導線和電纜截面的選擇計算

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1、一.概述為保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經濟地運行，選擇導線和電纜截面時必須滿足下列條件：(1)發(fā)熱條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即計算電流時產生的發(fā)熱溫度不應超過其正常運行時的最高允許溫度。(2)電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即計算電流時產生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。(3)經濟電流密度35kV及以上的高壓線路及35kV以下的長距離、大電流線路例如較長的電源進線和電弧爐的短網等線路，其導線和電纜截面宜按經濟電流密度選擇，以使線路的年運行費用支出最小。按經濟電流密

2、度選擇的導線（含電纜）截面，稱為“經濟截面”。工廠內的10kV及以下線路，通常不按經濟電流密度選擇。(4)機械強度導線（含裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面，如附錄表14和表15所列。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線則應校驗其短路的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。根據設計經驗，一般10kV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導線和電纜截面，再校驗其電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因它對電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機械強度。對長距

3、離大電流線路和35kV及以上的高壓線路，則可先按經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其他條件。按上述經驗來選擇計算，通常容易滿足要求，較少返工。第三節(jié)導線和電纜截面的選擇計算所謂導線的允許載流量（allowablecurrent-carryingcapacity），就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。如果導線敷設地點的環(huán)境溫度與導線允許載流量所采取的環(huán)境溫度不同時，則導線的允許載流量應乘以以下溫度校正系數(shù)：附錄表16列出了LJ型鋁絞線和LGJ型鋼芯鋁絞線的允許載流量，附錄表17列出了LMY型矩形硬鋁母線的允

4、許載流量，附錄表18列出了10kV常用三相電纜的允許載流量及校正系數(shù)，附錄表19列出了絕緣導線明敷、穿鋼管和穿塑料管時的允許載流量，供參考。按發(fā)熱條件選擇的導線和電纜截面，還必須用后面的式（6-4）或式（6-15）來校驗它與其相應的保護裝置（熔斷器或低壓斷路器的過流脫扣器）是否配合得當。如果配合不當，則可能發(fā)生導線或電纜因過電流而發(fā)熱起燃但保護裝置不動作的情況，這當然是不允許的。下面分別介紹按發(fā)熱條件、經濟電流密度和電壓損耗選擇計算導線和電纜截面的問題。關于機械強度，對于工廠電力線路，一般只需按其最小允許截面（附錄表14、15）校驗就行了，因此不再贅

5、述。二.按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的截面(一)三相系統(tǒng)相線截面的選擇電流通過導線（包括電纜、母線，下同）時，要產生電能損耗，使導線發(fā)熱。裸導線的溫度過高時，會使其接頭處的氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環(huán)，最終可發(fā)展到斷線。而絕緣導線和電纜的溫度過高時，還可使其絕緣加速老化甚至燒毀，或引發(fā)火災事故。因此，導線的正常發(fā)熱溫度一般不得超過附錄表13所列的額定負荷時的最高允許溫度。按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應使其允許載流量不小于通過相線的計算電流，即(5-1)(5-2)這里所說的“環(huán)境溫度”，是按發(fā)熱條件選擇導線所采用的特定溫度

6、：在室外，環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?；在室內，則取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶?℃。對土中直埋的電纜，則取當?shù)刈顭嵩碌叵?.8～1m的土壤平均溫度，亦可近似地取為當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?。式中為導線額定負荷時的最高允許溫度；為導線的允許載流量所采用的環(huán)境溫度；為導線敷設地點實際的環(huán)境溫度。(二)中性線和保護線截面的選擇1.中性線（N線）截面的選擇三相四線制中的中性線，要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量，不應小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流，同時應考慮系統(tǒng)中諧波電流的影響。(1)一般三相四線制系統(tǒng)中的中性線截面它不應小于相線截面的50

7、%，即(5-3)(5-4)(2)兩相三線線路及單相線路的中性線截面由于其中性線電流與相線電流相等，因此其中性線截面應與相線截面相同，即(3)三次諧波電流突出的三相四線制線路的中性線截面由于各相的三次諧波電流都要通過中性線，使得中性線電流可能甚至超過相線電流，因此中性線截面宜等于或大于相線截面，即(5-5)2.保護線（PE線）截面的選擇保護線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時單相短路電流通過時的短路熱穩(wěn)定度。根據短路熱穩(wěn)定度的要求，保護線（PE線）的截面APE，按GB50054-1995《低壓配電設計規(guī)范》規(guī)定：(1)當mm2時(5-6)(2)當16mm

8、2<≤35mm2時(5-7)(3)當>35mm2時(5-8)注意：GB50054-1995還規(guī)定：當PE線采