低压配电网TN接地型式及五芯电力电缆PE线选择的讨论.pdf

2 0 0 5年第 1 期 N o . 1 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi re T N接地型式; P E线的选择; 讨论 中图分类号: T M 2 4 7 . 1文献标识码: A文章编号: 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 0 5 ) 0 1 - 0 0 3 6 - 0 3 T N G r o u n d i n g o f L V P o w e r D i s t r i b u t i o n N e t w o r k a n d S e l e c t i o n o f P E W i r e i n 5 - C o r e P o we r C a b l e s J I A N G N a n - p i n g ( F a r E a s t C a b l e W o r k s , Y ix i n g 2 1 4 2 5 7 A b s t r a c t : T h i s p a p e r p r e s e n t s T N g r o u n d i n g o f L V p o w e r d i s t r i b u t i o n n e t w o r k . C h i n a ) I t a l s o d i s c u s s e s t h e c o l o u r c o d e o f P E wi r e i n 5 - c o r e p o w e r c a b l e s , c a l c u l a t i o n o f t h e t h i c k n e s s o f o u t e r s h e a t h a n d s e l e c t i o n o f c o n d u c t o r s i z e o f P E w i r e K e y w o r d s : 5 - c o r e p o w e r c a b l e ; T N g r o u n d i n g ; s e l e c t i o n o f P E w i r e ; d i s c u s s 1 低压配电网T N接地型式的介绍 按照国际电工委员会( I E C ) 和 G B 1 4 0 5 0 一1 9 9 3 《 系统接地的型式及安全技术要求》 的分类方法， 系 统标称电压为2 2 0 / 3 8 0 V的低压配电网和工业装置 中， T N接地型式主要分为两种: 即 T N - C ( 三相四线 制) , T N - S ( 三相五线制) 。 1 . 1 T N - C系统 由于历史原因， 我国过去曾按前苏联低压电气 装置运行规程的规定， 在同一电源供电范围内， 广泛 采用 T N - C系统。在该系统中， 保护接地线和中性 线合一为 P E N线， 它承担着传输回路电流和接地保 护的双重职责。 电气运行实践和理论研究证明， T N - C系统至少 存在以下电气安全问题: ( 1 ) 在P E N干线断线的特殊情况下， 断线点以 后的所有单相设备的金属外壳和所有保护零干线上 的设备， 在接地故障时设备金属外壳会产生 2 2 0 V 的故障电压， 电击死亡的危险很大， 这是不允许的。 ( 2 ) 如 P E N线穿过 R C D ( 简称剩余电流保护 器) ， 因有接地故障电流产生的电磁场在 R C D内互 收稿 日期 : 2 0 0 4 - 0 6 - 1 4 作者简介: 蒋南平( 1 9 6 6 一) ， 男， 江苏宜兴人， 工程师. 作者地址: 江苏宜兴范道远东路a 号「 2 1 4 2 5 7 ] . 相抵消而使 R C D拒绝动作的客观情况存在， 所以在 T N - C系统内不能装设 R C D来达到防电击、 保安全 的目的。 ( 3 )电气维修时需用四极开关来隔断中性线上 可能出现的故障电压。因P E N线兼有 P E线功能而 不允许被开关切断， 所以 T N - C系统内不能装用四 极开关来保证维修人员的安全。 ( 4 ) 在不对称回路中， 因 P E N线中有三相不平 衡电流通过， 由于其导体交流电阻的存在， 势必产生 电压降， 从而使所接设备的金属外壳对地带有电位。 运行实践证明， 此电位会对电子信息设备产生电磁 干扰， 也会在易燃易爆危险场所( 如油库等地方) 产 生打火引爆事故。