导线选择介绍
导线选择介绍
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一、 按发热条件选择
(一) 满足的条件
负荷电流通过导线和电缆时,由于导线和电缆具有一定的电阻,因此要产生一定的功率损耗,使导线和电缆发热,温度升高。绝缘导线和电缆的发热温度过高时,将使其绝缘损坏,甚至引起火灾;裸导线的发热温度过高时,会使导线及导线的接头处氧化加剧,增大接头的接触电阻,使之进一步加热氧化,甚至发展到断线。因此,导线和电缆的发热温度不能超过允许值,见表1-1。
导线在正常和短路时的最高允许温度 表1-1
导线种类和材料 最高允许温度(0℃) 导线种类和材料 最高允许温度(0℃) 正常时 短路时 正常时 短路时
1、母线 铜
铝
钢
2、油浸纸绝缘电缆:
铜芯 1-3KV
6KV
10KV
铝芯 1-3KV
6KV
10KV 70
70
70
80
65
60
80
65
60 300
200
300
250
250
250
200
200
200 3、橡皮绝缘电线和电缆
4、聚氯乙烯绝缘导线和电缆
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5、交联聚氯乙烯电缆
铜芯
铝芯
6、有中间接头的电缆(不包括聚氯乙烯绝缘电缆)
65
65
80
80
—
150
120
230
200
150
按发热条件选择导线和电缆截面时,应使导线和电缆的计算电流Ij不大于其允许载流量(允许持续电流)Ie
即 Ij≤Ie
(二)导线载流量的计算口诀
导线的载流量与导线截面有关,也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关,影响的因素较多,计算也较复杂。
各种导线的载流量通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算,便可直接算出,不必查表。
1.口诀 铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系
10下五 100上二,
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四、三界,
70、95,两倍半,
穿管、温度,八、九折。
裸线加一半,
铜线升级算。
2.说明 口诀对各种截面的载流量(安)不是直接指出的,而是用截面乘上一定的倍数来表示。为此将我国常用导线标称截面(平方毫米)排列如下:
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5、4、6、10、16、2更多内容请访问久久建筑网
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5、50、70、9更多内容请访问久久建筑网
5、120、150、185……
(1)第一句口诀指出铝芯绝缘线载流量(安)、可按截面的倍数来计算。口诀中的阿拉伯数码表示导线截面(平方毫米),汉字数字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来如下:
1 ~ 10 16 、25 35 、50 70 、95 120以上
︸ ︸ ︸ ︸ ︸
五倍 四倍 三倍 二倍半 二倍
现在再和口诀对照就更清楚了,口诀“10下五”是指截面在10以下,载流量都是截面数值的五倍。“100上二”(读百上二)是指截面100以上的载流量是截面数值的二倍。截面为25与35是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“2更多内容请访问久久建筑网
5、35,四三界”。而截面70、95则为二点五倍。从上面的排列可以看出:除10以下及100以上之外,中间的导线截面是每两种规格属同一倍数。
例如铝芯绝缘线,环境温度为不大于25℃时的载流量的计算:
当截面为6平方毫米时,算得载流量为30安;
当截面为150平方毫米时,算得载流量为300安;
当截面为70平方毫米时,算得载流量为175安。
从以上的排列还可以看出:倍数随截面的增大而减小,在倍数转变的交界处,误差稍大些。比如截面25与35是四倍与三倍的分界处,25属四倍的范围,它按口诀算为100安,但按手册为97安;而35则相反,按口诀算为105安,但查表为117安。不过这对使用的影响并不大。当然,若能“胸中有数”,在选择导线截面时,25的不让它满到100安,35的则可略为超过105安便更准确了。同样,2.5平方毫米的导线位置在五倍的始端,实际便不止五倍(最大可达20安以上),不过为了减少导线内的电能损耗,通常电流都不用到这么大,手册中一般只标12安。
