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帶有地線的電子電纜
點擊次數：3582 更新時間：2008-03-12
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本文介紹了帶有地線的電力電纜的由來及其發展的過程，對如何選擇地線的 錢面作了較詳細論述，并展望該產品的發展方向。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）；無金屬屏蔽層（銅絲、銅帶）；無鋁、鉛金屬套的電力電纜中，包含有一根用作保護接地的導體，這種導體的英文名為Grounding Conductors，簡稱為地線。在傳統的電纜結構中，某些構件（鋁裝、屏蔽、金屬套等）在一定的條件下，雖然也有地線的功能，但不屬于本文討論的范圍。 1 市場情況 *，在我國現行的力線標準中，沒有這樣的產品。就而言，從我們接觸到的資料中，Grounding Conductors這個詞作為電纜構件之一出現在電纜標準中的時間是1991年：美國UL標準，UL－1277電力和控制托架電纜（Electrical Po- wer And Control Tray Cables）第二版（1989年3月版），并在1991年11月的修訂中，在電纜結構一章內，列入了接地導體（Grounding Conductors）一節，分6個問題及3個表，對接地導體的材料、截面、結構、標志等作了詳細規定。 緊隨其后，以美國的南方電線公司（South Wire CO.）和通用電纜公司（Gen- eralCable CO.）為代表的電力電纜生產廠家于1992年推出了“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，無需鋁裝，無需金屬屏蔽層及金屬外護套，其使用電壓為600V。導體材料全部是銅，絕緣材料有XLPE和PVC／ NYLON兩種，電纜工作溫度90℃。電纜有三芯帶地線和四芯帶地線兩個系列，導電線芯的幾何形狀和不帶地線的電纜一樣，全是圓形。多芯電力電纜不采用扇形是美國電線一大特色，其規格范圍從8A WG（8.367mm2）到1000 kcmil（千圓密耳）， 1000 kcmil＝507mm2。 就國內情況而言，雖然沒有“帶有地線的電力電纜"的名稱出現，但以“五芯電纜"命名的產品出現至今已近10年。五芯電纜實質上就是帶有地線的四芯電力電纜。80年代末四川電纜廠生產的根五芯電纜，用于成都新體育館工程，規格是 4×185mm2＋I×95mm2。這些年來，雖然批量不是很大，但幾乎每年均有五芯電纜的生產合同。市場的需要，導至了一項實用新型的誕生。四川電纜廠于1991年 11月申請了：《一種瓦形截面導電線芯的多芯電纜》，國家局于1992年5 月發布申請公告（公告號CN2103853U），同年8月，由國家局頒布了第85893號決定書，授予四川電纜廠擁有該實用新型的權。在公告中明確指出了該的特征：《其特征是徑向分布的各個導電線芯分別為瓦形截面導電線芯，正是這種截面形狀的導電線芯使得徑向分布的各個這種線芯組合后，電纜中心部位可以置放其他電纜構件的圓形截面空間》。 為了適應五芯電纜的出現，四川電纜廠曾于1994年編制和發布了相應的企業標準（Q／CSD B715—94）。在標準中與中性線芯并列引入了“地線線芯"這個名詞，對地線線芯的結構、色標作了規定。在此期間，國內許多電纜廠也和四川電纜廠一樣，承接了不少的五芯電纜的生產任務，在《電線電纜》雜志和各地區的情報刊物上，有關探討五芯電纜結構設計的文章也時有所見。 帶地線的三芯電纜國內情況又是如何呢？從字面上看，好像沒有出現這樣的產品，但仔細分析一下生產記錄，可以認為帶地線的三芯電纜國內已在生產，已有用戶，例如在我廠近年來承接的生產合同中，常有一些“非標準"的四芯電纜生產合同，在1998年6月的生產計劃中，就有這樣一些非標準的四芯電纜： （1）3×95＋1×25mm2（標準產品應是3×95＋1× 50mm2； （2）3×95＋1×35mm2（標準產品應是：3×95＋1×50mm2； （3）3×70＋1×25mm2（標準產品應是：3×70＋1×35mm2； （4）3×50＋1×16mm2（標準產品應是：3×50＋1×25mm2； （5）3×185＋1×70mm2（標準產品應是：3×185＋1×95mm2; 這些非標準產品的共同特點是第四芯（中性線芯）截面小于標準的規定。由于銷售人員在簽訂合同時，沒有向用戶詢問訂購該產品的用途，但可以推斷，用戶將該產品的第四芯不是用作三相四線制系統中的中性線，極有可能是作地線使用。因為如作中性線使用，是既違反標準又不合潮流。電纜標準GB12706.1－91公布近10年了，設計人員不可能不知道或公然違反；說不合潮流是指四芯電纜中的三大一小正在被四等芯取代。