带有地线的电力电缆.pdf

1 9 9 9年第 5期 NO．5 1 9 99 电 线 电 缆 F ．． 1 e c t r [ c W i r e＆ ( _ h l e 1 9 9 9年 1 0月 ( ) ct ．， 1 999 2 2 带有地线 的电力 电缆 陈善 同 、 ] I 1 ( 成 都三 电股份 有 限公 司 四川 成都 6 1 0 0 5 1 ) 。 摘 要 ： 本 文舟 绍 了带有地 线 的 电力 电缆 的 由来厦 其发 展 的过程 ， 对如 何 选择 地 线 的截 面作 了 较 详 细论述 ， 井展 望 交产 品 的发 展 方 向。 关超词 ： 带有地线的l 电力电缆； 结构； 地线截面； 选择 ； 展 望 中图分 类号 ： TM 2 4 7 ． 1 文献 标识 码 ： A 本 文 所要 评 述 的 “ 带 有 地 线 的 电力 电 缆 ” ， 是指在无铠装层 ( 钢丝 、 钢带铠装 ) ； 无 金 属 屏蔽 层 ( 铜 丝 、 铜 带 ) ； 无铝、 铅金属套 的 电 力 电缆 中 ． 包含有 一根用作保护接 地 的导体 ， 这 种 导 体 的英 文 名 为 Gr o u n d i n g C o n d u c — t o t s ， 简 称为地线 。在 传统的 电缆结构中 ， 某 些 构件 ( 铠装 、 屏蔽 、 金属套等 ) 在一定 的条件 下 ， 虽然也有地线 的功能 ， 但不属于本文讨论 的范 围 1 市场情况 众所周知 ， 在我 国现行 的力缆标 准 中， 设 有这样 的产 品。 就 国际而言 ， 从我们接触 到的 资 料 中 ， Gr o u n d i n g C o n d u c t o r s这 个 词作 为 电缆 构件 之一 出现在 电缆标 准 中 的时 问是 1 9 9 1 年 ： 美 国 UL 标准 ， UL 一 1 2 7 7电力 和控 制 托架 电缆 ( El e c t r i c a l P o we r An d C o n t r o l Tr a y C a b l e s ) 第 二版 ( 1 9 8 9年 3月版 ) ， 并在 1 9 9 1 年 l 1 月 的修 订 中 ， 在 电缆 结 构一 章 内 ， 掷 墨 列 入 了接 地 导 体 ( Gr o u n d i n g C o n d u c t o r s ) 一 节 ， 分 6个 问题 及 3个 表 ， 对 接地 导 体 的材 料 、 截面 ， 结构 、 标 志等 作 了详细规定 。 紧 随 其 后 ． 以 美 国 的 南 方 电 线 公 司 ( S o u t h Wi r e C O． ) 和通用 电缆公 司( Ge n e r a l C a b l e C O． ) 为代 表 的 电力 电缆 生 产 厂家 于 1 9 9 2年 推 出 了 “ TC 型 带 有 地 线 的 电 力 电 缆 ” ——“Ty p e TC Po we r Ca b l e W i t h Gr o u n d ” ， TC是托架 电缆 ( Tr a y Ca h i e ) 的缩 写 该类型 电缆 由于敷设 在托架 ( 盘) 上 ， 无需 铠装 ， 无需 金属屏蔽层及 金属外护套 ， 其使用 电压为 6 0 0 V。 导体材料全 部是铜 ， 绝 缘材料 有 X L P E和 P vc／ NYL ON 两种 ， 电缆 工 作 温度 9 0 。 C。电缆有三芯带地线 和四芯带地线 两个系列 ， 导 电线 芯 的几何形状 和不带地 线 的电缆一样 ， 全是圆形 。 多芯 电力 电缆不采用 扇 形 是 美 国 电缆 一 大 特 色 ， 其 规 格 范 围 从 8 AwG( 8 ． 3 6 7 mm。 ) 到 1 0 0 0 k c mi l ( 千 圆 密 耳 ) ， 1 0 0 0 k c mi l =5 0 7 F i l m 。 