架空线路导线截面选择共44页

电力线路结构及导线的截面选择摘要：导体（线芯）、绝缘层以及保护层等作为电力线路的重要组成部分，其中导线作为其最主要的原件，其截面的大小与电力网的经济和技术指标有着紧密的联系。

对于35KV以上的架空线路而言，在选择导线截面时首先要考虑经济的因素，然后按照截流量、电晕、机械强度等来对其进行校验。

对于35KV以下的电力网则按照电压损耗率的最大限度来选择导线的截面，校验可以通过载流量以及机械强度来校验。

关键词：电力线路；导线截面架空线路和电缆线路作为电力线路中常见的线路种类，其中架空线路通常情况下设置在露天的杆塔上，而电缆线路则直接埋设在地下或者是设置于电缆沟。

架空线路和电缆线路相比较，其中架空线路的建设费用要比电缆线路低、且施工时间短、运检维修方便，因此架空线路的使用远比电缆线路多。

一般情况下，电缆线路通常应用于负荷密度大、人口稠密等中心城市的繁华地段的建设中。

一、电力线路结构架空线路的组成部分有杆塔、绝缘子、导线、避雷线以及金具等部分，不同的部分发挥的作用也存在区别，其中传输电流、输送电能的为导线，而将雷电引入大地从而保护线路的为避雷线。

而作为导线和避雷线支撑体为杆塔。

绝缘子的主要作用是让导线和杆塔之间无法通电，绝缘子能够承受线路最高运行的电压和各种过电压。

而金具则是将导线与杆塔连接安装以及固定。

上文介绍到导体（线芯）、绝缘层以及保护层是构成电力线路的组成部分，这些部分的作用分别是，导体负责传递电能，而绝缘层其主要隔离不同的线芯、和保护层，因此绝缘层需要具有较好的绝缘性能和耐热性能；而保护绝缘层的部分就是保护层，其能够在电缆运输、储存以及敷设和运行的过程中，保护绝缘层不受到外力的伤害。

对于架空线路而言，由于各个主要元件经常暴露在露天的情况下，常常受到风吹雨淋，同时也极容易受到气温、天气等变化的影响，因此线路会出现退化或者腐蚀的情况。

这就对导线的质量提出了更高的要求。

导线应当具备较好的导电性能、良好的机械强度以及抗腐蚀的能力。

从配电变压器到用电负荷的线路有架空线路和电缆线路两种形式。

无论室内或室外的配电导线及电缆截面的选择方法是一样的。

10.3.1选择导线截面的原则：1.电力电缆缆芯截面选择的基本要求：(1)最大工作电流作用下的缆芯温度，不得超过按电缆使用寿命确定的允许值。

(2)最大短路电流作用时间产生的热效应，应满足热稳定条件。

(3)连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值。

(4)较长距离的大电流回路或35kV以上高压电缆，当符合上述条件时，宜选择经济截面，可按“年费用支出最小”原则。

(5)铝芯电缆截面，不宜小于4mm2。

(6)水下电缆敷设当需缆芯承受拉力且较合理时，可按抗拉要求选用截面。

导线截面的选择应同时满足机械强度、工作电流和允许电压降的要求。

其中导线承受最低的机械强度的要求是指诸如导线的自重、风、雪、冰封等而不致于断线；导线应能满足负载长时间通过正常工作最大电流的需要；及导线上的电压降应不超过规定的允许电压降。

一般公用电网电压降不得超过额定电压的5％。

电力电缆为何发生电压降，什么场合考虑电压降？电力电缆电压降是一个非常重要的问题不可忽视，在购买时一定要考虑压降问题，否则有可能发生不能正常启动现象。

发生这种现象我想大家都不想看到，既然都不想看到这种事情发生，在购买时考虑降压是必要的。

1.电力线路为何会产生“电压降”？英语中，“Voltage drop”就是电压降，“drop”是“往下拉”的意思。

电力线路的电压降是因为导体存在电阻。

正因为此，所以不管导体采用哪种材料（铜，铝）都会造成线路一定的电压损耗，而这种损耗（压降）不大于本身电压的5%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。

