架空线路导线截面的选择

架空线路导线截面积的选择1、架空线路的结构架空线路由导线（一般为钢芯铝绞线）、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。电力线路的结构和敷设1.架空线路架空线路导线结构示意图常用架空线路导线型号及选择•户外架空线路10kV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等级一般采用绝缘导线。•裸导线常用的型号及适用范围为：（1）铝绞线（LJ）导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于6～10kV的线路，其受力不大，杆距不超过100～125m。（2）钢芯铝绞线（LGJ）在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。（3）铜绞线（TJ）导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF）具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。1、电缆的结构•电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。电缆线路环氧树脂中间头示意图2、电缆头•电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。•电缆头是电缆的最薄弱环节。对电缆头的基本要求：①保证密封是对电缆头最重要的要求之一。②电缆头的绝缘强度。3、常用电力电缆型号及选择原则（1）电力电缆型号的表示和含义表5-1•①塑料绝缘电力电缆常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已达10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（已达110kV电压等级）。•②油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。•③橡胶绝缘电缆一般用作低压电缆。（1）、电缆直接埋地敷设4、电缆的敷设（2）电缆沟敷设（3）沿墙敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病在国外已被广泛应用，近年来国内也正在推广采用。（4）电缆桥架敷设•车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。•室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。•室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线。车间线路的结构和敷设1、绝缘导线的结构和敷设•绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。•绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。2、常用绝缘导线型号及选择•塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。•常用塑料绝缘线型号有：BLV，BV；BX，BLX。3、裸导线的结构和敷设•车间内及柜内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。•常用矩形裸导线线型号有：LMY(硬铝母线)TMY(硬铜母线)以采用LMY型硬铝母线最为普遍。•现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线。•为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81《电工成套装置中的导线颜色》规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。交流三相系统中裸导线的涂色黄绿双色淡蓝红绿黄涂漆颜色PE线N线和PEN线C线B线A线裸导线类别为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件：•发热条件•电压损耗•经济电流密度•机械强度1.导线和电缆截面选择原则导线和电缆截面的选择根据设计经验:低压动力线，因其负荷电流较大，所以一般先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线，因其对电压水平要求较高，所以一般先按允许电压损耗条件来选择截面，然后校验其发热条件和机械强度。高压架空线路，则往往先按其经济电流密度条件来选择截面，再校验其他条件。这样选择，通常容易满足要求，较少返工。1、三相系统相线截面的选择：导线和电缆有最高允许温度。计算电流I30允许载流量Ial，即Ial≥I30按允许载流量选择截面时须注意：若实际环境温度与规定的环境温度不一致温度修正系数KθIal′=KθIal2.按发热条件选择导线和电缆截面2、中性线截面的选择•①一般三相四线制线路中A0≥0.5Aφ•②由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路A0=Aφ•③如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过中性线，此时A0≥Aφ3、保护线（PE线）截面的选择•根据短路热稳定度的要求，按GB50054–95低压配电设计规范规定：（1）当Aφ≤16mm2时APE≥Aφ•（2）当16mm2＜Aφ≤35mm2时APE≥16mm2•(3)当Aφ≥35mm2时APE≥0.5Aφ因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选。4、保护中性线（PEN线）截面的选择1.计算线路中的计算电流P30=Pe/η=40/0.85=47KWI30=P30/=89A2.