在GB 50054－95低壓配電設計規程》中，第2.2.7條：“以氣體放電燈為主要負荷的回路中，中性線截面不應小于相線截面"。當我們環顧四周，不論是室內外的公共場所，還是工、商業建筑，乃至生活居室，到處都可以看到氣體放電燈，難怪在我們承接的訂貨中四等芯電纜越來越多，三大一小越來越少，在美國等發達國家中，幾乎全是四等芯電纜。因此，作者認為出現在我國的這些非標準的四芯電纜就是上的帶地線的三芯電纜。 從以上分析，可以看出，在經濟日益化的今天，我國的電纜工業及其市場基本上和上同步，例如90年代初上出現了帶有地線的電力電纜，我們國內出現了“五芯電纜"和“非標準四芯電纜"，兩者名稱不同，但本質為一。只是我們的生產是“各自為政"，沒有統一的標準。在上述引用的事例中，同樣的電纜標稱截面為3×95mm2，甲用戶要求第四芯為25mm2，乙用戶要求為35mm2，這樣狀況的弊端是不言而喻的，這就是本廠zui近編制和發布《帶有地線的電力電纜》企業標準的背景，這也標志著市場呼喚我國的帶有地線的電力電纜標準及早問世。 2 地線截面的選擇 在原有的各種規格的電纜中加一根地線，首先碰到的問題是地線截面如何選擇？這些年來，從我廠的經歷看，地線截面的選擇權在用戶手里，由于沒有統一的標準，所以用戶的選擇也就不盡一致。就五芯電纜而言，歸納起來，有三種情況： （1）地線截面等于導電線芯標稱截面，如1998年6月我廠就生產過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標準截面時，應選用與之zui接近的標準截面導體。 在制訂我國的電線電纜標準過程中，提出“向標準靠攏"的口號恐怕有20 年以上的歷史了，現行的電線電纜標準，*是參照IEC的標準制定的，限于作者孤陋寡聞，不了解 IEC是否有“帶有地線的電力電纜"這一類的產品標準？能找到的參考標準就是UL標準（UL－1277）以及美國公司根據UL－1277等標準制定的企業標準。現將UL－1277中的有關內容摘澤介紹如下。 UL－1277是一個綜合性的基礎標準，不是具體地某一種特定產品的標準，按電纜的工作溫度90℃，75℃，6O℃等分列3個表，并規定了不同的地線截面；每個表中依導體材料的不同，又分鋼和鋁及銅包鋁兩類，為了節省篇幅和便于讀者閱讀，這里只介紹90℃、銅導體的有關規定，單位已由美國線規AWG換算成公制。 前面提到的美國南方電線公司，通用電纜公司推出的TC型帶有地線的電力電纜就是基于規定的地線截面。 鑒于UL標準的性已為產業界*，在我國的帶有地線的電力電纜標準尚未問世之際，參照UL標準制定帶有地線的電力電纜的企業標準應該說是適宜的。這將有利于和市場接軌，有利于參與市場的競爭。 3 展望 3.1 帶有地線的電力電纜結構型式 地線截面確定之后，即可進行帶有地線的電力電纜結構設計了。自五芯電纜—— 帶有地線的四芯電纜在中國電纜市場出現后，各廠都根據各自的具體情況，設計制造了不同結構類型的五芯電纜，都在總結經驗，探索一種*的結構模式。所謂“ *"，無非就是在保證質量（電纜的使用性能）的前提下，制造時省工省料，安裝時施工方便。展望將來，帶有地線的電力電纜占主導地位的結構模式，恐怕將是以圓形導體和以瓦形導體為基礎的兩種結構模式。 寫到這里，順便談談“瓦形"、“弓形"名稱之爭。這雖非本質問題，但作者愿意介紹一下1991年所申請時定名為“瓦形"的理由。本人設計的截面形狀，從像形角度看，稱之為“弓形"、“扇形"等都可以。但翻開我國的電纜文獻、著作，這兩個名字并不陌生，如電纜行業*的著作——已故的西安交通大學劉子玉教授編的西安交大教材《電氣絕緣結構設計原理》一書中，多次提到“弓形" 這個名詞，至于“扇形"用的更普遍、頻繁。面對這種狀況，給它取一個新名稱不是更好嗎？ 3.2 帶有地線的電力電纜的市場前景展望 二芯帶地電纜的市場：單相三線制線路和系統。和人們生活息息相關的居室內布線、辦公室內的布城都在用單相三線制取代過去的單相兩線制。即用“工作零錢（中性線）和保護零線（地線）分開"代替過去慣用的工作零線和保護零線共用一根導線。 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，而用作保護接地的地線，須另找一根導線連接。這種工作方式就決定了一臺電動機的保護接地質量會因單位、因人而異。用三芯帶有地線電纜作電源線將會有利于改變這種狀況，有利于提高用電設備接地保護的可靠性，也給安裝施工帶來很大方便。 四芯帶地電纜的市場——三相五線制系統，也就是電工委員會推薦的TN－S 系統和TN－C－S系統。這兩種系統越來越廣泛用于低壓配電回路。 伴隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，對用電安全的要求越來越嚴格，這就為帶有地線的是電力電纜提供了廣闊的市場。 | |||
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