如何选择导线的截面
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导线截面积的选择和电缆的铺设方法一导线截面积的选择输电线路导线截面积的选择对电网的技术经济性能有很大的影响,导线截面的选择首先满足最基本的技术要求,如不发生电晕,保证一定的机械强度,满足热稳定条件,电压损耗不超过容许值。
其次,还要考虑经济方面的问题,如截面的选择不应使功率损失过大,不应使投资过大以及降低有色金属的消耗等等。
因而导线截面积的选择不是一个孤立的问题,需要在设计时从各个方面去综合考虑,通过方案比较找出最优的方案。
1.1导线截面选择的技术条件选择导线的技术条件是指电晕放电,机械强度,发热温度及容许电压损耗等条件。
高压输电线路产生的电晕会引起电能损耗和无线电干扰,为了避免电晕的发生,导线的外径不能过小,根据理论分析及试验所得的结果,各级电压下的按电晕条件所规定的导线最小外径如下表所示:架空线路的导线在运行时要承受各种机械负载,如导线的自重,风压,冰重等,此外,还要有具有适应外界偶然负载的过载能力,这就要求导线截面不能过小,否则就难以保证应有的机械强度。
架空线路根据其重要程度一般可分为三个等级,通常35KV以上线路为I类线路,1~35KV 为II类线路,1KV以下为III类线路。
电流通过到现实,在导线上的电阻会缠身有功功率损耗,导线的有功功率损耗将转换为热能使导线的温度上升。
当损耗的热能与周围发散的热能相等时,温升达到稳定值。
在一定的容许条件下,各种型号的导线容许通过的电流时不同的。
总所周知,当线路上输送的功率一定时,导线截面积小则线路的电阻,电抗愈大,从而线路的电压损耗也愈大,电压损耗过大会给调压带来困难。
为了保证电压损耗在容许范围之内,通常可按容许电压损耗选择导线截面,这一点对地方电网尤为重要。
1.2导线截面积选择的经济条件为了节约投资降低线路的造价及折旧维修费用,导线截面应愈小愈好。
但当导线截面愈小时,在输送功率相同的条件下又会使电能损耗增大,从而增加发电厂的投资,燃料消耗以及整个系统的运行费用支出。
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、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。
一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
<关键点>如:2.5mm2BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5×8A/mm2=20A、4mm2BVV 铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2,计算出所选取铜导线截面积S的上下范围:S=<I/(5~8)>=0.125I~0.2I(mm2)S-----铜导线截面积(mm2)I-----负载电流(A)三、功率计算一般负载(也可以成为用电器,如点灯、冰箱等等)分为两种,一种是电阻性负载,一种是电感性负载。
对于电阻性负载的计算公式:P=UI对于日光灯负载的计算公式:P=UIcosф,其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。
不同电感性负载功率因数不同,统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。
也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦,则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220×0.8=34(A)但是,一般情况下,家里的电器不可能同时使用,所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。
所以,上面的计算应该改写成I=P×公用系数/Ucosф=6000×0.5/220×0.8=17(A)也就是说,这个家庭总的电流值为17A。
则总闸空气开关不能使用16A,应该用大于17A的。
估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走。
三十五乘三点五,双双成组减点五。
条件有变加折算,高温九折铜升级。
穿管根数二三四,八七六折满载流。
说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。
由表53可以看出:倍数随截面的增大而减小。
如何选择导线的截面先要看你功耗有多大,先计算出它需要通过的最大电流,I=P/U,知道电流之后从而选择导线的截面积。
导线截面积的选择一、一般铜线安全计算方法是: 4 6 10 16 25 平方毫米铜电源线的安全载流量--28 平方毫米铜电源线的安全载流量--35 平方毫米铜电源线的安全载流量--48 平方毫米铜电源线的安全载流量--65 平方毫米铜电源线的安全载流量--91 平方毫米铜电源线的安全载流量--120 A——28A——6KW4mm2——35A——7KW6mm2——48A——10mm2——65A16mm2——91A25mm2——120A二、如果铜线电流小于28A,按每平方毫米10A 来取肯定安全。
如果铜线电流大于 120A,按每平方毫米 5A 来取。