相线截面的选择因为是三相四线制线路，所以查4根单芯线穿钢管的参数，查附录表得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为35mm2的BLV型导线，在环境温度为25℃时的允许载流量为80A，其正常最高允许温度为65℃，即Ial=80A例1有一条220/380V的三相四线制线路，采用BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为15℃。该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数为0.8，效率为0.85，试按发热条件选择导线截面。•θal=65℃θ0=25℃温度校正系数为•导线的实际允许载流量为•3.保护线APE的选择按APE≥0.5Aφ要求，选APE=25mm2按经济电流密度计算导线经济截面的公式为ecjecAececjIA30按经济电流密度选择导线和电缆截面例2有一条用LJ型铝绞线架设的长5km的35kV架空线路，计算负荷4830kW，。试选择其截面。hT4800,7.0cosmaxAUPIN1147.03534830cos33030查表5-3得，，因此2/15.1mmAjec2309915.1114mmjIAecec选最接近的截面95mm2，即选LJ-95型铝绞线。2）校验发热条件查附录表得LJ-95的允许载流量为解：1）根据经验分析应按经济电流密度选择导线截面，并校验其发热条件和机械强度。AIAIal11432530因此满足发热条件。3）校验机械强度查附录表得35kV架空线路铝绞线的最小允许截面为因此也满足机械强度要求。2min35mmA1、集中负荷的三相线路电压损失的计算*用负荷功率p、q计算时，电压损耗一般公式为NUqXpRU)(按电压损耗选择导线和电缆截面*线路电压损耗的百分值为100%NUUU线路的电压损失不宜超过规定值：一般不超过线路额定电压的5%；对视觉要求较高的照明电路，则为2%～3%。例3、试验算例2所选LJ-95型铝绞线是否满足允许电压损耗5%的要求（导线水平排列，线距为1m）。解：由例2知7.0cos,483030kWPvar4830tan,1tan303030kPPQ又因为和，查附录表3得maaav26.126.1295mmAkmXkmR/35.0,/36.000故线路的电压损耗值为VUqXpRUN49035)35.05(4830)36.05(4830线路损耗的百分值为%4.1%10035000490%100%NUUU电压损耗小于，因此LJ-95满足允许电压损耗要求。%5%alU*对于无感线路，电压损耗公式为NNUUpRIriRU(Pr))()(3)(3*对于均一无感线路（全线导线型号一致），电压损耗公式为NNNAUMAUPlAUpLU)()(*均一无感的三相线路电压损耗百分值为CAMAUMUN2100%由上面公式可得均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面的公式为（常用于照明线路导线截面的选择）%alU%alUCMA•【例3.2】某学生宿舍楼白炽灯照明的计算负荷为50kW，由100m远处的变电所用橡皮绝缘铝线（BLX）供电，供电方式为三相五线制，要求这段线路的电压损耗不超过2.5%•【解】•所以，选择截面积为50mm2的橡皮绝缘铝线。25010043.246.32.5JSPLSmmCU令，为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则)2(3210LLIRUILi202、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算例4某220/380V的TN-C线路，采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷，环境温度为35℃，允许电压损耗为5%，试选择导线截面。8.0cos,201kWp8.0cosvar,1575.020)8.0(arccos20tan111kpq解：1）线路等效变换将均匀分布的负荷线路等效为集中原集中负荷原分布负荷变换为集中负荷7.0cos,3060)/(5.022kWmmmWkp2）按发热条件选择导线截面线路上总的负荷为var30)7.0tan(arccos30tan222kpqAUSIAkVQPSkqqQkWppPN10238.033.673.3.674550var45301550302022222121按I=102A查附录表13-1，得BLX-500型导线A=35mm2在35℃时的，则可选型导线三根作相线，另选型导线一根作保护中性线（PEN线）。AIAIal102119351500BLX251500BLX3）校验机械强度查附录表15-2知，按明敷在绝缘支持件上，且支持点间距按最大来考虑，其最小允许截面为10mm2，因此以上所选相线和PEN线均满足机械强度要求。kmR/06.10kmX/241.00VUXLqLqRLpLpUN09.7)()(0221102211%5%%87.1%10038009.7%100%alNUUUU因此所选导线满足电压损耗要求。4）校验电压损耗按A=35mm2查附录表16-2，得明敷铝芯绝缘线的，因此线路的电压损耗为•【例3.4】某建筑工地上的计算负荷为30kW，cosφ=0.78，距变电所240m，采用铝线架空敷设，环境温度为30℃，试选择输电线路的•【解】(1)首先按发热条件选择导线截面。•计算电流为：•查附录1，铝线明敷设，环境温度为30℃时，选用BLX—4×16mm2导线，其安全载流量为79A，大于58.4A。30100058.433cos33800.78NNJSNNSPIAUU•(2)•①选用BLX—4×16mm2导线，线路上的电压损耗为：•不满足要求，加大导线截面积，选BLX-4×25mm2导线•②选用BLX—4×25mm2导线，线路上的电压损耗为：•仍不满足要求，再加大导线截面积，选BLX-35mm2导线。302409.72%5%46.316PLUCS302406.22%5%46.325PLUCS•③选用BLX—4×35mm2导线，线路上的电压损耗为：•满足要求。•(3)•查表3.2,绝缘导线在户外敷设，铝线的最小截面为10mm2•35mm2＞10mm2•所以，最后选择导线截面积为35mm2302404.44%5%46.335PLUCS母线、电缆和绝缘导线的校验（一）母线的校验母线在按发热条件选择后，应校验其短路的动稳定度和热稳定度。（二）电缆和绝缘导线的校验电缆和绝缘导线不需要校验其短路的动稳定度，但需要校验热稳定度。