２０１１年第５期 Ｎｏ．５ ２０１１ 电线电缆 Ｅｌｅｃｔｉｃ Ｗｉｒｒｅ＆Ｃａｂｌｅ ２０１１年１０月 Ｏｃｔ．．２Ｏｌ１ ３５ ｋＶ电缆设计中三芯与单芯电缆的选择与比较 韩立奎， 王海涛，韩晓冰 （德州供电公司，山东德州２５３００８） 摘要：电力电缆的三芯与单芯的选取一般遵循如下规律：６—１０ ｋＶ电缆选择三芯电缆，６６ ｋＶ及以上电缆选择 单芯电缆。但是３５ ｋＶ电压等级电缆既有三芯又有单芯，如何正确的选取是广大工程技术人员需要面对的一 道难题。通过对３５ ｋＶ三芯与单芯电缆的分析与比较，明确了各自的适用环境与条件，可以为广大电力技术 人员在工程实践中选用电缆提供一定的借鉴与帮助。 关键词：电缆线路设计；三芯电缆；单芯电缆；比较；选用 中图分类号￣ＴＭ２４７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－６９０１（２０１１）０５－００１５－０３ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ３５ ｋＶ Ｔｈｒｅｅ－Ｃｏｒｅ Ｃａｂｌｅ ｗｉｔｈ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｃｏｒｅ Ｃａｂｌｅｓ ＨＡＮ Ｌｉ．ｋｕｉ．ｅｔ ａｌ （Ｄｅｚｈｏｕ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄｅｚｈｏｕ ２５３００８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅ－ｃｏｒｅ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅｓ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｆｏｌｌｏｗ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｒｕｌｅｓ：６—１０ ｋＶ ｃａｂｌｅｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｒｅｅ ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ，６６ ｋＶ ａｎｄ ａｂｏｖｅ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｃａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔ ｓｅｌｅｃｔ ｓｉｎｇｌｅ—ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｖｏｌｔａｇｅ ３５ ｋＶ ｈａｓ ｔｈｒｅｅ—ｃｏｒｅ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｃａｂｌｅ．Ｈｏｗ ｉｓ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓ ｎｅｅｄ ｔｏ ｆａｃｅ ａ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂ－ ｌｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｅ ｔｔｈｒｅｅ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅｓ ３５ ｋＶ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，Ａ ｃｌｅａｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｏｗｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｊｏｒｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｉｒｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｈａｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｈｅｌｐ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｌｉｎｅ；ｔｈｒｅｅ－ＣＯｒｅ ｃａｂｌｅ；ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ；ｓｅｌｅｃｔｅｄ ０ 引 言 随着我国城市化进程的加快，电缆在电力线路 中的应用比例越来越高。电力电缆一般分为两类： ６６ ｋＶ及以上的为高压电缆；６ ｋＶ至３５ ｋＶ称为中 压电缆。高压电力电缆因为相间绝缘问题一般采用 以生产，不存在加工困难的问题。 １相同截面三芯与单芯电缆的比较 １．１ 三芯电缆与单芯电缆结构参数比较 现以４００ ｍｍ 的３５ ｋＶ三芯交联聚乙烯钢带铠 装电缆与单芯交联聚乙烯电缆进行比较。图１与图 ２分别为三芯电缆与单芯电缆结构图。表１为两种 型式的电缆结构参数对照表。 导体 导体屏蔽 绝缘 绝缘屏蔽 铜带屏蔽 单芯的型式。中压电缆因电压较低，相间绝缘已不 是瓶颈问题，一般采用三芯的型式。