这只能作为估算,不是很准确。
三、下面是铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表格:线径(大约值)(mm2) 2.5 4.0 6.0 8.0 14 22 30 38 50 60 70 80 10060 20 25 30 40 55 70 85 95 110 125 145165 195铜线温度(摄氏度) 75 85 电流(A) 20 25 25 30 35 40 50 55 65 70 85 95 100 100 115 125 130 145 150 165175 190 200 215 230 25090 25 30 40 55 75 95 110 130 150 170 195 225 260四、导线线径一般按如下公式计算:铜线: S= IL / *U` 式中:I——导线中通过的最大电流(A) L——导线的长度(M) U`——充许的电源降(V) S——导线的截面积(MM2)五、铜导线载流量与载流量(A)大致关系:导线截面(mm2 ) 载流量(A) 1 914 23 4 32 6 48 10 60 16 90 25 100 35 123导线截面的选择㈠导线选择的内容导线选择的内容包括型号及敷设方式的选择、导线截面的选择两大部分。
电线的线径截面积选择交流电力线指的是配电工程中的低压电力线。
一般选择的依据有以下四种: 1) 按机械强度允许的导线最小截面选择 2) 按允许温升来选择 3) 按经济电流密度选择 4) 按允许电压损失选择通信中常用的主要是低压动力线,因其负荷电流较大,一般应按照发热(温升)条件来选择。
因为如果不加限制的话,导线的绝缘就会随温度升高迅速老化和损坏,严重时会引发电气火灾。
===============================对于220V单相交流电1: I=P/220 〔P为所带设备功率〕 2:电源线面积S=I/2.5(mm2)对于380V三相交流电 1:I=P/(380*Γ3*功率因数)2:相线截面积S相=I/2.5(mm2) 3:零线截面积S零=1.7×S相绝缘导线载流量估算估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走。
三十五乘三点五,双双成组减点五。
条件有变加折算,高温九折铜升级。
穿管根数二三四,八七六折满载流。
说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。
由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。
如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。
从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。
从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减0.5。
即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。
如何根据电流选择导线截面积一、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。
一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
<关键点> 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
如:2.5 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2,计算出所选取铜导线截面积S的上下范围:S=< I /(5~8)>=0.125 I ~0.2 I(mm2)S-----铜导线截面积(mm2)I-----负载电流(A)三、功率计算一般负载(也可以成为用电器,如点灯、冰箱等等)分为两种,一种式电阻性负载,一种是电感性负载。
对于电阻性负载的计算公式:P=UI 对于日光灯负载的计算公式:P=UIcosф,其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。
不同电感性负载功率因数不同,统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。
也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦,则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A) 但是,一般情况下,家里的电器不可能同时使用,所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。
所以,上面的计算应该改写成I=P*公用系数/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是说,这个家庭总的电流值为17A。
则总闸空气开关不能使用16A,应该用大于17A的。
估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走。
三十五乘三点五,双双成组减点五。
条件有变加折算,高温九折铜升级。
