建筑施工现场临时用电供电线路的设计.docx
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建筑施工现场临时用电供电线路的设计
建筑施工现场临时用电供电线路的设计
3.1 临时用电低压线路接线方式和结构
3.1.1 概述
电力线路是电力系统的重要组成部分,担负着输送和分配电能的重要任务。
电力线路按电压高低分,有高压线路——1kV以上的线路和低压线路——1kV及以下的线路。
按结构型式分,有架空线路、电缆线路和户内配电线路等。
这里介绍建筑施工临时用电低压线路的接线方式。
3.1.2 低压临时用电的供电接线方式
低压临时用电的供电接线方式有放射式、树干式、混合式和环型式等。
3.1.2.1 放射式接线
下图是低压放射式接线。
放射式接线的特点是:
其引出线发生故障时互不影响,供电的可靠性高;但在一般情况下,其有色金属消耗量大,采用的开关设备也较多。
这种接线方式多用于供电可靠性要求高的场合,特别是大型设备供电,如:
大型水泵、搅拌机组、卷扬机等。
3.1.2.2 树干式接线
下图是低压树干式接线。
树干式接线正好与放射式相反,一般情况下,它采用的开关设备较少,有色金属消耗量也较少;但干线发生故障时影响范围大,所以供电的可靠性差。
树干式接线用于容量小且分布均匀的用电设备。
3.1.2.3 混合式接线
低压混合式接线既有放射式也有树干式。
它结合了两者优点,在临时用电接线方式中较常见。
3.1.2.4 环型式接线
环型式接线是指若干变压器低压侧通过联络线接成环状的配电线路。
其主要优点是任一段线路发生故障时均不会造成供电中断,供电可靠性高,并且可使电压损耗和电能损耗减少。
其缺点是继电保护装置的整定、配合较复杂。
3.1.3 临时用电供电线路的结构
电力线路从结构上分,有架空线路和电缆线路。
由于架空线路与电缆线路相比有较多的优点,如成本低,投资少,安装容易,维护和检修方便,易于发现和排除故障,所以架空线路在建筑施工现场临时用电中广泛采用。
电缆线路与架空线路相比,虽然具有成本高,投资大,维修不便等缺点,但它具有运行可靠、不易受外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点,特别是在有腐蚀性的气体和易燃、易爆的场所,不宜架设架空线路时,只有敷设电缆线路。
3.2 导线和电缆
3.2.1 绝缘导线的种类及特点
建筑施工现场临时用电常用的绝缘导线有:
BV、BLV、BX、BLX、BXF、BLXF、BVR、BV-105等。
其中B代表的是绝缘线、L代表铝线、没有L则代表的是铜线、V代表的是塑料绝缘、X代表的是橡皮绝缘、R代表软线、XF代表氯丁橡胶。
建筑施工现场临时用电架空线路必须采用绝缘导线。
塑料绝缘的导线BV、BLV其绝缘层大多采用聚氯乙烯,其电气性能优良,耐酸耐碱,对化学物品亦较稳定,且有耐电晕、不延燃、成本低、加工方便等优点。
橡皮绝缘导线BX、BLX、BXF、BLXF其绝缘材料大多采用橡胶、氯丁橡胶,具有很多特殊性能,如耐日光、耐臭氧、耐大气老化、耐油、耐磨、阻燃、耐酸碱以及优良的密封性,因此广泛用于户外。
其缺点是耐寒性较差,密度较大,用量相对较多。
3.2.1.1 橡皮绝缘导线
橡皮绝缘导线的结构为线芯外先包一层橡皮作绝缘层,再包一层棉纱或玻璃丝编织层作保护层。
交流电压在250V以下的橡皮绝缘导线只能用于照明线路。
常用的低压绝缘导线的型号和主要用途见表3-1。
橡皮绝缘导线的型号和主要用途 表3-1
型号
名称
主要用途
BX
铜芯橡皮线
供干燥和潮湿场所固定敷用,用于交流250V或500V的电路中
BXR
橡皮软线
供安装于干燥和潮湿场所,联接电器设备的移动部分,交流额定电压为500V
BLX
铝芯橡皮线
与BX型电线相同
3.2.1.2 塑料绝缘导线
这种导线用聚氯乙烯作绝缘包层,又称塑料线。
常用塑料线的型号和主要用途见表3-2。
塑料线的型号和主要用途 表3-2
型号
名称
主要用途
BLV(BV)
铝(铜)芯塑料线
交流电压500V以下,室内固定敷设用
BLVV
(BVV)
铝(铜)芯塑料护套线
交流电压500V以下,室内固定敷设用
BVR
铜芯塑料软线
要求电线比较柔软的场所敷设用
3.2.2 电缆的种类及特点
电力电缆都是由缆芯、绝缘层和保护层组成。