按 I E C的规定， 易爆场所是不允 许出现P E N线， 以及规定应采用 T N - C系统。另外， 与地面接触的带电设备的金属外壳， 可在土壤中产 生杂散电流， 在一定程度上会腐蚀金属结构和管道， 为此 I E C标准要求应按可能遭受的最高电压加以绝 缘。 由于上述一些不安全因素的存在， 除运行维护 管理水平较高的场合外， 现今 T N - C系统已很少采 用。 1 . 2 T N - S系统 T N - S 系统是由T N - C系统演变而来。将 P E N线 的两个作用分开， 即一根线作 N线( 中性线 n e u t r a l c o n d u c t o r ) ， 承担传输回路电流的作用; 另一根线专 万方数据 2 0 0 5 年第 1 期 No. 1 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e G B 5 0 3 0 3 一 2 0 0 2 《 建筑 电气工程施工质量验收规范》 标准中第巧. 2 . 2 条规 定: “ 当采用多相供电时， 同一建筑物、 构筑物的保护 线绝缘颜色应是黄绿相间; 零线用淡蓝色; 相线中A 相为黄色、 B 相为绿色、 C 相为红色。G B 7 2 5 1 一1 9 9 7 《 低压成套开关设备和控制设备》 标准也有类似强制 性规定: 保护线( P E线) 绝缘颜色必须采用黄/ 绿双 色标志。因此， 保护线( P E ) 绝缘颜色是否采用黄/ 绿 双色标志， 是客户( 包括施工、 监理单位、 业主) 工程 验收低压五芯电力电缆时必查基本项目之一， 也是 质监部门市场抽查该类产品时重点检查的基本内容 之一 。 但遗憾的是， 现行 G B / T 1 2 7 0 6 . 1 一 2 0 0 2 《 额定电 压 1 k V和3 k V挤包绝缘电力电缆及附件》 仅明确 规定了 1 k V电缆最多芯数为( 3 +1 ) 芯或 4 等芯， 即 未能将 1 k V五芯电力电缆列人该标准中。 为了满足与 日俱增的市场的需求， 各线缆制造 企业均参照 G B / T 1 2 7 0 6 一 2 0 0 2 及相关标准， 结合企 业自身实际， 编制了 1 k V五芯电力电缆企业标准， 并经当地质量技术监督部门备案， 以此作为该类产 品制造、 试验及交货验收的依据。据深入了解， 线缆 行业内相当一部分企业还是根据传统做法， 采用黑 色作为第五芯保护接地线( P E线) 绝缘颜色的标志。 笔者分析认为， 这一方面是厂家自 认为 1 k V电力电 缆绝缘颜色的标志问题不影响产品的电气使用性 能; 另一方面是为了降低生产成本( 黄/ 绿双色绝缘 线芯的生产成本比同类型同规格单色线芯的生产成 本高 1 %一2 %) 、 加快交货进度( 据机台操作员反 映， 此举可提高工效 2 0 %以上) ， 以此来进一步提升 企业产品在市场上的竞争优势; 第三方面是基于现 行电力电缆产品相关标准中， 尚无法找到 1 k V五芯 电力电缆中第五芯保护线( P E线) 绝缘颜色的标志 应为绿/ 黄双色的明确规定。 事实上， 第五芯保护线( P E线) 的绝缘颜色的标 志应为黄/ 绿双色的理由， 不仅有国家建设工程电气 设计及施工验收的有关标准( 如 G B 5 0 3 0 3 一 2 0 0 2 , G B 7 2 5 1 一 1 9 9 7 等) ， 还有电线电缆制造用的基础标 准， 例如G B 6 9 9 5 . 4 一 1 9 8 6 (( 电气装备电线电缆绝缘线 芯识别标志》 中第3 . 1 条“ 电缆中接地线芯或类似保 护目的用线芯， 都必须采用绿/ 黄组合颜色的识别标 志” 的规定。但该条款适用于电气装备用电线电缆。 万方数据 2 0 0 5年第 1 期 No. 1 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t ri c Wi r e& C a b l e 2 0 0 5年 2月 F e b . , 2 0 0 5 1 k V五芯电力电缆中第五芯保护接地线( P E 线) 绝缘颜色若采用黄/ 绿双色来标志的话， 按 G B 6 9 9 5 . 4 一 1 9 8 6 标准第3 . 4 条要求“ 在有绿1 黄组合 颜色线芯的缆芯中， 应尽量避免采用黄色或绿色作 为其它线芯的识别颜色” ， 则三根主线芯颜色除了红 色外， 其他两根主线芯应尽量避免使用黄、 绿颜色来 标志。这与五芯电缆绝缘线芯颜色要求使用红、 黄、 绿、 兰、 绿/ 黄组合是不相符的。 