穿管根数二三四,八七六折满载流。
说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。
电缆、电线等截面选择的原则:电缆、电线等截面选择,应考虑的因素很多,如多根在空中并列敷设,直埋地下并列敷设,穿管敷设、架空敷设,环境温度变化等,都对它们的允许载流量有影响,但主要的应遵循经济电流密度,线路电压降,导线机械强度等原则选取导线。
1)经济电流密度原则电缆、电线的额定长期连续负荷允许载流量不应小于用电负荷的最大计算电流,能保证其工作在允许温升范围之内,如果电缆、电线的截面选小了,允许载流量小于负荷电流,温升将超过允许值,加速绝缘老化,使线间绝缘程度降低,威胁用电安全;反之电缆、电线的截面选大了,将加大工程成本,造成材料资金的浪费。
①首先确定计算容量单相负荷主要指照明和单相用电设备,计算容量是把所有额定容量加在一起乘以同时使用系数Ke,一般可取0.6Pj=P总*Ke单相负荷采用三相电源供电时,应将所有单相符合均匀分配到各相,如分配不平衡时,以最大负荷相功率乘以3进行计算。
长期工作设备,如水泵等,其计算容量包所有额定容量加在一起乘以同时使用系数Ke,一般可取0.7Pj=P总*Ke反复时工作制设备,如焊机等,其视在容量Se和负荷持续率Zce。
计算容量时应进行换算,换算至负荷持续率为100%时的有功功率,在乘以利用系数Ke,一般可取0.45,功率因数COSφ;一般取0.45。
(Pj/ Se总*COSφ*Ke)2= Zce②在确定计算电流单相电流计算:I=P/Ue* COSφ式中Ue为额定电压,考虑各方面因素,单相负荷每千瓦估算为4.5A。
三相电流计算:I=P/3Ue* COSφ式中Ue为线电压,考虑各方面因素,三相负荷每千瓦估算为2A。
③确定导线截面按照计算电流敷设方式和使用条件查“500V铜芯绝缘导线长期连续符合允许载流量表”,“500V铝芯绝缘导线长期连续符合允许载流量表”等表确定电缆电线截面。
2)线路电压原则电压计算公式:ΔU=Ue-Ui式中Ue为额定电压,Ui为设备端电压线路电压降原则选择电缆电线截面积公式:S=Pj*L/C*ΔU%式中S导线截面,单位mm2;Pj为计算容量,单位kW; L为线路长度,单位m;C为材料内部系数,铜取77,铝取46.3;ΔU%为电压损耗百分比,一般取5%。
如何选择导线的截面先要看你功耗有多大,先计算出它需要通过的最大电流,I=P/U,知道电流之后从而选择导线的截面积。
导线截面积的选择
一、一般铜线安全计算方法是: 2.5 4 6 10 16 25 平方毫米铜电源线的安全载流量--28 平方毫米铜电源线的安全载流量--35 平方毫米铜电源线的安全载流量--48 平方毫米铜电源线的安全载流量--65 平方毫米铜电源线的安全载流量--91 平方毫米铜电源线的安全载流量--120 A
2.5mm2——28A——6KW
4mm2——35A——7KW
6mm2——48A——
10mm2——65A
16mm2——91A
25mm2——120A
二、如果铜线电流小于28A,按每平方毫米10A 来取肯定安全。
如果铜线电流大于120A,按每平方毫米5A 来取。
这只能作为估算,不是很准确。
三、下面是铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表格:
线径(大约值)(mm2)2.5 4.0 6.0 8.0 14 22 30 38 50 60 70 80 100
60 20 25 30 40 55 70 85 95 110 125 145165 195
铜线温度(摄氏度)75 85 电流(A)20 25 25 30 35 40 50 55 65 70 85 95 100 100 115 125 130 145 150 165175 190 200 215 230 250
90 25 30 40 55 75 95 110 130 150 170 195 225 260
四、导线线径一般按如下公式计算:
铜线: S= IL / 54.4*U` 式中:I——导线中通过的最大电流(A) L——导线的长度(M) U`——充许的电源降(V) S——导线的截面积(MM2)
五、铜导线载流量与载流量(A)大致关系:导线截面(mm2 ) 载流量(A) 1 9
1.5 14
2.5 23 4 32 6 48 10 60 16 90 25 100 35 123
导线截面的选择
㈠导线选择的内容
导线选择的内容包括型号及敷设方式的选择、导线截面的选择两大部分。
型号:可反映导线的材料和绝缘方式。
如BX型表示铜芯橡皮线。
BLX型则表示铝芯橡皮线。
BV型表示铜芯塑料线;BLV型则表示铝芯塑料线,等等。
敷设方式:导线型式(型号)应与所选择的敷设方式及环境条件相适应。
导线截面:是导线选择的主要内容,直接影响着技术经济效果。
在图纸中表示时,导线的敷设方式、敷设部位、截面和根数通常写在型号的后面,截面的单位为mm2。
如:BV-3×25+1×16/SC32-WC-FC表示3根25 mm2、1根16 mm2的塑料绝缘铜芯导线穿φ32钢管,沿墙、沿地板(暗)敷设(WC、FC表示敷设部位及方式)。
㈡导线截面的选择
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行,导线和电缆截面的选择必须满足以下条件:
