导线截面的经济选择

导线截面的经济选择《导线截面的经济选择》作者；樊献民2008年10月摘要；在低压供用电线路中，由于用电负载的情况和用电方式的不同，电线电缆的型号和敷设环境的不同以及供电距离的不等，我们应该在考理安全运行的前提下重视考理按经济运行的原则来选择不同的导线截面。关键词；导线截面安全载流经济载流节能选择㈠低压导线选择线径的条件⑴用电负载与形式：①住宅生活用电；生活用电负载是高峰时间性集中，总供电线路为三相五线制或三相四线制，用户通常是单相用电，因此，所用的零线线径必须和相线线径一样，包括总供电零线，接地线可以是相线二分之一。②工业生产用电；工业用电由于企业的产品的原因，用电的情况也不相等，有动力设备的大小不同，设备运行的时间不同，功率因数不同，等等；工业用电除了照明线路单相用电以外，其余用电三相为主，此时，零线线径可以按照预算零线电流，适当放宽一个档次的线径，或者，就相线的二分之一至三分之一，接地线可以和零线同一规格。③其它用电；既有三相动力用电又有单相用电的特殊用电，此时，零线线径是相线线径的三分之二或二分之一，接地线也可以和零线同一规格或小一个规格。⑵供电导线的形式与材料：①有裸铝绞线，有钢芯裸铝绞线，聚氯乙烯塑料铝线，聚氯乙烯塑料铜芯线。氯丁橡胶铝线，氯丁橡胶铜芯线，橡皮绝缘线，及护套线等等，还有橡皮电缆，聚氯乙烯塑料电缆，很多；有单芯线，多芯线，单股线，多股线，多股平行线，等等。（本文以聚氯乙烯塑料铜芯线和电缆为着重，其它可作相应参考。）⑶供电线路敷设的形式：①架空敷设；考理到机械强度，将导线安一定距离，腾空绑扎在绝缘子上。作者；樊献民2008-101导线截面的经济选择②电缆桥架敷设；电缆敷设在桥架无孔托盘内、有孔托盘内、托架上、梯架上有盖或无盖。为了考理到电缆散热，工程中尽量不采用有盖无孔托盘式桥架，在不需要电磁屏蔽、粉尘不太多的场所，建议采用有孔托盘式桥架；当电缆垂直敷设时，则应配专用落火桥架，或采用梯架式桥架，便于多点捆扎，减少电缆线下垂的重力，使电缆均刀受力。③电缆沟敷设；电缆沟敷设是按照电缆的条数，总发热量，通风情况等预先设计规划好的包括预留位置。④电缆直埋敷设；深埋和浅埋，土壤散热情况等，多会给电缆的散热带来影响，这种电缆选择时必须是铠装电缆。⑤穿管敷设；有铁管、镀锌管，有PVC阻燃电线管；也可架空，也可地埋等。⑥导线敷设方式不同，散热环境越好，能量的损耗越少；它的温度校正系数也不相同。⑷输电导线的供用电距离；①供电线路的敷设走向必须重视，距离越近，电能损失越少；输送距离太远，为了减小电压降和电能损失，必须加粗线径，提高电能的利用的效率。㈡供电导线线径截面的选择；⑴按照安全载流量选择；①导线中通过的电流是有一定限度的，如果散发的热量正好等于导线通过电流所产生的热量，即导线的温度不再继续升高；而且，这个温度刚好是导线绝缘的最高允许温度（一般规定为65℃），这时的电流就是该导线的安全载流量，或者称导线的安全电流量。②安全载流量，只是考虑了导线在单位长度时的温升和发热情况，而没有考虑到电压降的问题、和机械强度问题，因此，特别提醒在选择导线时，注意！③选择截面时应留有余量；一是为了减少导线本身的电能耗损和电压降，二是降低导线的温升。导线绝缘过早的老化极易引起短路或火灾事故，因此，为防止导线绝缘过早的老化以及，为今后的发展留有余量是有必然的好处。⑵按照经济载流量选择；①经济载流量是导线输电运行的年电能损耗量，与输电导线计划使用年数和初期投资资金进行比较的结果。我国对聚氯乙烯电线电缆选择的一般要求如下表；A/mm²作者；樊献民2008-102导线截面的经济选择最大负荷年利用小时(h)导线材料3000小时以下3000～5000小时5000小时以上铝芯线1.921.731.54铜芯线2.502.252.0其实，上表这些数字在电线电缆截面选择的实际应用中，并起不到真正的作用，因为，电力输送距离的问题，电压降问题，电功率损失问题，特别在中小型，以及民型企业的用电用户中电能损失很大，因此，也只是作个指导性参考，近些年，在国外发达国家的指导参考要求已经在4－70mm²以下为2A/mm²，70－300mm²为1.5A/mm²。