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帶有地線的電子(zǐ)電纜
點擊次數：2771 更新(xīn)時(shí)間(jiān)：2008-03-12
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本文介紹了(le)帶有地線的電力電纜的由來(lái)及其發展的過程，對如(rú)何選擇地線的 錢(qián)面作(zuò)了(le)較詳細論述，并展望該産品的發展方向。本文所要評述的“帶有地線的電力電纜"，是指在無鋁裝層（鋼絲、鋼帶鋁裝）；無金(jīn)屬屏蔽層（銅絲、銅帶）；無鋁、鉛金(jīn)屬套的電力電纜中，包含有一(yī)根用作(zuò)保護接地的導體(tǐ)，這(zhè)種導體(tǐ)的英文名為(wèi)Grounding Conductors，簡稱為(wèi)地線。在傳統的電纜結構中，某些(xiē)構件（鋁裝、屏蔽、金(jīn)屬套等）在一(yī)定的條件下(xià)，雖然也(yě)有地線的功能(néng)，但(dàn)不屬于本文討(tǎo)論的範圍。 1 市(shì)場(chǎng)情況 *，在我國現(xiàn)行的力線标準中，沒有這(zhè)樣的産品。就(jiù)而言，從我們接觸到的資料中，Grounding Conductors這(zhè)個(gè)詞作(zuò)為(wèi)電纜構件之一(yī)出現(xiàn)在電纜标準中的時(shí)間(jiān)是1991年：美國UL标準，UL－1277電力和控制托架電纜（Electrical Po- wer And Control Tray Cables）第二版（1989年3月(yuè)(yuè)版），并在1991年11月(yuè)(yuè)的修訂中，在電纜結構一(yī)章内，列入了(le)接地導體(tǐ)（Grounding Conductors）一(yī)節，分(fēn)6個(gè)問題及3個(gè)表，對接地導體(tǐ)的材料、截面、結構、标志等作(zuò)了(le)詳細規定。 緊随其後，以美國的南(nán)方電線公司（South Wire CO.）和通用電纜公司（Gen- eralCable CO.）為(wèi)代表的電力電纜生(shēng)産廠家于1992年推出了(le)“TC型帶有地線的電力電纜"——“Type TC Power cable With Ground"，TC是托架電纜（Tray C- able）的縮寫。該類型電纜由于敷設在托架（盤）上(shàng)，無需鋁裝，無需金(jīn)屬屏蔽層及金(jīn)屬外護套，其使用電壓為(wèi)600V。導體(tǐ)材料全部是銅，絕緣材料有XLPE和PVC／ NYLON兩種，電纜工作(zuò)溫度90℃。電纜有三芯帶地線和四芯帶地線兩個(gè)系列，導電線芯的幾何形狀和不帶地線的電纜一(yī)樣，全是圓形。多芯電力電纜不采用扇形是美國電線一(yī)大特色，其規格範圍從8A WG（8.367mm2）到1000 kcmil（千圓密耳）， 1000 kcmil＝507mm2。 就(jiù)國内情況而言，雖然沒有“帶有地線的電力電纜"的名稱出現(xiàn)，但(dàn)以“五芯電纜"命名的産品出現(xiàn)至今已近10年。五芯電纜實質上(shàng)就(jiù)是帶有地線的四芯電力電纜。80年代末四川電纜廠生(shēng)産的根五芯電纜，用于成都新(xīn)體(tǐ)育館工程，規格是 4×185mm2＋I×95mm2。這(zhè)些(xiē)年來(lái)，雖然批量不是很大，但(dàn)幾乎每年均有五芯電纜的生(shēng)産合同。市(shì)場(chǎng)的需要，導至了(le)一(yī)項實用新(xīn)型的誕生(shēng)。四川電纜廠于1991年 11月(yuè)(yuè)申請了(le)：《一(yī)種瓦形截面導電線芯的多芯電纜》，國家局于1992年5 月(yuè)(yuè)發布申請公告（公告号CN2103853U），同年8月(yuè)(yuè)，由國家局頒布了(le)第85893号決定書，授予四川電纜廠擁有該實用新(xīn)型的權。在公告中明确指出了(le)該的特征：《其特征是徑向分(fēn)布的各個(gè)導電線芯分(fēn)别為(wèi)瓦形截面導電線芯，正是這(zhè)種截面形狀的導電線芯使得徑向分(fēn)布的各個(gè)這(zhè)種線芯組合後，電纜中心部位可以置放(fàng)其他電纜構件的圓形截面空間(jiān)》。 為(wèi)了(le)适應五芯電纜的出現(xiàn)，四川電纜廠曾于1994年編制和發布了(le)相應的企業标準（Q／CSD B715—94）。在标準中與中性線芯并列引入了(le)“地線線芯"這(zhè)個(gè)名詞，對地線線芯的結構、色标作(zuò)了(le)規定。