2 . 2 关于五芯电力电缆外护套标称厚度的选择 由于五芯电缆为非标产品， 因此行业中普遍参 照G B / T 1 2 7 0 6 一 2 0 0 2 标准， 采用假定直径法来计算 和确定其外护套标称厚度。外护套标称厚度的计算 公式为2 . 7 x ( 3 D , + 2 D , ) / 5 ( 3 + 2 结构) , 2 . 7 x ( 4 D , + D , ) / 5 ( 4 + 1 结构) 或2 . 7 D , ( 5 芯等截面) 。式中， 乌 为主线芯直径， D : 为小截面线芯直径。即不能套用 ( 3 + 1 ) 芯电缆护套标称厚度的计算公式。另参照 G B / T 1 2 7 0 6 一 2 0 0 2 标准的规定， 五芯电力电缆外护套 平均厚度可不作考核， 但电缆护套上任一处最小厚 度应不小于标称值的8 0 %一 0 . 2 m m , 2 . 3 关于五芯电力电缆中P E线导体截面的选择 有些客户未能认识到 P E线截面选用应满足短 路热稳定性的基本要求， 以致时常出现因 P E线导 体截面选用偏小， 给电缆安全使用带来运行隐患的 事件。建议按标准 G B 7 2 5 1 一1 9 9 7 来选择 P E线的导 体截面积， 见表 1 0 表1 保护线( P E线) 导体截面积 《 单位: m m = ) ( 2 ) 线缆制造厂在投标前或签订合同前应加强 与客户的技术沟通与交流， 切实加强对招( 投) 标书、 合同技术协议条款的评审工作， 明确是否响应标书、 合同技术协议条款。 ( 3 ) 在客户认可的情况下， 线缆制造厂可以按 P E线绝缘颜色为黑色供货。但对重点客户和出口 所供的低压五芯电力电缆， 应确保第五芯 P E线的 绝缘颜色的标志为绿/ 黄双色。 相线的截面积 S 相应保护线的最小截面积 一‘ ~， 闷 一一. 一~ 一一 . 一. 一 一-一-~ 一 一一 一 一一 S ,1 6 S 1 6 < S蛋 丈犷 3 5<S蕊4 0 0 4 0 08 0 0 3 几点建议 ( 1 ) 建议客户对 1 k V五芯电力电缆的采购提 出明确的具体的书面技术订货要求。 4 结束语 综上所述， 由于T N - S 供电系统在保障供电可靠 性、 保障电气安全等方面比T N - C供电系统有着明 显的优点， 这决定了1 k V五芯电力电缆成为低压供 电的重要产品之一。相信 1 k V五芯电力电缆的使 用需求量将会越来越大。 本文反映的若干问题， 估计短时间内还会存在。 市场经济正呼唤着电缆产品制造标准与电气装置设 计、 验收规范的协调配合和臻于完善。建议电线电 缆标准化委员会根据 I E C 6 0 2 2 7 , G B 5 0 3 0 3 一2 0 0 2 , G B 7 2 5 1 一 1 9 9 7 等相关标准， 结合国情实际情况适时 对G B / T 1 2 7 0 6 一 2 0 0 2 , G B 6 9 9 5 一 1 9 8 6 标准中的相关条 款加以修订和补充， 建议将低压五芯电力电缆产品 列人国际标准， 以满足经济建设的需要， 以及国际贸 易和经济技术合作的顺利进行。 参考文献: [ t ] 吴长顺. 关于电线电缆绝缘线芯分色问题的讨论【 N l . 电线电 缆报， 2 0 0 3 - 1 1 - 7 . 【 幻王厚余. 低压电气装置的设计、 安装和检验[ M ] . 北京: 中国电 力出版杜, 2 0 0 3 . [ 3 ] 朱宝宗. 关于1 k V级五芯电力电缆开发的意见【 i l . 电线电缆， 2 0 0 0 , ( 6 ) : 2 1 - 2 4 . [ 4 〕 王春江主编 电线电缆手册( 第 2 版第 1 册) [ M l . 北京: 机械工 业出版社， 2 0 0 1 . [ 5 1 G B 6 9 9 5 - 1 9 8 6 ， 电线电缆识别标志方法〔 S ] . [ 6 1 G B / T 1 2 7 0 6 . 1 - 2 0 0 2 , 额定电压1 k V和3 k V挤包绝缘电力电缆 及附件〔 S ] . 飞至了.止了:泣了.工了:主了 和 ，境 命环 生然 的自 上好 球护 地保 了请 为 丈了..直下。.五了。.五了。.立了 又 + _ 朴+ 一 + _ 朴+ _ 和干一如朴+ _ 如十、和和朴一+一 十、+ 叫 卜 . 州 卜 叫 卜 “ ~ 卜 “ 叫 卜 . 州 卜 . 日 卜 一卜 “ 叫 卜 创 州 卜 . 叫 卜 . 叫 卜 翻 叫 卜 .’ 州 卜 . 州 卜 一 叫 卜 . 叫 卜 洲 3 8 万方数据