根据缆芯的线数分,有单芯、双芯、三芯、四芯、五芯。
按绝缘材料分,有油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶绝缘电缆。
常用电缆的产品型号,采用汉语拼音和阿拉伯数字组成。
其代表符号和含意如表3-3所示。
电缆型号字母意义 表3-3
□
□
用途
绝缘
导线材料
内护层
特性
外护层
电力电缆:
省略
控制电缆:
K
移动电缆:
Y
交联聚乙烯:
YJ
纸绝缘:
Z
橡皮绝缘:
X
塑料绝缘:
V
铜芯:
T或省略
铝芯:
L
橡套:
H
铅包:
Q
铝包:
L
塑套:
V
贫油式:
P
不滴流:
D
分相铅包:
F
重型:
C
1:
麻皮
2:
钢带铠装
20:
裸钢带铠装
3:
细钢丝铠装
30:
裸钢丝铠装
5:
粗钢丝铠装
11:
防腐保护
12:
钢带铠装有防护
120:
裸钢带铠装有防护
3.2.2.1 塑料绝缘电缆
对于施工现场临时用电来说,适宜的电缆有:
VV、ZR-VV、VLV、ZR-VLV,这些电缆全称是聚氯乙烯绝缘护套电力电缆,其中ZR是阻燃型。
特点是绝缘性能好,具有一定的机械强度,制作简单,敷设、安装、维修、连接容易,已逐步取代油浸纸绝缘电缆。
3.2.2.2 通用橡套电缆(Y系列橡套电缆)
该系列电缆适用于作为各种电气设备、电动工具和日用电器的电源线。
根据电缆所承受的机械外力分为轻、中、重三种型式,绝缘层采用性能优良的一级橡皮,一般用天然丁苯橡皮护套,户外型产品采用氯丁橡皮护套。
轻型橡套电缆YQ、YQW具有极好的柔软性,利于不定向多次弯曲,电缆一般不直接承受机械外力,连接交流电压250V及以下轻型移动电气设备,标称截面有0.30、0.50、0.75mm2三种,只有二芯和三芯两种。
中型橡套电缆YZ、YZW能受一般的外力,具有足够的柔软性,以便移动弯曲,连接交流电压500V及以下各种移动电气设备,标称截面有0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0mm2三种,有二芯、三芯和四芯三种。
重型橡套电缆YC、YCW具有能承受较大的机械外力和自身拖曳力的能力,护套具有高弹性和高强度,宜于做交流电压500V及以下各种移动设备的电源线,标称截面为10-185mm2,有一芯、二芯、三芯、四芯和五芯五种(W是指户外型,具有耐气候和一定的耐油性能)。
3.2.2.3 YH系列电焊机用电缆
这种系列电缆专供一般环境中使用的电焊机二次侧接线及连接电焊钳用。
这种电缆是在低电压大电流条件下工作的,除了电流产生的热量外,还可能与焊件接触,因此要求耐热性能良好。
其次电缆在使用中经常收放、扭曲,还会受到刮擦等外力,因此要求柔软、耐弯曲,并且有足够的机械强度。
另外由于所使用的环境复杂,如日晒、雨淋,还可能接触到泥水、油污及酸碱物品,因此要求保护层有一定耐气候性、耐油、耐腐蚀性。
电焊机用电缆有YH、YHC、YHL等。
3.3 架空线路导线选择
施工现场临时用电的配电线路分为架空线路和电缆线路二种形式,所以配电线路的选择实际上是架空线路的选择和电缆线路的选择。
架空线的选择主要是选择导线类型和截面,其选择的依据主要是施工现场对架空线的敷设要求和负荷计算的计算电流。
3.3.1 导线类型的选择
按照施工现场对架空线路敷设要求,架空线必须采用绝缘导线。
或者为绝缘铜线,或者为绝缘铝线,但一般应优先选择铜导线。
常用的绝缘铜线有BX型铜芯橡皮绝缘导线、BV和BVR型铜芯塑料绝缘导线及BV-105型耐热聚氯乙烯绝缘铜芯导线;常用的绝缘铝线有BLX型铝芯橡皮绝缘导线、BLV铝芯塑料绝缘导线。
为了保证供电线路的安全、可靠、优质、经济地运行,选择导线的截面时必须满足下列条件:
(1)发热条件 导线在通过正常最大负荷电流(即计算电流)时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。
(2)电压损失 导线通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗。
(3)机械强度 导线的截面不应小于最小允许截面,一般绝缘铝线不小于16mm2,绝缘铜线不小于10mm2。
3.3.2 按发热条件选择导线的截面积
3.3.2.1 电线和电缆必须满足的发热条件