例如380V的线路，如果电压降为19V，也即电路电压不低于361V，就不会有很大的问题。

当然我们是希望这种压力降越小越好。

因为压力间本身是一种电力损耗，虽然是不可避免，但我们总希望压力降是处于一个可接受的范围内。

2.在哪些场合需要考虑电压降?一般来说，线路长度不很长的场合，由于电压降非常有限，往往可以忽略“压降”的问题，例如线路只有几十米。

一、电网的结构架空线和电缆是工厂高低压配电网最普通的两种户外结构形式。

架空线和电缆线路相比主要优点：1) 设备简单，造价低。

架空线与电缆比较，电缆线的造价约为架空线的4倍。

2) 线路架空设置，易于发现问题及故障检修和维护；电缆设在地下，故障查寻较难，修复工作量大。

架空线路的不足在于：1)占空间较大，导线和大地的高度及与邻近建筑物的距离随电压增高而增大，造成变配电所出线困难，工程实际中可采用电缆线出线；2) 架空线路受外界气候影响大，对地下电缆线影响小，电缆线适于易燃易爆场所；3〕架空线影响厂区环境美化，这也是厂区供电采用电缆线路的原因之一。

按照供电电压和用户的重要程度，架空线路可分为三级，如表3—1所示。

表3－1 架空线路的等级架空线路等级架空电力线路额定电压 /kV 电力用户级别Ⅰ超过11035～110所有等级一级和二级Ⅱ35～1101～20三级所有各级Ⅲ所有各级为了保证导线在运行中有足够的机械过载能力，要求导线的截面积不能太小。

因为导线截面积越小，其机械过载能力也越小，所以在规程中对上述不同等级的线路和不同材料的导线分别规定了最小的允许截面积，如表3－2所示。

表3－2 允许的导线最小截面积或直径导线结构导线材料线路等级ⅠⅡⅢ单股线铜青铜钢铝及其合金不允许10mm2φ3.5mmφ3.5mm不允许6 mm2φ2.5mmφ2.75mm10mm2多股线铜青铜钢铝及其合金16mm216mm216mm225mm210mm210mm210mm216mm26mm26mm210mm216mm2选择架空线的导线截面，机械强度是重要的重要条件之一。

当线路通过居民区，横跨越铁路、公路时，最小允许截面应放大，第1和第Ⅱ类线路采用铜线截面为16mm2 ，铝线截面为35mm2。

导线常用的材料是铜、铜锡合金(青铜)、铝、铝合金及钢。

铜导电性能好，抗腐蚀能力强，容易焊接，但铜线的价格高；铝线的最大缺点是机械强度低，允许应力小，为了加强铝线的机械强度，往往采用绞线，有时用抗张强度为1200N ／mm2的钢作为芯线，铝线绞在钢芯外面，作导电主体，这种线称为钢芯铝绞线。

220kV及以下架空送电线路导线及截面选择2010年1月修编第一篇导线分类1.1对导线材料的要求：a、导电率高，以利于减少能损和电压降；b、耐热性能高，以提高输送容量；（正常情况下：铝70℃、铝合金150℃）；c、机械强度高，弹性系数E大，有一定柔软性，易弯曲；d、有良好的抗疲劳性，耐震性能好；e、耐磨蚀性好，使用寿命长；f、重量轻，耐磨；g、价格低廉。

