毕业设计耐火电缆设计Word下载.docx

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耐火电缆的耐火性主要是依靠导体外面绕包的云母带，即使绝缘和护套很快烧光了，电缆仍然能保持通电。

所以耐火电缆的绝缘和护套根本不需要具有阻燃性。

还有的认为，只有在敷设了阻燃电缆的线路中才使用阻燃耐火电缆，而在普通非阻燃电缆线路中，没有必要使用阻燃耐火电缆。

这种观点是否正确，至今也没有人出来澄清过。

众所周知，耐火电缆燃烧试验合格的重要条件之一是供火时间。

如果电缆的绝缘和护套很快就被烧光了，就全靠云母带来承担绝缘作用。

万一云母带的质量有点问题或者电缆制造工艺不够完善，那么这个云母绝缘层的绝缘效果，也不可能一直保持到规定的时间。

在2003年全国电缆行业大会上。

日本unicar公司在介绍环保型电缆材料时指出：

耐火电缆应尽量延长燃烧时间，火焰蔓延速度要慢，并且体积电阻要小。

这种说法是符合电缆工程实践的。

延长电缆的燃烧时间、减缓电缆燃烧时火焰的蔓延速度，尽量延长耐火电缆的工作时间，这正是消防救援的需要。

因此，无论从哪一方面来看，耐火电缆都应当采用阻燃绝缘和护套。

否则，所谓的耐火电缆只能是一个幌子而已。

故而，所谓的耐火电缆就是不但要达到线芯耐火要求，更应该保证绝缘和护套的阻燃性能，不然所谓的耐火不仅不耐火还不会阻燃了，在此我们就讨论一下真正可以称得上的耐火电缆也既是阻燃耐火电缆。

阻燃耐火电缆在耐火方面：

应当保证不易着火致完全烧毁．在火灾中及火灾后尚能继续工作，保证救火过程中的用电需要；

在阻燃方面：

即在燃烧状态下能够降低火焰的蔓延速度，用成束电缆燃烧试验来考核。

应当保证单根电缆垂直燃烧时可阻止火焰蔓延，火焰移去后会自动熄灭。

第1章设计原理及总体思路

1.1序言

此次所设计电缆为阻燃耐火控制电缆，以450/750V电压等级的ZN—KVV为例。

即在满足一般的使用特性条件下还应达到特定的技术指标。

对于产品一般的使用特性容易达到，而对于特别要求的耐火阻燃特性则需要通过一定的结构和工艺来实现。

1.2产品使用特性

1.2.1工作温度

电缆导体的长期允许工作温度为70℃。

1.2.2敷设温度

电缆的敷设温度应不低于0℃。

1.2.3弯曲半径

推荐的允许弯曲半径：

本电缆，应不小于电缆外径的6倍。

1.2.3耐压试验

交流耐压试验试验电压为3000V，施压时间为5min.

1.3电缆应达到的技术指标

1.3.1耐火指标

耐火指标按GB/T19216.21-2003在火焰条件下电缆和光缆的完整性试验第21部分：

实验步骤和要求---额定电压0.6/1kV及以下电缆。

该试验应使用在GB/T19216.11中详细说明的试验装置完成试验步骤。

熔断器应符合GB13539.5规定的DII型，允许使用具有等效特性的熔断器代替。

注意调节喷灯到正确的位置，在靠近变压器的试样一端，把中性导体和所有保护导体接地。

点燃喷灯，把丙烷和空气流量调节到验证步骤（见GB/T19216.11）中得到的数值。

试验应按给定的供火时间持续进行（供火时间应在相关的电缆标准中规定。

如果没有，推荐供火时间为90min。

），之后应熄灭火焰，但应对电缆试样继续供电15min。

即总的试验时间应为供火时间加上15min的冷却时间。

参照试验步骤，具有保持线路完整性的电缆，只要在试验过程中：

—保持电压，即没有一个熔断器或断路器断开；

—导体不断，即灯泡一个也不熄灭。

即为合格。

如果试验失败，根据有关标准的要求应另取两根试样进行试验。

如果两个都符合试验要求，则应认为试验合格。

1.3.2阻燃指标

阻燃指标应符合GB/T18380.3-2001电缆在火焰条件下的燃烧试验第3部分：

成束电线或电缆的燃烧试验方法之A类阻燃要求；

一般来讲，通常有很多根电线电缆成束敷设，那么相对于多根电线电缆明线垂直敷设情况来说．由于所谓的“烟囱通道通风效应”，变得更加容易延燃。

因此我们对该电线电缆阻燃性的评定采用的是通过成束垂直燃烧试验，成束电线或电缆燃烧试验方法：

电缆在实际使用场合经常是集束敷设的，因此评价成束敷设的电缆的阻燃性能更具有具体的意义，成束电线或电缆燃烧试验是一种模拟实际使用状况的大型的试验方法，专门用来评价成束敷设的电缆的阻燃性能，该试验方法的国家标准为GB/T18380.3-2001，等同于IEC60332.3-1992（IEC最新版2001年版）。