电流通过导线时,要产生电能损耗,使导线发热。
绝缘导线的温度过高时,将使绝缘损坏,甚至引起失火。
因此导线在正常工作时,其发热温度不允许超过最高允许温度65℃。
500V铜芯和铝芯绝缘导线明敷时长期连续负荷允许载流量(A)表3-4
导线截面(mm2)
铜芯绝缘导线
铝芯绝缘导线
25℃
30℃
25℃
30℃
橡皮
塑料
橡皮
塑料
橡皮
塑料
橡皮
塑料
1.0
21
19
20
18
1.5
27
24
25
20
2.5
35
32
33
30
27
25
25
23
4
45
42
42
39
35
32
33
30
6
58
55
54
51
45
42
42
39
10
85
75
79
70
65
59
61
55
16
110
105
103
98
85
80
79
75
25
145
138
135
128
110
105
103
98
35
180
170
168
159
138
130
129
121
50
230
215
215
201
175
165
163
154
70
285
265
266
248
220
205
206
192
85
345
320
322
304
265
250
248
234
120
400
375
374
350
310
285
290
266
150
470
430
440
402
360
325
336
303
180
540
490
504
458
420
380
392
355
注:
a.导线线芯最高允许温度Tm=65℃
b.表中25℃和30℃是指环境温度
按发热条件选择导线时,应使导线的允许载流量(导线允许的持续负荷)Iyx不小于通过导线的最大负荷电流(计算电流)Ijs,即
Iyx≥Ijs
常用低压绝缘导线明敷时允许载流量如表3-4和表3-5所示。
BV-105型耐热聚氯乙烯绝缘铜导线明敷时的载流量(A)表3-5
导线截面(mm2)
环境温度
50℃
55℃
60℃
65℃
1.5
25
23
22
21
2.5
34
32
30
28
4
47
44
42
40
6
60
57
54
51
10
89
84
80
75
16
123
117
111
104
25
165
157
149
140
35
205
191
185
174
50
264
251
238
225
70
310
295
280
264
95
380
362
343
324
120
448
427
405
382
150
519
494
469
442
注:
1、芯线允许工作温度Tm=105℃,适用于高温场所,但要求电线接头采用焊接,或绞接后表面搪锡处理。
当导线与电线或电器接头允许温度为95℃时,表中的载流量应乘以0.93;当接头温度为85℃时,表中数据应乘以0.84。
2、BLV-105型铝芯耐热聚氯乙烯绝缘导线明敷时,载流量应以表中数据乘以0.78。
必须注意:
导线的允许载流量与环境有关。
因此当敷设地点的环境温度与导线的允许载流量不等时,导线的允许载流量应乘以校正系数K。
K值的计算公式为
(3-2)
T2——导线敷设的实际环境温度;
T1——表中所给出的环境温度。
3.3.2.2 中性线截面的选择
三相四线制线路中的中性线,由于正常情况下其中通过的电流令为三相不平衡电流或零序电流,通常都比较小,因此规程规定,中性线截面一般不得小于相线截面的50%,即
S0≥0.5Sφ (3-3)
但对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路,由于各相的三次谐波都通过中性线,中性线的电流可能接近相电流,因此中性线截面应选为与相线截面相同,即
S0=Sφ (3-4)
3.3.3 按电压偏移选择导线截面
由于线路存在着阻抗,所以在负荷电流通过线路时要产生电压损耗或电压降落。
线路末端电压偏移一般不超过5%。
如线路的电压偏移值超过了允许值,则应适当增加导线的截面,使之满足允许的电压损失。
所谓电压偏移,一般指负偏移,即电压损失,它是指线路始末端电压偏移值占线路额定电压的百分数,即
BX、BLX橡皮绝缘线的电阻和电抗 表3-7
导线截面(mm2)
16
25
35
50
70
95
120
150
240
电阻
(Ω/km)
BX
1.2
0.74
0.54
0.39
0.28
