【电缆知识】第3章-导线和电缆截面的选择

导线和电缆的截面选择原则导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原则为：
1.按允许载流量选择导线和电缆的截面
通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。

2.按允许电压损失选择导线和截面
在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失。

3.按经济电流密度选择导线和电缆截面便
经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。

按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。

4.按机械强度选择导线和电缆截面
这是对架空线路而言的,要求所选的截面不小于其最小允许截面，即
S≥Sm.min
式中，Sm.min为机械强度最小允许截面（附表A-15），对电缆不必校验其机械强度。

5.短路热稳定校验
架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定
校验，即
选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中截面数最大的截面。

导线截面的选择电线、电缆截面选择应满意发热条件、电压损失、机械强度等要求，以保证平安、牢靠、经济、合理地运行。

1.选择方法：选择导线截面时，一般可按下列步骤进行：1)对于距离L≤200m且负荷电流较大的供电线路，一般先按发热条件的计算方法选择导线截面，然后按电压损失和机械强度条件进行校验。

2)对于距离L≥200m且电压水平要求较高的供电线路，应先按电压损失的计算方法选择截面，然后用发热条件和机械强度条件进行校验。

2.按发热条件选择：按发热条件选择导线截面，就是要求导线的允许载流量不得小于线路的计算电流，即：IN≥I30式中：I30?D线路的计算电流（A）；IN ?D导线、电缆的允许载流量（A）。

3.按允许电压损耗选择导线截面：任何输电线路都存在着线路阻抗，当电流通过线路时，必将在线路阻抗上产生压降。

为了保证用电设备的正常运行，用电设备的端电压必需在要求范围内，所以对线路的电压损耗也须限定在规定的允许值内。

为了保证电压损耗在允许值范围内，可以用增大导线截面来解决。

1)电压损耗：是指线路的始端电压与终端电压有效值的差，即：△U＝U1-U2式中：U1－线路始端电压（V）；U2－线路终端电压（V）。

△U是电压损耗的肯定值表示法，在实际应用中，所涉及的电压常有多种等级，这时用肯定值表示电压损失就不便于各种等级间进行比较，因此常用相对值来表示电压损耗的程度，工程上通常用△U与额定电压的百分比来表示电压损耗的程度，即：△U％=式中: UN?D线路额定电压（V）。

在进行设计时，通常给定电压损耗的允许值，而通过选择导线的截面来满意要求。

《全国供用电规章》中规定：l 35KV及以上供电和电压质量有特别要求的用户，电压波动的幅度不应超过额定电压的±5%；l 10KV及以下高压供电和低压电力的用户，电压波动幅度不应超过额定电压的±7%；对低压照明用户，电压波动幅度不应超过额定电压的＋5%，－104.零线截面的选择方法a.三相四线制供电线路中的零线截面，可依据流过的最大电流值按发热条件进行选择。

导线和电缆截面的选择各级电压电力线路输送容量及距离的大致范围一.根据设计经验,选择导线和电缆截面⒈10KV及以下高压线路及低压动力线路①按发热条件来选择截面;②校验电压损耗;③校验机械强度;④对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求;2.低压照明线路①按电压损耗条件选择截面;②校验发热条件;③校验机械强度;④对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求;3.对长距离大电流及35KV以上的高压线路①按经济电流密度选择经济截面;②校验电压损耗;③校验发热条件;④校验机械强度;⑤对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求;二.选择导线和电缆的条件说明1. 发热条件①三相系统相线截面的选择导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。

按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应使其允许载流量I al 不小于通过相线的计算电流I 30,即:I al ≥I 30其中I 30=ϕUCOS P3P —负载功率(W) U —负载线电压(V) ϕCOS --负载功率因率如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时,则导线的允许载流量应乘以温度校正系数。

（即I al *K θ）K θ=00θθθθ-'-al alal θ--导线额定负荷时的最高允许温度； 0θ--导线的允许载流量所采用的环境温度； '0θ--导线敷设地点实际的环境温度；在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温；在室内，环境温度一般取当地最热月平均最高气温加5℃；对土中直埋的电缆，取当地最热月地下0.8—1m 的土壤平均温度,亦可近似地取当地最热月平均气温;附表一:导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数②中性线和保护线截面的选择A. 中性线(N线)截面的选择一般三相四线制线路的中性线截面A0,应不小于相线截面Aϕ的50%,即A0≥0.5 Aϕ对于由三相四线线路引出的两相三线线路和单相线路,由于其中性线电流与相线电流相等,因此它们的中性线截面A0应与相线截面Aϕ相同,即A0=AϕB.保护线(PE线)截面的选择根据短路热稳定的要求,保护线(PE线)截面A PE,按GB50054-95《低压配电设计规范》规定:(1)当Aϕ≤16mm^2时A PE≥Aϕ(2)当16mm^2< Aϕ≤35mm^2时 A PE≥16mm^2(3)当Aϕ>35mm^2时 A PE≥0.5 Aϕ★通信行业要求: A PE=35mm^2C.保护中性线(PEN线)截面的选择保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能,因此其截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求,取其中的最大值。