(2)后面三句口诀便是对条件改变的处理。“穿管、温度,八、九折”是指:若是穿管敷设(包括槽板等敷设、即导线加有保护套层,不明露的),计算后再打八折;若环境温度超过25℃,计算后再打九折,若既穿管敷设,温度又超过25℃,则打八折后再打九折,或简单按一次打七折计算。
关于环境温度,按规定是指夏天最热月的平均最高温度。实际上,温度是变动的,一般情况下,它影响导线载流量并不很大。因此,只对某些高温车间或较热地区超过25℃较多时,才考虑打折扣。
例如对铝芯绝缘线在不同条件下载流量的计算:
当截面为10平方毫米时,则载流量为10×5×0.8=40安;若为高温,则载流量为10×5×0.9=45安;若是穿管又是高温,则载流量为10×5×0.7=35安。
(3)对于裸铝线的载流量,口诀指出“裸线加一半”,即计算后再加一半。这是
指同样截面裸铝线与铝芯绝缘线比较,载流量可加大一半。
例如对裸铝线载流量的计算:
当截面为16平方毫米时,则载流量为16×4×1.5=96安,若在高温下,则载流量为16×4×1.5×0.9=86.4安。
(4) 对于铜导线的载流量,口诀指出“铜线升级算”,即将铜导线的截面按截面排 顺序提升一级,再按相应的铝线条件计算。
例如截面为35平方毫米裸铜线环境温度为25℃,载流量的计算为:按升级为50平方毫米裸铝线即得50×3×1.5=225安。
对于电缆,口诀中没有介绍。一般直接埋地的高压电缆,大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算。比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35×3=105安。95平方毫米的约为95×2.5≈238安。
三相四线制中的零线截面,通常选为相线截面的½左右。当然也不得小于按机械强度要求所允许的最小截面。在单相线路中,由于零线和相线所通过的负荷电流相同,因此零线截面应与相线截面相同。
二、 按机械强度选择
架空线路的导线经常受风、冰、雨及温度变化等作用,以及周围空气所含化学杂质的侵蚀,
因此必须有足够的机械强度,才能保证安全运行。架空线路导线的最小允许截面,见表1-2。 架空裸导线最小允许截面 表1-2
导 线 种 类 高 压 (6千付以上) 低 压
居 民 区 非 居 民 区
铝及铝合金
钢芯 铝线
铜 线 35平方毫米
25平方毫米
16平方毫米 25平方毫米
16平方毫米
16平方毫米 16平方毫米
16平方毫米
6平方毫米
三、 按经济电流密度选择
导线截面的选择,既要使电能损耗小,又不要过分地增加线路投资、维修费用和 色金属消耗量。我国目前规定采用的经济电流密度,见表1-3。
经 济 电 流 密 度(安/毫米²) 表1-3
线路类别 导线材料 年 最 大 负 荷 利 用 小 时
3000以下 3000~5000 5000以上
架空线路 铝
铜 1.65
3.00 1.15
2.25 0.90
1.75
电缆线路 铝
铜 1092
2.5 1.73
2.25 1.54
2.00
按经济电流密度选择的导线和电缆截面,叫经济截面。经济截面S可由下式求得: S=Ij/j
式中 j——经济电流密度。
按经济电流密度选择导线和电缆,一般只用于高压线路。
例题 有一条LJ铝绞线架设的10千伏架空线路,计算负荷为1280千瓦,cosΦ=0.9,年利用
时间为4200小时。试选择其经济截面。并校验其发热条件和机械强度。
解 (1)选择经济截面。
Ij=P/3½•U•cosø=1280/3½×10×0.9≈82安 由表1-3查得经济电流密度j=1.15安/毫米²,带入可得:
S=Ij/j=82/1.15≈71毫米²
可选70毫米²,即选LJ-70型铝绞线。
(2)校验发热条件
查手册得知LJ的允许载流量(25℃)
Ij(82安)≤Ie(265安)
可见,选LJ-70能满足发热条件。
(3)校验机械强度。
查表1-3得知高压居民区的架空铝绞线最小允许截面Smin=(25毫米²),
S(70毫米²)>Smin(25毫米²),
可见LJ-70也能满足机械强度要求。
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四、 按允许电压损失选择
由于线路有阻抗,所以在负荷电流通过线路时有一定的电压损失。而按规范要求、用电设备的端电压偏移有一定的允许范围,如线路的电压损失值超过了允许值,则应适当加大导线或电缆的截面,使之满足允许的电压损失值。
为了节省金属起见,使导线与电缆沿各段采用不相等的截面,由始端到末端逐渐减小,具有线路段导线截面不同的干线,可以有好几个方案,把它们按接近于容许电压损失的程度和金属使用量两方面作一比较,便可选出一个指标最佳的方案。