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导线的截面选择与计算

2016-05-17  德益康中...

为了能够使电气设备正常工作和线路安全运行,必须正确选择导线截面。在实际选择导线截面时,对于低压动力线路,由于其负荷电流较大,所以要按发热条件选择截面,然后再校验其电压损失和机械强度;对于低压照明线路,因它对电压质量要求较高,所以应先按允许电压条件选择截面,然后再对发热条件和机械强度加以校验;对于高压电气线路,要以经济电流为依据选择截面,然后校验其发热条件、允许电压损失及机械强度。


一、按发热条件选择导线截面。由于电流的热效应,电流在导线中流过会使导线温度升高,温度过高会加速导线的老化,在导线的接头处,氧化作用会使电阻增大、温度增高、机械和电气性能变坏。当温度超过一定数值时,就会造成绝缘损坏而引发短路事故。各类导线都有一定的允许温度,通常规定裸导线最高允许温度是70度,电缆线的允许温度是80度,绝缘导线的允许温度是65度。导线的发热温度不能超过允许值。导线的温度与导线的载流量、环境温度、阳光照射及散热条件有关。


1、选择条件。导线的允许载流量大于或等于通过导线的计算负荷电流。导线的温度与导线的载流量、环境温度、阳光照射及散热条件有关。选择导线截面时,要把它们的因素考虑在内,必要时可根据有关规定进行修订。


2、铜、铝导线的等值换算。截面相同的铜、铝导线允许载流量换算关系是:(1)铜的载流量是铝的1.33倍,铝是铜的0.77倍。(2)载流量相同的铜、铝导线截面换算关系:铜的导线截面积是铝的0.65倍,铝是铜的1.66倍。(3)载流量相同的铜、铝导线直径关系如下:铜导线的直径是铝导线直径的0.79倍,铝导线的直径是铜导线直径的1.27倍。


二、根据电压损失选择导线横截面。由于导线本身存在阻抗,当有电流通过时,就会产生电压降。线路越长、负荷电流越大,导线越细,电压损失越大。


1、高压配电线路导线横截面的选择。线路电压损失等于线路首端电压减去线路末端电压,或等于线路有功功率乘以线路电阻加上线路无功功率与线路电抗的乘积,结果除以线路的额定电压。


2、低压线路导线横截面的选择。线路的电压损失是由线路的电阻和电抗两部分引起的。而低压线路中电阻值较大,电抗值较小,可忽略不计。计算公式为:电压损失百分比等于线路的有功功率与线路的长度的乘积再除以电压损失系数与导线横截面积。电压损失系数,三相四线制380/220v,铜导线是77,铝导线是46;220V的单相导线,铜导线系数12.9,铝导线是7.7.


三、按经济电流密度来选择导线横截面。导线的横截面越大,电能损耗越小,但有色金属用量增大,使线路的造价提高。所以从经济角度看,综合各方面的因素,从而确定符合总的经济利益的导线截面,称为经济截面。经济截面能通过的电流密度,称为经济电流密度。我国目前规定采用经济电流密度作为选择导线横截面的依据,即使电能损耗小,又不过大增加线路投资和有色金属的用量。按经济电流密度选择导线截面的公式:经济截面积等于计算负荷电流除以经济电流密度。按经济密度选择导线横截面的方法,一般用于高压线路、母线和特大电流的低压线路,但只使用3至5年的临时性高压线除外。


四、按导线的机械强度选择导线截面。导线不仅自身有一定的质量,还要承受风雪和覆冰等外力,为防止发生断线,要求导线有足够的机械强度。只要导线的截面积不小于其最小允许截面积,就可满足机械强度的要求。


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