收稿 日期 ： 1 9 9 9 3 — 2 5 作 者 简介 ： 陈 善 同 ( 1 9 3 6 一) ， 男 ， 湖北 省 天 门县 人 ， 高 级工 程师 ， 原三 电公 司塑料 电缆 厂 总工 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯● ● 4结束 语 经过半 年多 的试 验 总结 ， 证明修 改后 的 工艺措施 应用 于生产 中后 ， 因成缆 弯曲 变形 带来 的一 系列质量 问题得 到圆满解决 。铝芯 扇形 电力 电缆外径 圆整 ， 弯曲性能好 ， 敷 设方 便。 由此体 会到生产制造 工艺 必须与生产实 践 相联 系 ， 才能真正解 决生产 中的实际问题 。 参考文献 [ 1 J上海交通 太 学 电力 电缆制遭 工艺 M] ． 1 9 8 4 [ 2 J蘸 采国 、 束 中柱． 橡 塑绝缘 电线 电缆生 产[ M] 1 9 9 4 、 ， ／ 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 9 ,q年第 5期 N o． 5 1 999 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e＆ Ca b【 c 就 国内情况 而言 ． 虽然没有 带 有地 线的 电力电缆” 的名称 出现 ． 但 以“ 五芯电缆 ” 命名 的产 品出现至今 已近 l 0年 。 五芯 电缆 实质 上 就是带有地线 的四芯电力 电缆 8 0年代末 四 川 电缆 厂生产 的第一根 五芯 电缆 ． 用于成 都 新 体育馆 工程 ， 规格是 4 l 8 j mm +l9 5 mm： 这 些年来 虽然批量不 是很 大 ， 但几乎 每年均 有五芯 电缆 的生产合 同 市场 的需 要 ． 导 至 了一 项 实 用 新 型专 利 的涎 生 。四 J f I 电缆 厂于 1 9 9 1年 l 1月 申请 了专 利 ： 《 一种 瓦形 截 面 导 电 线 芯 的 多 芯 电 缆 》 ， 国 家 专 利 局 于 1 9 9 2 年5 月 发 布 申 请 公 告 ( 公 告 号 C N2 1 0 3 8 5 3 U ) ， 同 年 8月 ， 由 国 家 专 利 局 颁 布 了第 8 5 8 9 3号决定 书 ， 授 予 四川 电缆 厂拥 有该实用新型 的专利权 。在公告 中明确指 出 了该专利 的特征 t 《 其特征是径 向分布 的各个 导 电线 芯分别 为瓦形截面 导 电线 芯 ． 正是这 种 裁面形状 的导 电线芯 使得径 向分布 的各个 这种 线芯 组合后 ， 电缆 中心部位 可 以置 放其 他电缆构件 的圆形截面 空问 》 为 了适 应 五芯 电缆 的 出现 ， 四川 电缆 厂 曾于 1 9 9 4年编制 和发布 了相应 的企业 标准 ( Q／ CS DB7 1 5 —9 4 ) 在标 准 中首次 与 中性 线 芯 并列 引入 了“ 地线线 芯 ” 这个 名词 ， 对地 线线芯 的结构 、 色标作 了规定 。在此期间 ， 国 内许 多 电缆 厂也和 四川 电缆 厂一样 ． 承接 了 不 少 的五芯 电缆的生产任 务 ， 在《 电线 电缆 》 杂 志和各 地区 的情 报刊物 上 ， 有关探讨 五芯 电缆结构设计 的文章也时有所见 。 带 地 线 的三 芯 电缆 国内情 况 又 是 如何 呢?从字 面上看 ， 好像设有 出现这样 的产品 ． 但 仔细分析 一下生 产记录 ． 可 以认为带 地线 的三芯 电缆 国内已在生产 ， 已有用户 ， 例如 在 我厂近年来承接的生产合同 中， 常有一些 “ 非 标 准” 的 四芯 电缆生产 合 同， 在 l 9 9 8年 6月 的生 产计划 中 ． 