②经济载流量问题是要考虑到线路输送的距离，因为太远，导线的截面太细，环境温度太高，等因素，这就造成了供电线路的电压降太大，能量的损失也太多，导线的绝缘加速老化，乃至造成设备不能工作或损坏。③加大导线截面当然是好，但是，也应考虑到初期投入资金，太大也不切合实际。④在工程中，很多时候大多数人是按照安全载流量选择导线的截面积，容易忽略导线实际敷设的环境散热情况和供电距离。距离在100米以外时，必须要考理电压降问题和经济载流量问题；㈢聚氯乙烯塑料铜芯线或电缆线截面的计算；⑴按照电流选择导线的截面；①大家知道导线截面选择的计算是一个非常复杂的一个计算过程。在实际工作中，通常我们选择导线，认真点的是经过复杂的计算，再确定导线的线径截面，一般多数是查查《电工手册》上的安全载流量，按照实际使用情况，借评经验估算一下。其实，很多书刊上或者技术手册上多末能简单说明；多少平方的什么材质的导线、什么保护结构、在什么环境条件下使用和多少供电距离以及什么敷设方式，还有计划使用年数和年用电时间、以简便的快捷方式选择即安全又经济的的导线截面的办法和简单公式。②在《电工手册》上，我们可以看出导线截面的增大和载流量的增大不是一个直线函数，不是每平方可以通过多少电流怎么一个成正比的的关系，它是一个曲线函数，是个随着截面的大小，供电距离的长短和用电环境温度及其它发生变化时所产生的电流大小作者；樊献民2008-103导线截面的经济选择的变量关系；因为增大导线的截面的目的是增大通过导线电流；导线在加粗的同时，按理电阻在减小，但是，电流在增加的同时，导线所产生的热量也在增加；可是，导线敷设环境散热的速度并不会加快；热量的增加，使导线电阻也在相应的增加；此时，可知电路的电能损失使得导线末端的电压也在减小；因此，导线截面每增加一个档次的规格，导线相应成正比的允许通过的经济安全电流在相应减小。③特别指出的是，导线由于供电距离的增大，导线的电阻也在增大，电压降也在增大；因此，在选择导线经济截面时必须着重考虑电能损失问题。⑵用电导线截面的简便估算方法；①《电工手册》，《电工技术常用公式与技术数据手册》，等等，书刊和技术手册中均未能道出一个系统的，简单易记的估算方法。②按照本人四十年的工作经验积累，对750V以下聚氯乙烯塑料铜芯线及1KV以下铜芯电缆线选择的经验方法介绍给大家，以便在工作中以快捷和可靠的导线截面选择；铝芯线也可按照此方法进行计算。③《电工技术常用公式与数据手册》上指，铜芯线在20℃时的直流电阻值为18.8Ω/kmmm²，《电工手册》上是18Ω/kmmm²，《电工速查手册》是18.5Ω/kmmm²，《电工实用技术手册》又是22.3Ω/kmmm²，当然它很可能是指温度在50℃时，《电工速查手册》温度在50℃时是22.6Ω/kmmm²；《电工技术常用公式与数据手册》铝芯线在20℃时的直流电阻值为31.5Ω/kmmm²，《电工手册》上是28.6Ω/kmmm²，《电工速查手册》是31.2Ω/kmmm²，《电工实用技术手册》铝芯线又是36.1Ω/kmmm²，这里它也很可能是指温度在50℃时，《电工速查手册》温度在50℃时是35Ω/kmmm²；这些个数据真是搞的大家不知道到底选哪一个是正确的；？其实《电工速查速算实用手册》说明了一个道理，很多计算，因为。实际情况复杂，所以，计算也太复杂，因此，很多计算是用估算而得的。④导线运行温度，我们一般规定要求导线绝缘外皮的温度不超过75℃，但从我们国家目前的经济发展形势和状况，加上从低碳节能考虑，聚氯乙烯塑料导线绝缘外皮的温度，我认为在发达地区55℃时，已经最为比较理想的经济截面温度，这时导线在20℃时的直流电阻值为18.8Ω/kmmm²数据，再乘上三相电压√3系数，就是铜芯线在55℃时三相运行时的单根导线的总阻抗值为32.6Ω/kmmm²，这个数据的得出，我是选用了《电工技术常用公式与数据手册》上的数据通过变换来选作下面的估算依据。