其他指标按GB9330标准要求。

1.4设计原理及总体思路

为了达到指标，在尽量节约创效益的基础上，对电缆结构进行设计，对所用材料进行合适的选择，对工艺严格要求。

1.4.1设计原理

根据国标采用4×

2.5铜导体结构，重迭外绕三层合成云母带，并在其外围绕包一层聚脂薄膜，以牢固云母带。

四芯导体绞合后以阻燃PP带填充，高阻燃涂胶玻璃布带作包带。

绝缘以及护套均采用高阻燃PVC材料。

在此主要为了达到阻燃耐火要求，更为达到A类阻燃试验，则选择合成云母而不选金云母或白云母，选择高阻燃涂胶玻璃布带而放弃阻燃玻璃布带，绝缘和护套上也应相应选择高阻燃原料取代普通级阻燃料。

1.4.2总体思路

本文首先对原材料性能叙述，根据技术指标，结合结构设计，进行最后选择。

进而通过计算对设定的结构尺寸进行验证，来证实所设计结构在电性能、物理机械性能方面是符合相关要求的。

1.5本章小结

本章简单介绍了设计原理和总体思路，在实际生产中应注意阻燃和和耐火试验的操作，注意使用的设备。

根据截面的不同选择而选择不同的根数进行试验，并注意同B类、C类试验不同之处。

第2章原材料的选择及结构设计

2.1引言

材料选择什么，结构怎样设计对电缆至关重要，材料选择不当，结构设计不合适不仅会影响产品的性能，即使产品达到指标，也有可能会造成材料的浪费。

材料选择正确，结构设计合理，则会达到预期目标，也会给厂家带来效益。

2.2导体

导体为什么选用铜？

铜有哪些特点？

导体结构怎样选择？

2.2.1铜导体特点

铜是电线电缆工业的重要材料，主要用作电线电缆的导体，其主要特点如下：

2.2.1.1导电性好，仅次于银而处于第二位。

2.2.1.2导热性好，仅次于银、金而处于第三位，导热率为78％。

2.2.1.3塑性好，在加工时，首次加压力加工量可达30％--40％。

2.2.1.4耐腐蚀性较好，与盐酸或稀硫酸作用甚微。

铜在干燥中具有较好的耐腐蚀性，但在潮湿的空气中易生成有毒的铜绿

2.2.1.5易于焊接。

2.2.1.6力学性能较好，有足够的抗拉强度和拉伸率。

2.2.2导体要求

导体表面要光洁、无油污、无损伤、绝缘的毛刺、锐边以及凸起或断裂单线。

2.3.3导体结构及尺寸

参照GB／T3956根据设计电缆指标要求导体采用第一种实心导体即单根不镀锡铜导体。

并确定设计电缆导体结构及尺寸大小，参见：

表

（1）、

（2）、（3）、（4）。

表

（1）单芯或多芯电缆用第一种实心导体

标称截面㎜2

20℃时导体最大电阻Ω／㎞

圆铜导体

不镀金属

镀金属

0.5

0.75

1

1.5

2.5

4

6

·

36.0

24.5

18.1

12.1

7.41

4.61

3.08

36.7

24.8

18.2

12.2

7.56

4.70

3.11

表

（2）导体结构

标称截面

㎜

导体结构

20℃时导体电阻Ω／㎞不大于

种类

根数／单线标成直径㎜

不镀锡

镀锡

1.0

10

3

2

16／0.20

1／0.97

7／0.37

24／0.20

1／1.13

7／0.43

32／0.20

1／1.38

7／0.52

30／0.25

1／1.78

7／0.68

50／0.25

1／2.25

7／0.85

1／2.76

7／1.04

7／1.35

39.0

26.0

18.1

19.5

12.1

13.3

7.41

7.98

4.61

3.08

1.83

40.1

26.7

20.0

13.7

8.21

1.84

表（3）电缆规格

型

号

额

定

电

压

V

导体标称截面

芯数

KVV

450∕750

——

2～61

2～14

2～10

表（4）KVV型450/750V铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆结构及外形尺寸

芯数×

导体种类

绝缘标称厚度㎜

护套标称厚度㎜

平均外径㎜

70℃最小绝缘电阻

MΩ·

㎞

下限

上限

2×

3×

4×

0.6

0.7

0.8

1.2

6.4

7.2

9.0

10.