就 有这样 一些 非标 准 的四芯 电缆 ： ( 1 )3 9 5 +l 2 5 mm ( 标 准 产 品 应 是 3 9 5— 1 5 0 mm )： I 9 9 g年 1 0月 Oc t 1 999 ( 2 )： { x 9 5 + l 3 5 I I ~ F [ I ： ( 标 准 产 应 是 ： 3 9 5+ l 50m m )： ( 3 )： { 7 0 +l 2 5 mm ( 标 准 产 晶 应 是 ： 3 70+ l 35 n l F l -~ ) ( d )： { 5 0 — 1 l 6 mn 1 ( 标 准 产 品 直 是 ： 3 5 0一 l 25 m m )： f 5 )3 1 8 5 + l 7 O mm ( 标 准 产 品 应 是 ： 3 1 8 5 + l 9 5 mm： ) 这些 非标 准 产 品的 共 同特 点 是第 四芯 ( 中性线芯 ) 截面小于标准的规定 。由于销售 人 员在签 订合 同时 ， 没有 向用户询 问订 购该 产品的用途 ， 但可 以推 断 ， 用户将该产品的第 四 芯 不 是 用 作 三 相 四线 制 系 统 中的 中性 线 ． 极有 可能是作 地线 使用。因为如作 中性线使 用 ． 是既 违 反 标 准 又 不 合 潮 流 。电缆 标 准 GB1 2 7 0 6 ． 1 — 9 1公 布 近 l O年 了 ， 设 计 人 员 不 可能不 知道或公 然 违反 ； 说 不合潮 流是 指 四芯电缆 中的三大 一小 正在被 四等芯取 代。 在 GB 5 0 0 j 4 — 9 5 { 低压 配 电 设计 规 程 》 中 ， 第 2 ． 2 ． 7条 ： “ 以气体放 电灯为 主要 负荷 的回路 中， 中性 线截 面不 应小 于相 线截 面” 。当我们 环 顾 四 周 ， 不 论 是 室 内 外 的 公 共 场 所 ， 还 是 工 、 商 业 建 筑 ， 乃 至 生 活 居 室 到处 都 可 看 到气体放 电灯 ， 难 怪在 我们承 接的订货 中四 等芯电缆 越来 越多 ， 三大～小越来越少 ． 在 美 国等发达 国家 中 ， 几 乎全是 四等芯 电缆 。因 此 ， 作者 认为 出现在 我国的这些 非标准 的四 芯电缆 就是 国际上 的带地 线的三芯电缆 。 从 以上分析 ， 可 以看 出． 在经 济 日益全球 化的今 天 ， 我 国的 电缆 工业及 其市场基 本上 和 国际 上同步 ， 例 如 9 O年代 初 国际上 出现 了 带有地线 的电力 电缆 ， 我们 国 内出现 了“ 五芯 电缆 ” 和“ 非标 准 四芯 电缆” ， 两 者名称 不 同， 但本质 为一 只是我们 的生产是“ 各 自为政 ” ， 没有统一 的标 准。 在上述引用 的事例 中， 同样 的电缆 标称截 面为 3 9 5 mm ． 甲用户 要求 第 四芯 为 2 5 mm。 ， 乙用户要求 为 3 5 mm ， 这 样 状况 的弊端是 不言 而喻的 ． 这就是 本 厂最 近编制和发 布《 带有 地线 的 电力 电缆 ≥ 企业标 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 9 9年 第 5期 No．5 1 9gq 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e& Ca h i e 准 的背景 ， 这也标 志着 市场呼 唤我 国的带有 地线 的电力 电缆标准及早 问世 。 2 地 线截 面 的选 择 在 原 有 的各 种 规 格 的 电 缆 中 加 一 根 地 线 ， 首先碰到 的问题是地 线截 面如何选择 ? 这 些 年来 ， 从我厂的经历看 ， 地线截 面的选择权 在用户手里 ， 由于没有 统一 的标 准 ， 所 以用户 的选 择也 就不尽一致 。 就五芯电缆而 言 ， 归纳 起来 ， 有 三 种 情 况 ： ( 1 )地线 截面 等于导 电线 芯标 称截 面 ． 如 1 9 9 8年 6月我 厂 就生 产过 4 1 8 5 + 1 1 85m m 。 ( 2 )地 线截 面等 于 GB 1 2 7 0 6 1 —9 1中 第 6 ． 4节规定 的不等截面 四芯 电缆 中的第 四 芯截面 ， 即地线截面等于中性 线截 面 。 ( 3 )地线截面符合表 1规定 ： 表1( mmz ) 导 电线甚标 称截 面 S 地线截 面 s S 一 S S ‘ = 1 6 S =S／ 2 洼 ： 当采用此 表若得 出非标 准截面 时 ． 