⑴发热条件导线和电缆(含母线)在通过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。
⑵电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗值。
对于工厂内较短的高压线路,可不进行电压损耗校验。
⑶经济电流密度高压线路及特大电流的低压线路,一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面,以使线路的年运行费用(包括电能的损耗费)接近于最小,节约电能和有色金属。
所选截面,称为“经济截面”。
此种选择原则,称为“年费用支出最斜原则。
但对建筑园区内较短的10KV及以下的高压线路和母线,可不按经济电流密度选择。
⑷机械强度导线的截面应不小于最小允许截面。
由于电缆的机械强度很好,因此电缆不校验机械强度,但需要校验短路热稳定度。
此外,对于绝缘导线和电缆,还需要满足工作电压的要求。
1、三相系统相线截面的选择
电流通过导线,要产生能耗,使导线发热。
裸导线的温度过高时,会使接头处的氧化加剧,增大接触电阻,使之进一步氧化,如此恶性循环,最后可发展到断线。
而绝缘导线和电缆的温度过高时,可使绝缘加速老化甚至烧毁,或引起火灾。
因此,导线正常发热温度不得超过导线额定负荷时的最高允许温度(如常用的BV塑料绝缘导线最高允许温度为65℃)。
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Ial不小于通过相线的计算电流I30,即
Ial ≥ I30
所谓导线的允许载流量,就是在规定的环境温度及相应的敷设条件下,导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。
BV铜芯塑料绝缘导线穿钢管敷设时的载流量见有关设计手册。
应该注意的是同一导线截面,在不同的敷设条件下其允许载流量是不同的,甚至相差很大。
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Kθ
式中θal为导线额定负荷时的最高允许温度;θ0为导线的允许载流量所采用的环境温度;θ1为导线敷设地点实际的环境温度。
这里所说的“环境温度”,是按发热条件选择导线和电缆的特定温度。
在室外,环境温度一般取当地最热月平均最高气温。
在室内,则取当地最热月平均最高气温加5℃。
对土中直埋的电缆,则取当地最热月地下0.8~1m的土壤平均温度,亦可近似地取为当地最热月平均气温。
2、中性线和保护线截面的选择
⑴中性线(N线)截面的选择
三相四线制系统中的中性线,要通过系统的不平衡电流和零序电流(在三相三线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+Ic=0。
如果在三相三线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。
当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)。
这样互感器二次线圈中就有一个感应电流,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件跳闸。
这里所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流即为零序电流),因此中性线的允许载流量,不应小于三相系统的最大不平衡电流,同时应考虑谐波电流的影响。
一般三相四线制线路的中性线截面A0,应不小于相线截面Aj的50%,即A0 ≥0.5Aj 由三相四线制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Aj相等,即A0 = Aj
对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路,由于各相的三次谐波电流都要通过中性线,使得中性线电流可能接近甚至超过相电流,因此这种情况下,中性线截面A0宜等于或大于相线截面Aj,即
A0 ≥Aj
⑵保护线(PE线)截面的选择
保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。
根据短路热稳定度的要求,保护线(PE线)截面APE,按GB50054?95《低压配电设计规范》规定:
①当A≤16mm2时APE ≥Aj
②当16mm2
③当A>35mm2时APE ≥0.5Aj
⑶保护中性线(PEN线)截面的选择
一般当单根相线截面积S小于16平的时候地线就和相线一样粗,S在16平和35平之间,地线就用16平的,S大于35平的时候地线就选相线截面积的一半。
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。
如果已知主机的功率(w),可按下式计算电流I=P/(1.732X380XCOSφ),估算按每2A/KW计。
导线的载流量与导线的敷设方式、种类、环境温度、根数等有关。
一般可按下面估算,精确的可查有关导线的载流量表
导线的截面1.0 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300
电流值(A) 10 15 25 30 40 50 64 95 120 150 170 220 240 300 370 420 500。