1.2常用导线材料的性能比较：可以看出：a、铜是导电性能最好，机械强度高，耐蚀性能强的一种导线材料，但其重量大，价昂，一般不用于架空送电线。

b、铝的导电率稍差，重量轻，耐腐蚀，资源丰富，价格低廉，但缺点是抗拉强度低。

c、铝镁合金与铝的性能相近，但价格较高。

d、钢的导电性能最差，但机械强度很高，价格低，主要用来制作钢绞线、铝包钢地线。

根据以上分析，在送电线路中最常用的是一种复合材料的导线，即钢芯铝绞线。

它在电气性能、机械强度和经济价格上都占有明显的优势。

其构造是芯线为钢绞线，外层为铝绞线。

1.3 导线的结构和种类导线从结构上看，有单股和多股之分。

一般只有铁和铜的小截面才有单股。

1983年制定（以前标准为GB1179-74）与IEC的规定一致。

a、表示方法：LJ-150 铝绞线LGJ-300/50 钢芯铝绞线LGJF-300/50 防腐型钢芯铝绞线b、规格及技术规数据见GB 1179-83表2，16种表4，51种c、材料铝股——用绳度标高的电工铝GB3955-83钢芯——镀锌钢绞线GB3428——82防腐涂料——呈中性，滴点不应低于110℃d、最外层绞向：右向e、工艺质量绞合应均匀，紧密；焊接：铝股7股以下不允许有接头7股以上允许，两接头间不可小于15m。

钢丝不允许接头f、成品交货：长度允许偏差±5%每一合同中的短线（不小于1/3制造长度）允许有5%g、厂家：沈阳电缆厂新疆电缆厂杭州电缆厂德旧电缆厂江苏远东电缆厂武汉电缆厂上海电缆厂昆明电缆厂ACSR/AS）a、结构：是一种钢芯铝绞线，但其钢芯不是用镀锌钢丝绞合的，而是用铝包钢丝绞合的。

导线截面选择原则一、按经济电流密度选择从能量损耗的角度考虑，希望导线的截面越大越好，因此时导线阻抗变小，使电能损耗和电压损失都减小。

但从线路投资和维护考虑，又希望导线截面小一些好，同此时导线单位长度价格降低、有色金属消耗减少、投资费用降低，比较经济。

这是高压导线截面选择中的一对矛盾，解决的办法就是采用经济截面。

按经济电流密度选择导线截面，能使线路的年运行费用接近最低，因而有较大的经济意义。

二、按长时允许电流（允许载流量）选择这一原则的含义如下：导线通过最大长时负荷电流，也就是设计中的计算电流时，所产生的发热温度，不应超过其运行的最高允许温度。

据此，工程上对各种型号、规格、材质的导线都有一个相应的长时允许负荷电流的规定，也叫允许载流量的规定。

所以，设计选择时不必计算各种情况下导线的发热温度，只须按计算电流查电工手册得出相应的截面，并作温度修正即可。

所选截面若不符合该原则，则在满负荷运行时，将会使导线过热烧坏绝缘或引起火灾和其他事故。

三、按正常运行允许电压损失选择由于线路上有电阻和电抗，故电流通过导线时，除产生电能损耗外，还会产生电压损失，当电压损失超过一定的范围后，将使用电设备端子上的电压过低，影响用电设备的正常运行。

所以，要保证用电设备的正常运行，必须根据线路的正常运行允许电压损失来选择导线截面，使线路电压损失低于允许值，以保证供电质量。

四、按机械强度条件选择架空导线要经过搬运、架设、安装等操作，易受到机械损伤，运行又受自然条件影响较大，容易发生倒杆、断线等故障，所以架空导线有一个最小允许截面的规定。

架空导线的最小允许截面如表1所示。

一般这一规定不作为选择计算项目，只作为校验项目。

表1架空线路按机械强度要求的最小允许截面（mm2）。

架空送电线路导线截面选择1.按经济电流密度选择导线截面按经济电流密度选择导线截面用的输送容量，应考虑线路投入运行后5~10年的发展。

在计算中必须采用正常运行方式下重复出现的最高负荷，但系统发展不明确的情况下，注意不应让导线截面过小。

导线截面的计算公式S=P/ √3JU e cosΦS-导线截面（mm2）P-送电容量（Kw）、Ue-线路额定电压（kV）J-经济电流密度（A/mm2）220kV变电站钢芯铝绞线导线截面S=300000/√3/1.65/220//0.9=530.18mm2应选导线类型LGJQ-6002.按导线长期允许电流校验导线截面、选定的架空输电线路的导线面积，必须根据各种不同运行方式以及事故下的传输容量进行发热校验，在设计中不应使预期的输送容量超过导线发热所允许的值。