应 选用 与之最 接 近 的标 准截 面导体 要说明 的是 ， 表 1来源于 8 0年代英国的 布 线 规 程 ( I E EE W i r i n g Re g u l a t i o n 5 4 3 2 ， 5 4 3 — 3 t a b l e 1 ) ， 在 1 9 9 4年本厂编制五芯 电缆 企业标准时 ， 参见 表 1规定 了地线截面 。 当时 GB J 5 4 —8 3正在修 订 ， 在修订稿 中也参见了 表 1的 规 定 ， 1 9 9 6年 6月 后 ， GB J 5 4 — 8 3被 GB 5 0 0 5 4 —9 5 《 低压配 电设计规 范》 所取代 ， 在 这现 行 标准 中， 第 2 ． 2 ． 9条 ， 表 2 _ 2 — 9 P E 线虽小截面也继续参见 了表 1的规定 。 至于三芯带地( 即非标准 四芯 电缆 ) 的地 线截 面更 无规范可循 ， 完全取决 于用户 。 面对上述状况 ， 如何规 范地 线截 面? 在制 订我 国的电线 电缆标 准过 程 中 ， 提 出“ 向 国际 标准 靠拢” 的 口号 恐怕 有 2 0年 以 上 的历史了 ， 现行 的电线 电缆标准 ． 众所周知 1 9 9 9年 1 O月 ( -) et ， 19 99 是 参照 I E C 的标 准制定 的 ， 限于作者孤 陋寡 闻， 不 了解 I EC是 否 有 带有 地线 的 电力 电 缆 ” 这一类 的产品标准? 能找 到的参考标准就 是 UI 标 准 ( UL一 1 2 7 7 ) 以 及 美 国公 司 根 据 UL—l 2 7 7等标准制定 的企业标准 。 现将 uL 一 1 2 7 7中的有关内容摘译介绍如下 UL一1 2 7 7是 一 个综 合 性 的基 础 标 准 ， 不是具 体地某 一种 特定产 品的标 准 ， 按 电缆 的工作温度 9 O 。 c， 7 5 。 C， 6 0 。 C等分列 3个表 ． 并规 定 了不 同的地线截 面 ； 每个表 中依导 体 材料 的不 同 ， 又分铜 和铝及铜包铝 两类 ， 为了 节 省 篇 幅 和便 于 读 者 阅 读 ， 这 里 只介 绍 9 0 。 c、 铜导 体 的有 关 规 定 ， 单位 已 由美 国线 规 AWG换算成公制 ( 表 2 ) 。 表2( ram ) 最 大导电线 芯截 面 允许 的最小地 线截面 地线截 面和导 电线芯 同( 略) 5 26 8 3 fi 7 1 3 3 21 ． 2 5 3 3 42 前面 提到的美 国南方 电线公 司 ， 通 用 电 缆公 司推 出的 TC型带有地线 的电力 电缆就 是基 于表 2规定 的地线截 面 鉴于 UL标准 的权 威性 已为 国际产业界 公认 ， 在我 国 的带 有地线 的 电力 电缆标准 尚 未 问世 之际 ， 参照 UL标准 制定带 有地线 的 电力电缆 的企业标准应该说是适 宜 的。这 将 有刹 于 和国际市场接 轨 ， 有 利 于参与 国际市 场的竞争 。 3展 望 3 ． 1 带 有 地 线 的 电力 电缆 结构 型式 地线 截 面确 定之后 ． 即可进行 带有地 线 的 电力 电缆结构设计 了。 自五芯 电缆—— 带 有地线 的四芯电缆在 中国电缆市 场出现后 ， 各厂都 根据 各 自的具 体情 况 ， 设计 制造 了不 s 3 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 9 9年第 5期 N o S 1 900 电 线 电 缆 【 I c 0 ： t i c W I r l l 8 t ’ J _ 】 同结 构 类 型 的 五芯 电缆 ， 都 在 总 结 经 验 ． 探 索 种 最 佳 的结 构 模 式 。 所 谓 “ 最 佳 ” ． 无 非 就 是 在保 证质量 ( 电缆 的使 用性 能 ) 的 前提下 ． 制 造 时 省工 省料 ． 