作者；樊献民2008-104导线截面的经济选择⑤截面积每平方毫米铜芯线在100米内，绝缘外皮温度在55℃时的安全经济载流量估算设定值为；7.3A/mm²,1mm²以内I=7.3A×Smm²×0.91,注意；1mm²以内的导线，通常我们不会设计到它的绝缘外皮温度很高，事实上，在使用过程中电压一般也在0.23KV以下，导线的输电距离一般也在100米以内，所以，1mm²以内截面的铜芯线，允许载流量尽可能再放大点，可以按照实际条件放至7.5—9.5A/mm²左右，但是，距离长要考虑电压降问题。1mm²以上；允许I=7.3A×0.91×Smm²；这里表示导线每加大1档规格，即表示1次，加大2次，即表示2次，0.91是一个估算变量系数,假设6mm²铜芯线,它的载流量?即由1mm²的为基数，1.5mm²为1次，2.5mm²为2次，4mm²为3次，6mm²为4次,那么；6mm²的载流量I=7.3A×0.91×6（mm²）=30A.注意;请在6mm²线后面，加一当不常用的特殊规格8mm²线；这样可以使后面的计算有正确性。计算结果见下表1，表2，表格；作者；樊献民2008-105导线截面的经济选择不同截面、不同距离、运行导线外皮温度55℃时,三相额定电压400V铜芯电线电缆的安全经济载流量（A）压降（V）表1；20℃时直流电阻55℃时再乘上载流量压降载流量压降载流量压降载流量压降载流量压降配备断路器Ω/km三相系数1.732截面0.1KMV0.2KMV0.3KMV0.4KMV0.5KMV整定电流103178.400.21.861A68.9119.330.32.662A51.789.540.43.383A41.471.700.54.024A27.647.800.755.75245A18.832.5617.3246A12.521.711.59.962210A7.5213.022.515.12016A4.78.144221825A3.135.436301732A2.354.07836.415352940A1.883.261041.51439.82650A1.182.041660.41357.92463A0.751.302585.81282.422100A0.540.9335109101052010128125A0.380.65501429.51361813126160A0.270.47701818.717416167231225A0.20.34952247.9215152062119827250A0.160.271202577.2247142371922725218315A0.130.221502926.528112269182592224827315A0.10.181853285.931511302162902027924400A0.080.142403875.437210357153431932922400A0.060.113004414.94239.4406133901737420500A0.050.084005354.55138.5493124731545418630A0.040.075006084.55848.5561125381551718800A0.030.056306974.16707.8643116171459217800A作者；樊献民2008-106导线截面的经济选择不同截面、不同距离、运行导线外皮温度55℃时,单相额定电压230V铜芯电线电缆的安全经济载流量（A）压降（V）表2；直流电阻20℃时55℃时再乘上载流量压降载流量压降载流量压降载流量压降载流量压降配备断路器Ω/km单相2系数截面0.1KMV0.2KMV0.3KMV0.4KMV0.5KMV整定电流1032060.21.51A691380.32.22A521030.42.93A41830.53.74A28550.85.5305A193