按允许发热条件的持续根限输送容量的计算公式为Wmax =√3UeImaxWmax-极限输送容量（MVA）Ue-线路额定电压（kV）Imax-导线持续允许电流(kA)220kV变电站钢芯铝绞线持续允许电流Imax=300000/√3 /220=787.32A 应选择导线类型LGJ-4003.按电晕条件校验导线截面4.按电压损失校验导线截面只有当电压为6~10kV以下，而且导线截面在70~95mm2以下的线路，才进行电压校验。

因为截面大于70~95mm2的导线采用加大截面的方式来降低电压损失的效果并不明显，而会引起投资有色金属较多的增加。

如采用静电电容器补偿或带负荷调压的变压器以及其他措施更为合适，但应进行技术经济比较确定。

线路允许电压损失的量，应视线路首端实际电压水平确定。

对于线路末端受电器，一般允许低于其额定电压的5%，个别情况下，允许低于其额定电压的7.5%~10%。

如果线路首端电压高于额定电压10%，则线路允许电压损失15%。

5.按机械强度校验导线截面为了保证架空线路必要的安全机械强度，对于跨越铁路、送航河流和运河、公路、通信线路、居民区线路，其截面不得小于35mm2。

架空配电线路导线选择架空配电线路作为电力系统的重要组成部分，其导线的选择对于线路的安全、稳定（DL/T 5220-2021），运行至关重要。

本文将根据《10kV及以下架空配电线路设计规范》结合气象条件、经济电流密度及载流量、裸导线与绝缘线使用环境、电压降、弧垂影响等方面的知识，为您详细解读架空配电线路导线选择的重要性。

01气象条件对导线选择的影响气象条件是影响架空配电线路安全运行的重要因素之一。

在导线选择时，应充分考虑当地的气候条件，如气温、风速、覆冰厚度等。

对于高温地区，应选择耐热性能较好的导线；对于覆冰较厚的地区，应选择具有较强抗冰能力的导线；对于风速较大的地区，应合理确定导线的安全系数，以抵抗风力引起的振动和风偏。

象条件对架空配电线路导线选择的影响主要体现在以下几个方面：1.气温：最高温度和最低温度是选择导线时需要考虑的重要气象条件。

最高温度可以用来计算导线的最大弧垂，保证线路对地面及建筑物的安全距离；而最低温度则是确定导线最大应力的基本条件。

2.风速和覆冰厚度：风速和覆冰厚度对导线的影响主要表现在机械荷载和电气性能方面。

风速可能导致导线产生高频振动，影响导线的机械性能；覆冰则可能增加导线的垂直载荷，增大张力，甚至可能引发断线。

3.雷电日数：雷电日数也是气象条件中的一个重要因素，用于防雷保护方面的设计考虑。

4.大气温度：大气的温度变化会影响到导线的热胀冷缩，进而影响导线的机械性能和电气性能。

在选择导线时，应充分考虑当地的气候条件，根据实际情况选择耐热性能好、抗冰能力强、机械强度高的导线，以保证线路的安全、稳定、长期运行。

同时，加强线路的维护和管理也是保证其正常运行的重要措施。

02经济电流密度及载流量的考量经济电流密度及载流量是导线选择的重要经济指标。

经济电流密度是指在一定的技术经济条件下，通过单位截面积的导线所允许的最大电流值。

导线截面积的选择应按照经济电流密度来进行，以降低线路的建设投资。