安 装 时 施 工 方 便 展 望 将 来 ． 带 有 地 线 的 电 力 电 缆 占 主 导 地 位 的 结 构 模 式 ． 恐 怕 将 是 以 圆 形 导 体 和 以 瓦形 导 体 为 基 础 的 两 种 结 构 模式 。 前者 勿需 另 行 赘 述 ． 后 者 如 图 1 ～ 图 3所 示 幽 0 l 护 套2 绕 包 带3地 线 4 绝 缘 瓦形 截 面导体 写 到这里 ． 顺便谈谈“ 瓦形” 、 弓形 ” 名称 之争 这虽非本质 问题 ， 但作者愿意介绍一下 1 9 9 1年 所 申请 专 利 时 定 名 为 “ 瓦 形 ”的 理 由 。本人设计 的截面形状 ， 从像形 角度看 ， 称 之为“ 弓形 ” 、 “ 扇形 ” 等都可 以 但 翻开我 国的 电 缆 文 献 、 著 作 ． 这 两个 名 字 并 不 陌 生 ， 如 电 2 缆 行 一 _ l ， 公 认的 权 威 著 作 故 的 两安 交 通 大 学 刘 子玉 教 授 编 的 两安 交 大 教 材 g 电 气 绝 缘 结 构 设 计 原 理 》 书 中 ， 多 次 提 到 “ j形 ” 这 个 名 词 ． 于“ 扇 形 ” 刚 的 更普 遍 、 额 繁 面 对 这 种 状 况 ． 给它 取个新 名 称 不 是 更 好 吗 ? 3 ． 2 带有 地 线 的 电 力 电缆 的 市场 前 景 展 望 二 带 地 电缆 的 市 场 ： 单 相 三 线 制 线 路 和 系 统 。 和人 们 生 活 启 息 相 关 的居 室 内 布线 、 办公搴 内的布线都在用 单相三线制取代过 去 的 单相 l丽线 制 即 用 “ 工 作 零 线 ( 中性 线 ) 和 保 护零线 ( 地 线 ) 分开 ” 代 替过去 惯用 的工 作零 线和保护零线共用一根导线 。 三芯 带 地 电缆 ， 主 要 用 于 电 动 机 及 其 他 用 电 漫备 的 电源 引 入 线 。现 在 的 电动 机 大 多 是三角形接法 ， 用三根相 线供 给电源 ． 而用作 保护接地 的地线 ， 须另找一根导线 连接 。 这种 工作方式就决定 了一 台电动机 的保护接地质 量会 因单位 、 因人而异 。 用三芯带有地线 电缆 作电源线将会 有 利于改变 这种状 况 ． 有利 于 提 高用 电设 备接地 保护 的可靠性 ． 也 给安装 施 工带来很大方便 四芯带地 电缆 的市场 —— 三相 五线制 系 统 ， 也 就是 国际 电工委 员会 推 荐的 TN— s系 统 和 T、 c s系统 ，这两种系统越来越广泛 用 于低 压 配 电 回路 。 伴 随着经 济 的发 展 ， 人 民生 活水 平 的提 高 ． 对用 电安全的要求越来越严格 ， 这就 为带 有 地线 的是 电力 电缆提供 了广阔的市场 。 参考文献 r i ]U I ，l 27 7．El e c T r i c a l P owe ~ An d Con t r o l Tr ay ( ’ a — b ] 2 ]美国 S o u t h wi r e CO 6 0 0 v o h T y p e T C P e we r Ca b k wi t h( ； r o u n d L zj ． C o p y r i g h t 1 9 9 2 ： 3 ] ( B l 2 7 0 6 ． 1 ～3 —9 1 ， 额 定 电压 3 5 k V l骚 下铜 芯铝 芯塑料 绝缘 电力电缆 [ s - 4 ： GB 5 0 0 5 4 —9 5 ． 慨压 配 电设 计规 范 i s ] 5 四 川 电 缆 厂． 种 瓦 形 截 面 导 电 线 芯 的 多 芯 电缆 [ P1 中国专利 ： 8 5 8 9 3 ． i 9 9 2 0 s 2 6 ． [ 6 ]成都 j电公 司企业 标准 Q／ CS D B 7 1 5 9 4 额定 电压 n 5 ‘ 1 k v 建筑用 塑料绝缘 配 电电境 [ s： 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载