电缆选型的最佳性价比分析

摘要：针对目前135MW、300MW、600MW发电厂低压系统动力电缆选用情况，对交联聚乙烯电缆和聚氯乙烯电缆在性能、经济上进行比较，得出电缆选型最佳性价比结论，即：采用交联聚乙烯电缆不仅环保、适用环境温度广，而且可以降低工程总体造价。

Abstract: According to Power cable selection for 135MW,300MW,600MW power plant low voltage system, to compareXLPE cable and PVC cable in performance and economic, draw the best cost-effective cable type selection conclusion, namely the XLPE cable is not only environmentally friendly and applicable to a wide ambient temperature, but also can reduce the overall cost of the project.

关键词：交联聚乙烯；聚氯乙烯；电缆

Key words:cross-linked polyethylene(XLPE)colyvinyl chloride(PVC) cable

中图分类号：TM249 文献标识码：A 文章编号：

1引言

目前，发电厂的低压电缆选型中，鉴于环保型和良好的物理性能，许多工程已逐渐将电缆的选型由聚氯乙烯（PVC）型向交联聚乙烯（XLPE）型转变，但有些工程却因为考虑到造价，仍大量采用聚氯乙烯电缆。随着交联聚乙烯电缆造价的逐步降低，铜材、铝材价格的逐步走高，情况发生了变化，绝缘材料在电缆造价中的比重已经很低。本文将根据已投产的135MW、300MW及600MW工程中低压电缆的截面及用量，对两种类型电缆性能及造价进行比较。

2性能比较

2.1 化学耐热性比较

表2-1 PVC,PE,XLPE的耐热特性

表2-2 电缆绝缘常用聚合物耐热性能图表

根据表2-1、表2-2所示电缆绝缘的耐热性，聚氯乙烯PVC电缆的绝缘材料是热塑性材料，机械性能在很大程度上取决于聚合物的结晶体。在电和热的作用下，尤其电缆在过电流或短路故障时，温度可能升高使内部产生软化变形，导致绝缘性能降低，其它绝缘损坏；而交联聚乙烯电缆的绝缘材料是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。因此，相比较而言PVC耐热性较差，工作温度较低，热膨胀会导致PVC收缩不均，易使其发生损坏，且不易用于-15度以下的低温环境；XLPE耐热性性能较PVC强，也适用于低温环境。

2.2 物理性能比较

表2-3 各种绝缘材料的物理性能

表2-4 聚合物绝缘材料特性比较表

表2-3 所示，XLPE的抗拉性能和抗磨性都较PVC高。

表2-4所示，PVC热阻系数高，因此，其散热性能差。XLPE介电常数、介质损耗较PVC小得多，因此电缆线损小。另外，XLPE的相对密度小，因此，相同载流量的情况下交联聚乙烯绝缘电缆比聚氯乙烯绝缘电缆重量轻，直径要小，安装敷设方便，附件接头简单，更适于工程中广泛采用。

2.3环保性比较

目前，电缆的绝缘用材或构造均向环保型发展。其中PVC全部或部分采用含卤的聚氯乙烯材料，因而具有良好的阻燃特性。但是在电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体，卤酸气体对周围的电气设备有腐蚀性危害，救援人员需要带上防毒面具才能接近现场进行灭火。电缆燃烧时给周围电气设备以及救援人员造成危害，不利于灭火救援工作，从而导致严重的“二次危害”。而无卤低烟的阻燃交联聚乙烯（XLPE），不仅具有更好的阻燃特性，而且在电缆燃烧时没有卤酸气体放出，电缆的发烟量也小，发烟量也接近于公认的“低烟”水平。

3载流量比较

由于XLPE的容许最高工作温度较大，从而按载流量确定的电缆导体截面可较小。根据《电力工程电缆设计规范》GB 50217-2007附录C，鉴于目前发电厂设计中，电缆的敷设方式多为空气中敷设，因此，此处仅比较空气中敷设的PVC和XLPE的载流量。

经比较，同等截面的单芯电缆，XLPE与PVC载流量相当；同等截面的两芯电缆，XLPE较PVC载流量大1.36~1.66倍；同等截面的三芯（四芯）电缆，XLPE较PVC载流量大1.25~1.48倍，平均大约1.35倍，因此，对于同一负荷，当选用双芯或三芯（四芯）电缆时，电缆截面可以小一档，同时也有利于电缆敷设和电缆构筑物的减少。

4经济性比较

低压系统中挤塑类PVC型电缆广泛应用的主要因素是其造价较低，而交联聚乙烯（XLPE）型电缆在近十年来也大量应用，我国XLPE电缆生产能力有了充足发展，两种材料的价格差距逐渐缩小， XLPE电缆的经济性已与PVC电缆不相上下。

经价格核算，2*135MW机组低压动力电缆采用聚氯乙烯电缆总价为416.358万元，若采用交联聚乙烯电缆总价为342.743万元，较聚氯乙烯电缆可以节省73.615万元；2*300MW机组低压动力电缆采用聚氯乙烯电缆总价为830.72万元，若采用交联聚乙烯电缆总价为676.398万元，较聚氯乙烯电缆可以节省154.322万元； 2*600MW机组低压动力电缆采用聚氯乙烯电缆总价为2647.04万元，若采用交联聚乙烯电缆总价为2148.92万元，较聚氯乙烯电缆可以节省498.12万元。

综上可以看出，相同截面的交联聚乙烯电缆比聚氯乙烯电缆价格约高1%左右，但是，由于载流量不同，采用交联聚乙烯可以较聚氯乙烯电缆截面降低一个等级使用，因此，总价上比较，采用交联聚乙烯电缆造价可降低约18%，较聚氯乙烯更为经济。

5结束语

过往，工程中在低压大量采用聚氯乙烯，主要是考虑交联聚乙烯的价格较高，会造成电厂电缆成本的增加，但就目前交联聚乙烯的发展情况，其相同截面的价格与聚氯乙烯几乎没有差别，且从工程使用的总量来看，采用交联聚乙烯更加经济合理。另外，从气候方面考虑，交联聚乙烯电缆适用的温度范围更广。因此，采用交联聚乙烯电缆即可节省造价，又可为业主提供更先进的产品，建议在以后工程中大力推广交联聚乙烯电缆。

【参考文献】

[1]王伟 李云才等交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆技术基础 西北工业大学出版社2005年9月第二版

[2]电力工程电缆设计规范 GB 50217-2007

[3]阿依古丽 王莉 努斯热提交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆在低压配电网中的应用新疆石油科技2007年第1期(第17卷)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。