电线及电缆截面的选择及计算低压导线截面的选择，有关的文件只规定了最小截面，有的以变压器容量为依据，有的选择几种导线列表说明，在供电半径上则规定不超过0.5km。

本文介绍一种简单公式作为导线选择和供电半径确定的依据，供电参考。

1 低压导线截面的选择1.1 选择低压导线可用下式简单计算：S=PL/CΔU％(1)式中P——有功功率，kW；L——输送距离，m；C——电压损失系数。

系数C可选择：三相四线制供电且各相负荷均匀时，铜导线为85，铝导线为50；单相220V供电时，铜导线为14，铝导线为8.3。

(1)确定ΔU％的建议。

根据《供电营业规则》(以下简称《规则》)中关于电压质量标准的要求来求取。

即：10kV及以下三相供电的用户受电端供电电压允许偏差为额定电压的±7％；对于380V则为407～354V；220V单相供电，为额定电压的＋5％，－10％，即231～198V。

就是说只要末端电压不低于354V和198V就符合《规则》要求，而有的介绍ΔU％采用7％，笔者建议应予以纠正。

因此，在计算导线截面时，不应采用7％的电压损失系数，而应通过计算保证电压偏差不低于－7％(380V线路)和－10％（220V线路），从而就可满足用户要求。

(2)确定ΔU％的计算公式。

根据电压偏差计算公式，Δδ％=(UU n)/U n×100，可改写为：Δδ=(U1－ΔU－U n)/U n，整理后得：2－ΔU=U1－U n－Δδ．U n (2)对于三相四线制用(2)式：ΔU=400－380－(－0.07×380)=46.6V,所以ΔU％=ΔU/U1×100=46.6/400×100=11.65；对于单相220V，ΔU=230－220－(－0.1×220)=32V，所以ΔU％=ΔU/U1×100=32/230×100=13.91。

1.2 低压导线截面计算公式1.2.1三相四线制：导线为铜线时，S st=PL/85×11.65=1.01PL×10－3mm2(3)导线为铝线时，S sl=PL/50×11.65=1.72PL×10－3mm2(4)1.2.2对于单相220V：导线为铜线时，S dt=PL/14×13.91=5.14PL×10－3mm2(5)导线为铝线时，S dl=PL/8.3×13.91=8.66PL×10－3mm2(6)式中下角标s、d、t、l分别表示三相、单相、铜、铝。