但是，有一种情 况较为特殊，如果负荷容量大，所需电缆截面就特别 大，例如，３５ ｋＶ电缆如果截面达到６３０ ｍｍ 及以 上，再做成三芯电缆的型式，无论从制造、运输、敷设 施工方面都存在种种困难，这时电缆就应该做成单 芯的了。以上情况，在电缆设计的一般选择中经常 用到，在此笔者不再赘述。 本文研究的问题是：在实际３５ ｋＶ电缆工程中 经常用到的电缆截面在４００ ｍｍ。或５００ ｍｍ 时如 填充 包带 内护套 钢带铠装 外护套 图１三芯电缆结构图 导体 导体屏蔽 绝缘 绝缘屏蔽 何选择单芯与三芯电缆。因为通过查询电缆产品型 录，这两种截面的３５ ｋＶ电缆无论三芯与单芯，都可 收稿日期：２０１１－０１．１１ 作者简介：韩立奎（１９７２一），男，工程师． 作者地址：山东德州市德城区新湖大街１２３７号 ［２５３００８］． 铜带屏蔽 包带 外护套 图２单芯电缆结构图 ２０１１年第５期 Ｎｏ．５ ２０ｌ１ 电线电缆 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ ２０１１年１０月 Ｏｃｔ．．２０１１ 由表１可以看出，４００ ｍｍ 的单芯电缆与三芯 电缆的导体截面积、绝缘厚度是一致的。区别在于 外护套厚度、电缆近似外径和电缆重量。三芯电缆 ３．７倍。 １．２三芯电缆与单芯电缆适用性比较 下面再比较一下三芯电缆与单芯电缆在工程中 的适用情况，见表２。 的外径大约是单芯电缆的２倍，重量是单芯电缆的 表１ 三芯电缆与单芯电缆结构参数对照表 导体标称截面 ／ｍｍ２ 三 ４００ 导体直径 ／ｍｍ ２３．５ 绝缘厚度 ／ｍｍ １Ｏ．５ 外护套厚度 ／ｎ１ｍ ５．Ｏ 电缆近似外径 ／ｍｍ １２５．１ 电缆重量 ／（ｋ ｋｍ） ２３３９０ 单 ４００ ２３．５ １Ｏ．５ ２．９ ６ｏ．５ ６３４０ 表２三芯电缆与单芯电缆适用对比表 项目 三芯电缆 单芯电缆 室内、隧道、电缆沟内，能承受一定机械外力与拉力； 室内、隧道、电缆沟内，不能承受机械外力；不带铠装， 适用范围与敷设环境 带铠装可直埋敷设；ｔｇ可敷设在包含磁性管道的各种 不允许直埋敷设；电缆不允许敷设在钢管等磁性管道 管材中 中 电缆制造与运输过程中，受电缆盘与电缆自身重量限 因单芯电缆外径较小，重量较轻，因此电缆制造长度可 制造与运输 制，每盘电缆不能做得太长，４００ ｍｍ 电缆长度一般 以不受电缆盘与重量；４００ ｍｍ 单芯电缆长度最 不超过５００ ｒｎ 占地面积 长可以做到１０００ Ｉｎ 三芯电缆敷设在一根管道中，可有效减少占地面积， 单芯电缆需要敷设在三根非磁性管道中，管材根数需 特别适合于变电站进出线多回线路工程中 要较多；变电站多回进出线不方便布置 （１）三芯电缆不便于敷设，但是敷设长度为单芯电缆 （１）单芯电缆便于敷设，但是敷设长度为三芯电缆的３ 的１／３，总体施工时间较短 施工与安装 倍，总体施工时间较长 （２）三芯电缆爬多回路电缆终端塔时，便于布景电缆 （２）单芯电缆爬多回路电缆终端塔时，因根数太多，不 （３）三芯电缆接户内配电装置时，三芯电缆终端头便 方便布置电缆 于布置 （３）单芯电缆接户内配电装置时，因空间狭窄，单芯电 缆头容易相碰，电缆终端头不好布置 （１）单芯电缆因不允许带有磁性的钢带铠装，所以对 （１）三芯电缆因有钢带铠装保护，对于敷设环境要求 敷设环境要求更加严格，一般外力破坏即可能对电缆 较为宽松，对一般外力破坏有一定的防护作用 造成损伤 （２）三芯电缆因三相包覆在一起，相间依靠绝缘材料 （２）单芯电缆因三相电缆为的三根电缆，相间距 进行绝缘，如果绝缘材料发生受潮、劣化较易引起相 离较远，电缆即使发生绝缘材料受潮、劣化，电缆一般 运行情况 间短路 仅发生接地短路，很少发生相间短路 （３）在长期运行中如发生外护套局部损伤，导致金属 （３）在长期运行中如发生外护套局部损伤，导致金属 屏蔽层发生多处接地后，电缆仍可保持安全运行，因 屏蔽发生多处接地后，电缆不能保持安全运行；因为单 为三芯电缆的金属屏蔽层正常情况下就需要接地 芯电缆的金属屏蔽层正常情况下需要单侧接地或交叉 互联接地；如果直接接地，金属屏蔽层会产生很大的环 流，从而烧坏电缆 载流量 单价 直埋土壤中６７５Ａ ９２０元／ｍ 直埋土壤中７２０Ａ ３ ｘ３５０ ｍ＝１０５０ ｍ ２综合分析 根据表２的分析，我们可以得到如下结论：三芯 电缆与单芯电缆在实际工程使用中各有优缺点。 三芯电缆的优点是：电缆本身可以加钢带铠装 制造，防外力破坏能力强；占地面积较小；可以敷设 在各种管材中；施工虽然较为困难，但总体施工时间 短；安装时无论爬塔还是进变电站进线间隔都较为 方便；长期运行过程中，即使发生几处局部金属屏蔽 层接地，也不会影响到线路运行安全。缺点是：受电 缆盘与自身重量的，一般电缆不能做的太长，运 输不方便；太粗的电缆敷设起来也比较困难，不容易 弯曲；三芯电缆载流量也比相同截面的单芯电缆小 一 （下转第２２页） ２０１１年第５期 Ｎｏ．５ ２０ｌ１ 电线电缆 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ ２０１１年１０月 ０ｃｔ．．２０１１ ４．３结果对比 还须通过试验验证来确定具体的海缆铠装型式。 参考文献： ［１］Ｔｈｏｍａｓ Ｗｏｒｚｙｋ．Ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅｓ—ｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｒｅ— ｐａｉｒ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｓｐｅｃｔｓ［Ｍ］．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ—Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ Ｈｅｉｄｅｌ— ｂｅｒｇ，２００９． 表３为计算结果的对比，由于不锈钢铠装的电 阻达到了镀锌钢丝铠装电阻的５倍，造成金属套和 铠装并联的等效电阻也超过了镀锌钢丝铠装结构等 效电阻的２倍。 铠装损耗比值Ａ 以及损耗值的计算结果都表 明，不锈钢铠装结构海缆的载流量明显小于采用镀 锌钢丝铠装结构海缆。 ［２］额定电压１０ ｋＶ（Ｕ ＝１２ ｋＶ）至１１０ ｋＶ（Ｕ ＝１２６ ｋＶ）交联聚 乙烯绝缘大长度交流海底电缆及附件（标准报批稿）［Ｓ］． ［３］ＩＣＥＡ Ｎｏ．Ｓ－５７－４０１ Ｓｔｅｅｌ ｍ＇ｎｌｏｒ＆ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｃｏｖｅｒｉｎｇｓ ｆｏｒ ｉｍ． ｐｒｅｇｎａｔｅｄ ｐａｐｅｒ ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｃａｂｌｅｓ【Ｓ］． …构Ｉ Ｉ ￣ＺＪｌＩＸ Ａ耗Ｉ２ ／（Ｗ／ ｍ）‘ ｌ ３１．３ ［４］Ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｃａｂｌｅｓ［Ｃ］／／ ｐｒｅｓｅｍｅｄ ｂｙ Ｃｉｇｒｅ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ ２１ ａｓ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｐａｐｅｒ １２－２１ ａｔ ｔｈｅ １９８６ Ｃｉｇｒｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ． ［５］Ｆｕｍｇｅｎ Ｍ，ｅｔ １ａ．Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｃａｂｌｅ ｌｉｎｅｓ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ 镀锌钢丝铠装Ｉ ｏ．ｏ００ １３２ ｌ １．１５５ ｌｏｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌ ｉａｍｐａｃｔ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｃｏｓｔ［Ｊ］．Ｆｎｍｋａｗａ Ｒｅｖｉｅｗ， ２００２（２１）：４４４９． ５结束语 本文对高压海底电力电缆铠装的选型从机械性 ［６］Ｃｉｇｒｅ Ｅｌｅｃｔｒａ Ｎｏ．１７１ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｃａｂｌｅｓ［Ｓ］． ［７］ＧＢ／Ｔ １２７０６．２—２０ｏ２额定电压１ ｋＶ到３５ ｋＶ挤包绝缘电力 电缆及附件第２部分额定电压６ ｋＶ到３Ｏ ｋＶ电缆［ｓ］． ［８］ＩＥＣ ６０２８７ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｂｌｅｓ—ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒａｔｉｎｇ［Ｓ］． ［９］ 马国栋．电线电缆载流量［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００２． 能和电气要求上进行了介绍，特别是对不锈钢丝作 为铠装进行了分析计算，认为不锈钢丝不宜作为高 压海底电力电缆的铠装。对于具体的工程，必要时 （上接第１６页） 种负荷容量特别大，三芯电缆截面载流量不能满足 单芯电缆的优点：相间绝缘容易保障，不易发生 相间短路；电缆运输较为方便，敷设较为容易；一盘 电缆可做的比较长，相同截面下单芯电缆载流量大。 要求的情况下，需要选择单芯大截面电缆。一般情 况下对于５００ ｍｍ 及以下截面电缆，还是以选择三 芯电缆较为适宜。因为三芯电缆无论在线路安全 性、单位造价、占地面积等多方面都具有单芯电缆所 没有的优点，是符合电缆线路发展的主要方向的。 参考文献： ［１］ ＧＢ ５０２１７－－２００７电力工程电缆设计规范［ｓ］． ［２］ＤＬ／Ｔ ６２ｌ一１９９７交流电气装置的接地［ｓ］． ［３］ 张春旭，李 明，等．外护套环流及接地不良对电力电缆的影 缺点：电缆因本身不能带铠装防护，抗外力破坏能力 较差；电缆根数较多，占地面积大；电缆进出变电站、 户外爬塔不好布置；单位造价比三芯电缆高；特别是 单芯电缆长期运行中如发生金属屏蔽层多点接地， 易造成环流，导致电缆发热，最终烧坏电缆。 ３结束语 综合以上分析，对３５ ｋＶ电压等级电缆，除非那 （上接第１８页） 响分析［Ｊ］．山东电力技术，２００９（２）：７－１０． ３结束语 异形导体结构有利于缩小多芯电缆的外形尺 寸，有利于节约材料成本，但是异形导体绝缘最薄点 厚度往往达不到标准要求，导致产品不合格，必须剥 掉绝缘重新生产。如果是在后道工序或市场抽检才 发现，各种费用和重复劳动将大大增加产品成本，造 图８带风箱的异形导体生产线 形导体２一挤塑机主机３一绝缘线芯４一冷却水槽 成巨大损失。因此，异形导体绝缘生产工艺显得尤 为重要，只有合理的工艺才能保证合格的产品。 风箱移动轮和升降轮６一风箱７一控制阀８一风束 ・２２・