0.2
0.158
0.123
0.103
BLX
1.98
1.28
0.92
0.64
0.46
0.34
0.27
0.21
0.17
电抗
(Ω/km)
0.295
0.283
0.277
0.267
0.258
0.249
0.244
0.238
0.232
注:
线间几何均距为0.3m。
3.3.4 按机械强度校验导线截面
导线的截面不应小于最小允许截面,其最小允许截面如表3-8
敷设条件
最小截面(mm2)
备注
铜线
铝线
架空导线的相线和零线
10
16
架空跨越铁路、公路
16
35
接户线
架空敷设
4
2.5
6
4
敷设长度10-25m
敷设长度10m以下
沿墙敷设
4
2.5
6
4
敷设长度10-25m
敷设长度10m以下
室内照明线
1.5
2.5
3.4 电缆的选择
电缆的选择主要是选择电缆的类型和电缆芯线的截面,其选择依据主要是施工现场对电缆敷设的要求和负荷计算的电流。
3.4.1 施工现场临时用电的电缆类型的选择
电缆的类型应根据敷设方式、环境条件来选择。
电缆的敷设方式有架空敷设、埋地敷设两种,架空电缆宜采用YCW重型橡套电缆以及XLV、XV、XLF、XF、XLQ、XQ等橡皮绝缘电力。
施工现场适用的埋地电缆类型为VLV、VV、ZR-VLV、ZR-VV系列聚氯乙烯绝缘护套电力电缆(五芯聚氯乙烯绝缘护套电力电缆芯线结构见表3-9)。
3.4.2 电缆芯数截面的选择
电缆芯线截面的选择与架空导线截面的选择一样,先按发热条件选择电缆芯线截面,然后校验电压偏移。
由于电缆的机械强度很好,因此电缆不校验机械强度。
3.4.2.1 按发热条件选择电缆芯线的截面
五芯聚氯乙烯绝缘护套阻燃型(ZR)和非阻燃型电力电缆芯线结构分类表 表3-9
芯数
导体规格
芯数
导体规格
芯数
导体规格
主线芯+N线+PN线
主线芯+N线+PN线
主线芯+N线+PN线
3+2(三大二小)
3×4+2×2.5
4+1(四大一小)
4×4+1×1.5
5
5×4
3×6+2×4
4×6+1×4
5×6
3×10+2×6
4×10+1×6
5×10
3×16+2×10
4×16+1×10
5×16
3×25+2×16
4×25+1×16
5×25
3×35+2×16
4×35+1×16
5×35
3×50+2×25
4×50+1×25
5×50
3×70+2×35
4×70+1×35
5×70
3×95+2×50
4×95+1×50
5×95
3×120+2×70
4×120+1×70
5×120
3×150+2×70
4×150+1×95
5×150
3×185+2×95
4×185+1×95
5×185
3×240+2×120
4×240+1×120
5×240
按发热条件选择电缆芯线的截面,应使导线的允许载流量(导线允许的持续负荷)Iyx不小于通过导线的最大负荷电流(计算电流)Ijs,即
Iyx≥Ijs (3-7)
常用电缆长期连续负荷允许载流量如表3-10至3-13所示。
橡皮绝缘电力电缆在空气中敷设的载流量 表3-10
主线芯数×截面(mm2)
中性线芯截面(mm2)
载流量(A)
铜芯
铝芯
XV
XF、XHF、XQ、XQ20
XLV
XLF、XLHF、XLQ、XLQ20
3×1.5
1.5
18
19
3×2.5
注2
24
25
19
21
3×4
2.5
32
34
25
27
3×6
4
40
44
32
35
3×10
6
57
60
45
48
3×16
6
76
81
59
64
3×25
10
101
107
79
85
3×35
10
124
131
97
104
3×50
16
158
170
124
133
3×70
25
191
205
150
161
3×95
35
234
251
184
197
3×120
35
269
289
212
227
3×150
50
311
337
245
263
3×185
50
359
388
284
303
注:
①电缆芯线最高允许工作温度为65℃,周围环境温度为25℃。
②主芯线为2.5mm2的铝芯电缆,其中性线截面仍为2.5mm2;主芯线为2.5mm2的铜芯电缆,其中性线截面为1.5mm2。
③XLQ型电缆最小尺寸为3×4+1×1.5。
通用橡皮软电缆在空气中敷设的载流量 表3-11
主芯线截面(mm2)