导线及电缆截面选择在电气工程中，导线及电缆的截面选择是非常重要的一项任务。

适宜的导线及电缆截面可以确保电流传输的平安和可靠，同时还可以减少能量损耗和本钱开支。

本文将介绍导线及电缆截面选择的相关知识和方法。

1. 电流载荷导线及电缆截面选择的首要考虑因素是电流载荷。

根据电路的要求，我们需要确定导线或电缆可以承受的最大电流。

一般来说，电流载荷可以通过计算得到，但也可以通过实际测试来确定。

在确定电流载荷后，我们可以根据一定的平安系数选择适宜的导线或电缆截面。

2. 电压降电压降是指电流在导线或电缆中流动时，电压沿着导线或电缆长度方向的降低量。

电压降与导线或电缆的电阻有关，电阻越大，电压降越大。

在导线及电缆截面选择时，我们需要考虑电压降是否满足电路要求。

通常情况下，电压降应该控制在一定的范围内，以确保电路正常工作，同时防止能量损耗。

3. 导线或电缆材料导线或电缆的材料也是选择截面的重要考虑因素之一。

常见的导线或电缆材料包括铜和铝。

铜具有良好的导电性能和机械强度，但价格较高。

铝的导电性能略低于铜，但价格较低。

在选择导线或电缆截面时，我们需要根据不同的要求和预算，选择适宜的导线或电缆材料。

4. 环境条件不同的环境条件对导线及电缆截面选择也有一定影响。

例如，高温环境下，导线或电缆的温度可能会升高，因此需要选择能够承受高温的导线或电缆截面。

同样，潮湿环境下，我们需要选择能够耐潮湿的导线或电缆。

因此，在选择导线或电缆截面时，我们需要充分考虑环境条件，以确保其可靠性和平安性。

5. 系统的经济性在导线及电缆截面选择时，还需要考虑整个系统的经济性。

换句话说，我们需要找到既能满足电流载荷和电压降要求，又能有效降低本钱的截面选择。

在此过程中，我们可以通过比拟不同截面的价格和性能来做出决策。

6. 截面选择方法导线及电缆截面选择的方法主要有经验法和计算法。

经验法是根据以往的经验和类似案例来选择导线或电缆截面。

这种方法简单直观，但可能不是最优的选择。

电缆线路与电缆截面的选择电缆线路与电缆截面的选择一、电缆线路在矿井井下由于受空间限制和安全上的需要，除架线电机车外均采用电缆线路。

电力电缆按绝缘材料可分为：橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆、油浸纸绝缘电缆三种。

目前油浸纸绝缘电缆在煤矿已很少使用，故不讲。

1.矿用橡套电缆橡胶绝缘电缆也称橡套电缆。

橡套电缆因结构和材料不同可分为普通橡套电缆和矿用橡套电缆等多种类型；矿用橡套电缆又分为屏蔽型和非屏蔽型两种。

1）非屏蔽型矿用橡套电缆与普通橡套电缆相同，只是其护套采用氯丁橡胶制成。

氯丁橡胶同样可燃，但它燃烧时产生的氯化氢气体不助燃，并能将火焰包围起来使之与空气隔离，很快熄灭。

故其适于在易燃易爆的场所使用。

2）屏蔽型矿用橡套电缆屏蔽型矿用橡套电缆的主要结构与其它橡套电缆基本相同，只是在其导电芯线橡胶绝缘层外又包了一层屏蔽层。

屏蔽层有半导电橡胶或铜丝尼龙编织网两种。

图7-9为国产煤矿用低压屏蔽电缆的结构图，其垫芯1用导电橡胶制成，接地裸芯线6与导电橡胶紧密接触连为一体。

在屏蔽电缆中，由于各屏蔽层都是接地的，所以当任一主芯线绝缘破坏时，首先通过屏蔽层接地造成接地故障，使漏电保护装置动作提前切断电源。

这样可以防止发生严重的相间短路故障，引起电缆放炮；又可防止漏电火花或短路电弧外露引起易燃易爆物的燃烧和爆炸。

所以，屏蔽电缆特别适用于向有爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备供电。

MCPTJ型煤矿用移动屏蔽监视型橡套电缆的结构在煤矿井下的综采工作面和综掘工作面常采用移动变电站供电，为了保证安全，向移动变电站供电的高压电缆必须采用煤矿用移动屏蔽监视型橡套电缆。

图中1为电缆的导电芯线，在其外绕包的导电胶布带2起均匀电场的作用。

在内绝缘3外，包有由铜丝尼龙网做成的分相屏蔽层4，然后通过分相绝缘5将三相分开。

各分相屏蔽层连接在一起作为电缆的接地芯线。

在分相绝缘5外又统包了一层导电胶布带6，作为总的屏蔽层。

电缆中的三根监视线10，经导电橡胶与总屏蔽层紧密接触。

导线截面的选择：1、导线截面的选择：为了保证供电线路安全、可靠、经济地运行，导线截面选择必须同时满足下列三个条件。

（1）按导线安全载流量选择，负载的计算电流为K×ΣP 三相四线制线路上，I＝-------------------- （A）√3×U ×COSφΣP 二相制线路上，I＝-------------------- （A）U×COSφ式中：K――需要系数，因为许多负载不一定同时使用，也不一定同时满载，还要考虑电机的效率不等于1，所以需要打一个折扣，称为需要系数；取0.5～1.0。

U――线电压；∑P――各负载铭牌上标志的功率的总和；COSφ――负载的平均功率因数。

（2）按容许电压降选择导线截面当供电线路很长时，线路上的电压降就比较大，导线上的电压降应不超过规定的容许电压降。

导线截面计算式为：ΣP×L S＝-------------------- （mm2）C×ε式中：ΣP×L――负荷力矩的总和，KW&#8226;M；C――计算系数，在三相四线制供电线路上，铜线的计算系数为77，铝线为46.3；在单相220V供电时，铜线为12.8，铝线为7.75；ε――容许电压降，一般电网规定的容许电压降为5％，临时供电线路可降到8％。

（3）按导线应能承受最低的机械强度选择导线截面JGJ46－88中规定：架空线必须采用绝缘铜线或绝缘铝线。

为满足机械强度要求，绝缘铝线截面不小于16mm2；绝缘铜线截面不小于10 mm2；跨越铁路、公路、河流、电力线路档距内的架空绝缘铝线最小截面不小于35 mm2；绝缘铜线不小于16 mm2。

总之，导线截面的选择必须满足上面的三个条件。

选用时一般先按安全载流量进行计算，初选后再对其它两个条件进行核算，直至符合要求为止。

2、线路计算：（1）、总电源线路计算总电源位于配电间处，由电源直接接出，负责现场整体用电情况。