支持器的轴座与管母线之间应有1~2mm的间隙。母线固定装置应无棱角和毛刺。

多片矩形母线片间保持与母线厚度相等的间距,多片母线的中间固定架不形成闭合磁路;封闭母线外壳连接紧密,导电部分搭接螺栓的扭紧力矩符合产品要求,外壳的支座及端头固定牢靠,无摇晃现象;采用拉紧装置的车间低压架空母线,拉紧装置固定牢靠,同一挡内各母线弛度相互差不大于10%。母线伸缩节不得有裂纹、断股和折皱现象;其总截面积不应小于母线截面积的1.2倍。母线长度超过300~400m而需换位时,换位不应小于一个循环。槽形母线换位段处可用矩形母线连接,换位段内各相母线的弯曲程度应对称一致。

重型母线的安装在母线与设备连接处宜采用软连接,连接线的截面积不应小于母线截面积。母线的紧固螺栓:铝母线宜用铝合金螺栓,铜母线宜用铜螺栓,紧固螺栓时应用力矩扳手。在运行温度高的场所,母线不应有铜铝过渡接头。

5.硬母线焊接

母线焊接所用的焊条、焊丝的表面应无氧化膜、水分和油污等杂物。铝及铝合金的管形母线、槽形母线、封闭母线及重型母线应采用氩弧焊。焊接前应将母线坡口两侧表面各50mm范围内清刷干净,不得有氧化膜、水分和油污;坡口加工面应无毛刺和飞边。母线对接焊缝的上部应有2~4mm的加强高度;330kV及以上电压的硬母线焊缝应呈圆弧形,不应有毛刺、凹凸不平之处;引下线母线采用搭接焊时,焊缝的长度不应小于母线宽度的两倍;角焊缝的加强高度应为4mm。

焊缝表面不应有凹陷、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷;焊缝应采用X光无损探伤。铝及铝合金母线,其焊接接头的平均最小抗拉强度不得低于原材料的75%。焊缝接头的直流电阻不应大于同截面积、同长度的原金属的电阻值。

母线焊接后接头表面应无肉眼可见的裂纹、凹陷、缺肉、未焊透、气孔、夹渣等缺陷。咬边深度不得超过母线厚度(管形母线为壁厚)的10%,且其总长度不得超过焊缝总长度的20%。

6.绝缘子与穿墙套管

绝缘子与穿墙套管安装前应进行检查,瓷件、法兰应完整无裂纹,胶合处填料完整,结合牢固。安装在同一平面或垂直面上的支柱绝缘子或穿墙套管的顶面,应位于同一平面上。母线直线段其支柱绝缘子的安装中心线应在同一直线上。支柱绝缘子和穿墙套管安装时,其底座或法兰盘不得埋入混凝土或抹灰层内。支柱绝缘子叠装时,中心线应一致,固定应牢固,紧固件应齐全。无底座和顶帽的内胶装式的低压支柱绝缘子与金属固定件的接触面之间应垫以厚度不小于1.5mm的橡胶或石棉纸等缓冲垫圈。

除设计原因外,悬式绝缘子串应与地面垂直,当受条件限制不能满足要求时,可有不超过5°的倾斜角。多串绝缘子并联时,每串所受的张力应均匀。绝缘子串组合时应完整,其穿向应一致,耐张绝缘子串的碗口应向上,绝缘子串的球头挂环、碗头挂板及锁紧销等应互相匹配。弹簧销应有足够弹性,闭口销必须分开,并不得有折断或裂纹,严禁用线材代替。均压环、屏蔽环等保护金具应安装牢固,位置应正确。绝缘子串吊装前应清擦干净。

安装穿墙套管的孔径应比嵌入部分大5mm以上,混凝土安装板的最大厚度不得超过50mm。额定电流在1.5kA及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时,套管周围不应成闭合磁路。穿墙套管垂直安装时,法兰应向上;水平安装时,法兰应在外。600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板(紧固件除外)应采用非磁性材料,其与母线之间应有金属相连,接触应稳固,金属夹板厚度不应小于3mm,当母线为两片及以上时,母线本身间应予固定。充油套管水平安装时,其储油柜及取油样管路应无渗漏,油位指示清晰,注油和取样阀位置应装设于巡回监视侧。