在此期間(jiān)，國内許多電纜廠也(yě)和四川電纜廠一(yī)樣，承接了(le)不少的五芯電纜的生(shēng)産任務(wù)，在《電線電纜》雜志和各地區的情報(bào)刊物上(shàng)，有關(guān)探討(tǎo)五芯電纜結構設計的文章也(yě)時(shí)有所見。 帶地線的三芯電纜國内情況又是如(rú)何呢(ne)？從字面上(shàng)看，好(hǎo)(hǎo)像沒有出現(xiàn)這(zhè)樣的産品，但(dàn)仔細分(fēn)析一(yī)下(xià)生(shēng)産記錄，可以認為(wèi)帶地線的三芯電纜國内已在生(shēng)産，已有用戶，例如(rú)在我廠近年來(lái)承接的生(shēng)産合同中，常有一(yī)些(xiē)“非标準"的四芯電纜生(shēng)産合同，在1998年6月(yuè)(yuè)的生(shēng)産計劃中，就(jiù)有這(zhè)樣一(yī)些(xiē)非标準的四芯電纜： （1）3×95＋1×25mm2（标準産品應是3×95＋1× 50mm2； （2）3×95＋1×35mm2（标準産品應是：3×95＋1×50mm2； （3）3×70＋1×25mm2（标準産品應是：3×70＋1×35mm2； （4）3×50＋1×16mm2（标準産品應是：3×50＋1×25mm2； （5）3×185＋1×70mm2（标準産品應是：3×185＋1×95mm2; 這(zhè)些(xiē)非标準産品的共同特點是第四芯（中性線芯）截面小于标準的規定。由于銷售人(rén)員(yuán)在簽訂合同時(shí)，沒有向用戶詢問訂購(gòu)該産品的用途，但(dàn)可以推斷，用戶将該産品的第四芯不是用作(zuò)三相四線制系統中的中性線，極有可能(néng)是作(zuò)地線使用。因為(wèi)如(rú)作(zuò)中性線使用，是既違反标準又不合潮流。電纜标準GB12706.1－91公布近10年了(le)，設計人(rén)員(yuán)不可能(néng)不知道或公然違反；說(shuō)不合潮流是指四芯電纜中的三大一(yī)小正在被四等芯取代。在GB 50054－95低(dī)壓配電設計規程》中，第2.2.7條：“以氣體(tǐ)放(fàng)電燈為(wèi)主要負荷的回路(lù)中，中性線截面不應小于相線截面"。當我們環顧四周，不論是室内外的公共場(chǎng)所，還是工、商(shāng)業建築，乃至生(shēng)活居室，到處都可以看到氣體(tǐ)放(fàng)電燈，難怪在我們承接的訂貨中四等芯電纜越來(lái)越多，三大一(yī)小越來(lái)越少，在美國等發達國家中，幾乎全是四等芯電纜。因此，作(zuò)者認為(wèi)出現(xiàn)在我國的這(zhè)些(xiē)非标準的四芯電纜就(jiù)是上(shàng)的帶地線的三芯電纜。 從以上(shàng)分(fēn)析，可以看出，在經濟日益化(huà)的今天，我國的電纜工業及其市(shì)場(chǎng)基本上(shàng)和上(shàng)同步，例如(rú)90年代初上(shàng)出現(xiàn)了(le)帶有地線的電力電纜，我們國内出現(xiàn)了(le)“五芯電纜"和“非标準四芯電纜"，兩者名稱不同，但(dàn)本質為(wèi)一(yī)。隻是我們的生(shēng)産是“各自為(wèi)政"，沒有統一(yī)的标準。在上(shàng)述引用的事(shì)例中，同樣的電纜标稱截面為(wèi)3×95mm2，甲用戶要求第四芯為(wèi)25mm2，乙用戶要求為(wèi)35mm2，這(zhè)樣狀況的弊端是不言而喻的，這(zhè)就(jiù)是本廠zui近編制和發布《帶有地線的電力電纜》企業标準的背景，這(zhè)也(yě)标志着市(shì)場(chǎng)呼喚我國的帶有地線的電力電纜标準及早問世。 2 地線截面的選擇 在原有的各種規格的電纜中加一(yī)根地線，首先碰到的問題是地線截面如(rú)何選擇？這(zhè)些(xiē)年來(lái)，從我廠的經曆看，地線截面的選擇權在用戶手裏，由于沒有統一(yī)的标準，所以用戶的選擇也(yě)就(jiù)不盡一(yī)緻。就(jiù)五芯電纜而言，歸納起來(lái)，有三種情況： （1）地線截面等于導電線芯标稱截面，如(rú)1998年6月(yuè)(yuè)我廠就(jiù)生(shēng)産過4×185＋1× 185mm2。 （2）地線截面等于GB12708.1-91中第6.4節規定的不等截面四芯電纜中的第四芯截面，即地線截面等于中性線截面。 （3）地線截面符合規定： 注：當采用此表若得出非标準截面時(shí)，應選用與之zui接近的标準截面導體(tǐ)。 