中性线截面(mm2)
YC、YCW、YHC型载流量(A)
三芯、四芯
25℃
30℃
35℃
40℃
2.5
1.5
26
24
22
20
4
2.5
34
31
29
23
6
4
43
40
37
34
10
6
63
58
54
49
16
6
84
78
72
66
25
10
115
107
99
90
35
10
142
132
122
112
50
16
176
164
152
139
70
25
224
209
193
177
95
35
273
255
236
215
120
35
316
295
273
249
五芯聚氯乙烯绝缘护套阻燃型(ZR)和
非阻燃型电力电缆埋地敷设长期允许载流量 3-12
标称截面(mm2)
长期连续负荷允许载流量参考值(A)
无铠装
铠装
VV
ZR-VV
VLV
ZR-VLV
VV22、VV32、VV42
ZR-VV22、ZR-VV32、ZR-VV42
VLV22、VLV32、VLV42
ZR-VLV22、ZR-VLV32、ZR-VLV42
4
27
20
32
20
6
34
26
40
26
10
46
35
53
35
16
67
54
69
51
25
91
67
91
67
35
109
81
109
81
50
130
95
130
98
70
158
116
158
119
95
189
140
189
140
120
217
161
217
161
150
242
179
242
182
185
273
203
273
203
240
319
238
319
238
注:
①电缆芯数最高额定温度为70℃,短路时为130℃;
②表中“V”表示聚氯乙烯塑料,“ZR”表示阻燃;“22”表示钢带铠装,“32”表示钢丝铠装,“42”表示粗钢丝铠装。
五芯聚氯乙烯绝缘护套阻燃型(ZR)和
非阻燃型电力电缆架空敷设长期允许载流量 表3-13
标称截面(mm2)
长期连续负荷允许载流量参考值(A)
无铠装
铠装
VV
ZR-VV
VLV
ZR-VLV
VV22、VV32、VV42
ZR-VV22、ZR-VV32、ZR-VV42
VLV22、VLV32、VLV42
ZR-VLV22、ZR-VLV32、ZR-VLV42
4
22
17
25
17
6
32
23
32
22
10
44
30
44
29
16
55
41
58
41
25
74
53
75
56
35
90
68
94
68
50
113
83
116
86
70
139
105
143
105
95
173
128
176
131
120
199
146
203
150
150
225
169
233
173
185
263
195
266
199
240
311
233
315
236
3.4.2.2 按电压损失校验电缆芯数截面
电缆线路按电压损失校验电缆芯线截面的方法与架空线路校验方法基本相同(3-6公式)。
只不过电缆线路的芯线间距很小,线路电抗较小,则电抗引起的电压损失较小。
通常对于三芯-五芯电缆,当电缆芯线标称截面小于或等于50mm2时,因其单位长度上的电抗很小而忽略不计,当电缆芯数标称截面大于或等于70mm2时,其单位长度上的电抗可近似取为X0≈0.07Ω/km。
五芯聚氯乙烯电力电缆的导体电阻见表3-14。
五芯聚氯乙烯绝缘护套阻燃型(ZR)
和非阻燃型电力电缆导体电阻 表3-14
导线标称截面(mm2)
20℃时导体线芯
最大直流电阻(Ω/km)
导线标称截面(mm2)
20℃时导体线芯
最大直流电阻(Ω/km)
铜
铝
铜
铝
1.5
-
-
70
0.268
0.443
2.5
7.41
-
95
0.193
0.320
4
4.61
7.41
120
0.153
0.253
6
3.08
4.61
150
0.124
0.206
10
1.83
3.08
185
0.0991
0.164
16
1.15
1.91
240
0.0754
0.125
25
0.727
1.2
300
0.0601
0.100
35
0.524
0.868
400
0.0470
0.0778
50
0.387
0.641
500
0.0366
0.0605
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