7.工程交接验收进行的检查

工程交接验收时应进行下列检查:所有螺栓、垫圈、闭口销、锁紧销、弹簧垫圈、锁紧螺母等应齐全、可靠;母线配制及安装架设应符合设计规定,且连接正确,螺栓紧固,接触可靠;相间及对地电气距离符合要求;瓷件应完整、清洁;铁件和瓷件胶合处均应完整无损,充油套管应无渗油,油位应正常;油漆完好,相色正确,接地良好。1.4.3 特殊母线安装

1.封闭母线安装

封闭母线不得用裸钢丝绳起吊和绑扎,不得任意堆放及在地面上拖拉,外壳上不得进行其他作业,外壳内和绝缘子必须擦拭干净,外壳内不得有遗留物。橡胶伸缩套和连接头、穿墙处的连接法兰、外壳与底座之间、外壳各连接部位的螺栓应采用力矩扳手紧固,各接合面应密封良好。外壳的相间短路板应位置正确,连接良好,相间支撑板应安装牢固,分段绝缘的外壳应做好绝缘措施。母线焊接应在封闭母线各段全部就位并调整误差合格后进行。呈微正压的封闭母线在安装完毕后检查其密封性应良好。

铝合金管形母线的安装:管形母线应采用多点吊装,不得伤及母线;母线终端应有防晕装置,其表面应光滑、无毛刺或凹凸不平;同相管段轴线应处于一个垂直面上,三相母线管段轴线应互相平行。

2.软母线架设

软母线不得有扭结、松股、断股、其他明显的损伤或严重腐蚀等缺陷;扩径母线不得有明显凹陷和变形。采用的金具应具有质量合格证,规格相符,零件配套齐全。软母线表面应光滑,无裂纹、伤痕、砂眼、锈蚀、滑扣等缺陷,锌层不应剥落。线夹船形压板与导线接触面应光滑平整,悬垂线夹的转动部分应灵活。

软母线与线夹连接应采用液压压接或螺栓连接。软母线和组合导线在挡距内不得有连接接头,并应采用专用线夹在跳线上连接;软母线经螺栓耐张线夹引至设备时不得切断,应成为一整体。放线过程中,导线不得与地面摩擦,并应对导线严格检查,当导线有扭结、断股和明显松股者不得使用。

新型导线应经试放,确定安装方法和制定措施后,方可全面施工。切断导线时,端头应加以绑扎;端面应整齐、无毛刺,并与线股轴线垂直。压接导线前需要切割铝线时,严禁伤及钢芯。当软母线采用钢制各种螺栓型耐张线夹或悬垂线夹连接时,必须缠绕铝包带,其绕向应与外层铝股的旋向一致,两端露出线夹口不应超过10mm,且其端口应回到线夹内压住。

软导线和各种连接线夹连接时,导线及线夹接触面均应清除氧化膜,并用汽油或丙酮清洗,清洗长度不应小于连接长度的1.2倍,导电接触面应涂以电力复合脂。液压压接前应先进行试压。

采用液压钳压接导线时,压接用的钢模必须与被压管配套,液压钳应与钢模匹配。扩径导线与耐张线夹压接时,应用相应的衬料将扩径导线中心的空隙填满。压接时必须保持线夹的正确位置,不得歪斜,相邻两模间重叠不应小于5mm。接续管压接后,其弯曲度不宜大于接续管全长的2%。压接后不应使接续管口附近导线有隆起和松股,接续管表面应光滑、无裂纹。外露钢管的表面及压接管口应刷防锈漆。

使用滑轮放线或紧线对,滑轮的直径不应小于导线直径的16倍;滑轮应转动灵活;轮槽尺寸应与导线匹配。母线弛度应符合下列条件:允许误差为+5%、-2.5%,同一挡距内三相母线的弛度应一致。直线导线的弯曲度不应小于导线外径的30倍。线夹螺栓必须均匀拧紧,紧固U形螺钉时,应使两端均衡,不得歪斜;螺栓长度除可调金具外,宜露出螺母2~3扣。母线跳线和引下线安装后,应呈似悬链状自然下垂。

软母线与电器接线端子连接时,不应使电器接线端子受到超过额定的外加应力。具有可调金具的母线,在导线安装调整完毕之后,必须将可调金具的调节螺母锁紧。组合导线的圆环、固定用线夹以及所使用的各种金具必须齐全,圆环及固定线夹在导线的固定位置应符合设计要求,其距离误差不得超过±3%,安装应牢固,并与导线垂直。[1]① 电缆的敷设见5.2节;电缆的截面积选择要点见4.10.4节。

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