在制訂我國的電線電纜标準過程中，提出“向标準靠攏"的口号恐怕有20 年以上(shàng)的曆史了(le)，現(xiàn)行的電線電纜标準，*是參照IEC的标準制定的，限于作(zuò)者孤陋寡聞，不了(le)解 IEC是否有“帶有地線的電力電纜"這(zhè)一(yī)類的産品标準？能(néng)找到的參考标準就(jiù)是UL标準（UL－1277）以及美國公司根據UL－1277等标準制定的企業标準。現(xiàn)将UL－1277中的有關(guān)内容摘澤介紹如(rú)下(xià)。 UL－1277是一(yī)個(gè)綜合性的基礎标準，不是具體(tǐ)地某一(yī)種特定産品的标準，按電纜的工作(zuò)溫度90℃，75℃，6O℃等分(fēn)列3個(gè)表，并規定了(le)不同的地線截面；每個(gè)表中依導體(tǐ)材料的不同，又分(fēn)鋼和鋁及銅包鋁兩類，為(wèi)了(le)節省篇幅和便于讀者閱讀，這(zhè)裏隻介紹90℃、銅導體(tǐ)的有關(guān)規定，單位已由美國線規AWG換算(suàn)成公制。 前面提到的美國南(nán)方電線公司，通用電纜公司推出的TC型帶有地線的電力電纜就(jiù)是基于規定的地線截面。 鑒于UL标準的性已為(wèi)産業界*，在我國的帶有地線的電力電纜标準尚未問世之際，參照UL标準制定帶有地線的電力電纜的企業标準應該說(shuō)是适宜的。這(zhè)将有利于和市(shì)場(chǎng)接軌，有利于參與市(shì)場(chǎng)的競争。 3 展望 3.1 帶有地線的電力電纜結構型式 地線截面确定之後，即可進行帶有地線的電力電纜結構設計了(le)。自五芯電纜—— 帶有地線的四芯電纜在中國電纜市(shì)場(chǎng)出現(xiàn)後，各廠都根據各自的具體(tǐ)情況，設計制造了(le)不同結構類型的五芯電纜，都在總結經驗，探索一(yī)種*的結構模式。所謂“ *"，無非就(jiù)是在保證質量（電纜的使用性能(néng)）的前提下(xià)，制造時(shí)省工省料，安裝時(shí)施工方便。展望将來(lái)，帶有地線的電力電纜占主導地位的結構模式，恐怕将是以圓形導體(tǐ)和以瓦形導體(tǐ)為(wèi)基礎的兩種結構模式。 寫到這(zhè)裏，順便談談“瓦形"、“弓形"名稱之争。這(zhè)雖非本質問題，但(dàn)作(zuò)者願意介紹一(yī)下(xià)1991年所申請時(shí)定名為(wèi)“瓦形"的理(lǐ)由。本人(rén)設計的截面形狀，從像形角度看，稱之為(wèi)“弓形"、“扇形"等都可以。但(dàn)翻開我國的電纜文獻、著作(zuò)，這(zhè)兩個(gè)名字并不陌生(shēng)，如(rú)電纜行業*的著作(zuò)——已故的西(xī)安交通大學劉子(zǐ)玉教授編的西(xī)安交大教材《電氣絕緣結構設計原理(lǐ)》一(yī)書中，多次提到“弓形" 這(zhè)個(gè)名詞，至于“扇形"用的更普遍、頻繁。面對這(zhè)種狀況，給它取一(yī)個(gè)新(xīn)名稱不是更好(hǎo)(hǎo)嗎(ma)？ 3.2 帶有地線的電力電纜的市(shì)場(chǎng)前景展望 二芯帶地電纜的市(shì)場(chǎng)：單相三線制線路(lù)和系統。和人(rén)們生(shēng)活息息相關(guān)的居室内布線、辦公室内的布城都在用單相三線制取代過去的單相兩線制。即用“工作(zuò)零錢(qián)（中性線）和保護零線（地線）分(fēn)開"代替過去慣用的工作(zuò)零線和保護零線共用一(yī)根導線。 三芯帶地電纜，主要用于電動機及其他用電設備的電源引入線。現(xiàn)在的電動機大多是三角形接法，用三根相線供給電源，而用作(zuò)保護接地的地線，須另找一(yī)根導線連接。這(zhè)種工作(zuò)方式就(jiù)決定了(le)一(yī)台電動機的保護接地質量會因單位、因人(rén)而異。用三芯帶有地線電纜作(zuò)電源線将會有利于改變這(zhè)種狀況，有利于提高用電設備接地保護的可靠性，也(yě)給安裝施工帶來(lái)很大方便。 四芯帶地電纜的市(shì)場(chǎng)——三相五線制系統，也(yě)就(jiù)是電工委員(yuán)會推薦的TN－S 系統和TN－C－S系統。這(zhè)兩種系統越來(lái)越廣泛用于低(dī)壓配電回路(lù)。 伴随着經濟的發展，人(rén)民(mín)生(shēng)活水平的提高，對用電安全的要求越來(lái)越嚴格，這(zhè)就(jiù)為(wèi)帶有地線的是電力電纜提供了(le)廣闊的市(shì)場(chǎng)。 | |||
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