导线截面积与载流量的计算

1、导线截面积与载流量的计算一、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 58A/mm 2，铝导线的安全载流量为35A/mm 2。 一般铜导线的安全载流量为58A/mm 2，铝导线的安全载流量为35A/mm 2。如：2.5 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5 8A/mm 2=20A4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4 X8A/mm 2=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58A/mm 2，计算出所选取铜导线截面积S的上下范围：S=0.125 I 0.2 I （mm2）5 铜导线截面积

2、（ 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=Ulcos，其中日光灯负载的功率因数cos血=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cos血取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/Ucos =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 /

3、Ucos =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。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. 5mm2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。女口 2. 5m

4、m2导线，载流量为 2. 5X9= 22. 5（A）。从4mm2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I，即4X8、6X7、100、16X5、 25X4。三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面数的 3. 5倍，即35 X3. 5= 122. 5（A）。从50mm2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、70mm2导线的载流量为截面数的 3倍；95、120mm2 导线载流量是其截面积数的2 5 倍，依次类推。条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25

5、C的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25C的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可； 当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线， 它的载流量要比 同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm2 铜线的载流量，可按 25mm2铝线计算。导线载流量的计算口诀导线的载流量与导线截面有关， 也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，影 响的因素较多，计算也较复杂。各种导线的载流量通常可以从手册中查找。 但利用口诀再配 合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。1. 口诀铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系10 下五， 100 上二，25、

6、35，四、三界， .70、95，两倍半。穿管、温度，八、九折。裸线加一半。铜线升级算。说明口诀对各种截面的载流量 （安）不是直接指出的，而是用截面乘上一定的倍数来表示。 为此将我国常用导线标称截面（平方毫米）排列如下：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185 （1）第一句口诀指出铝芯绝缘线载流量（安）、可按截面的倍数来计算。口诀中的阿拉伯数码表示导线截面（平方毫米） ，汉字数字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来如下：1 10 16、25 35、50 70、95 120 以上五倍四倍三倍二倍半二倍现在再和口诀对照就更清楚了，口诀“ 1 0

7、下五”是指截面在 10 以下，载流量都是截面数值的五倍。 “ 1 00上二”（读百上二）是指截面100 以上的载流量是截面数值的二倍。截面为 25与 35 是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“25、35，四三界”。而截面 70、95则为二点五倍。从上面的排列可以看出：除 10 以下及 100 以上之外，中间的导线截面是每两种规格属同一 种倍数。例如铝芯绝缘线，环境温度为不大于25C时的载流量的计算：当截面为 6平方毫米时，算得载流量为 30 安；当截面为 150 平方毫米时，算得载流量为 300 安；当截面为 70 平方毫米时，算得载流量为 175 安； 从上面的排列还可以看出：倍数随截面的增大

8、而减小，在倍数转变的交界处，误差稍大些。比如截面 25 与 35 是四倍与三倍的分界处， 25 属四倍的范围，它按口诀算为 100 安，但按 手册为 97安；而 35 则相反，按口诀算为 105 安，但查表为 117 安。不过这对使用的影响并 不大。当然，若能 “胸中有数”，在选择导线截面时， 25 的不让它满到 100 安， 35 的则可略 为超过 105 安便更准确了。同样， 2.5平方毫米的导线位置在五倍的始端，实际便不止五倍 （最大可达到 20 安以上），不过为了减少导线内的电能损耗， 通常电流都不用到这么大， 手 册中一般只标 12 安。2）后面三句口诀便是对条件改变的处理。“穿管、

9、温度，八、九折 ”是指：若是穿管敷设，计算后，再打八折；若环境温度超25 C，则打八折后再打九折，或简实际上， 温度是变动的， 一般情况（包括槽板等敷设、即导线加有保护套层，不明露的）过25C，计算后再打九折，若既穿管敷设，温度又超过 单按一次打七折计算。25C较多时，才考关于环境温度， 按规定是指夏天最热月的平均最高温度。下，它影响导线载流并不很大。因此，只对某些温车间或较热地区超过 虑打折扣。例如对铝心绝缘线在不同条件下载流量的计算：当截面为10平方毫米穿管时，则载流量为10X 5X 0.8 4安；若为高温，则载流量为10 X 5 X 0.9 45若是穿管又高温，则载流量为10 X 5 X

10、 0.7 3。（3）对于裸铝线的载流量，口诀指出“裸线加一半 ”即计算后再加一半。这是指同样截面裸铝线与铝芯绝缘线比较，载流量可加大一半。例如对裸铝线载流量的计算：当截面为 16平方毫米时，则载流量为16X 4X 1.5 9安，若在高温下，则载流量为16X4X1.5 X0.9=86.4 安。（4） 对于铜导线的载流量，口诀指出 “铜线升级算 ”，即将铜导线的的截面排列顺序提升一级， 再按相应的铝线条件计算。例如截面为35平方毫米裸铜线环境温度为25 C，载流量的计算为：按升级为50平方毫米裸铝线即得50X3X1.5=225安.对于电缆， 口诀中没有介绍。 一般直接埋地的高压电缆， 大体上可直接

11、采用第一句口诀中的 有关倍数计算。比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35X3=105安。95平方毫米的约为 95X 2.5疋23安。三相四线制中的零线截面，通常选为相线截面的 1/2左右。 当然也不得小于按机械强度要求 所允许的最小截面。 在单相线路中， 由于零线和相线所通过的负荷电流相同， 因此零线截面 应与相线截面相同。电力线截面的计算方法长途传输设计中常常要对电力线进行选择，电力线选取的合适与否影响到设备的安全和 运行， 是设计中的一个十分重要的环节。 本文拟从电力线型号的选取、 长途传输专业电力导 线截面的计算两个方面进行简要介绍。1 电力线型号及其选取1 1 电力线的

12、种类供电系统中常用的电力线有：a）电力电缆：具有导体、绝缘层和保护外层的电力线。按芯线材料分，有铜芯和铝 芯两种。按其外皮的绝缘材料分，有橡皮绝缘和塑料绝缘两种。b）母线：指导线截面积很大或截面形状特殊的一类导线，截面形状有圆形、矩形和筒形等几种。电压较低（20 k V以下）的户内配电装置一般采用硬母线（铜排、铝排） 。母线 具有电阻率低、机械强度高、抗腐蚀性强等特点。1 2 电力电缆结构电力电缆主要由电缆芯、绝缘层和保护层 3 部分组成。a）电缆芯：由单根或几根绞绕的导线构成，导线多为铜、铝两种材料制作。每根缆 芯线由多根导线构成，而电缆又由数量不等的缆芯线组成。b）绝缘层：绝缘层分匀质和纤

13、维质两类。前者有橡胶、沥青、聚乙烯等。其防潮性 好，弯曲性能好，但受空气和光线直接作用时易 “老化 ”，耐热性差。后者包括棉麻、丝绸、 纸等。此种材料易吸水，且不可作大的弯曲。C） 保护层：电缆线的保护层分为内保护层和外保护层两部分。内保护层多用麻筋、 铅包、涂沥青纸带、浸沥青麻被或聚氯乙烯等制作。外保护层多用钢铠、麻被或铝铠、聚氯 乙烯外套等制作。 电力电缆按保护层区分， 主要有铅护套电缆、 铝护套电缆、 橡皮护套电缆、 塑料护套电缆几种类型。13 电力线的命名 电力线的命名见表 1。14 电力线常用型号常用电线电缆母线的型号见表 2。15 电力线的选择 电力线的选择，一般是根据使用电压、敷

14、设条件和使用环境条件并结合导线性能和用 途选定导线型号，而后计算选择导线截面。目前长途传输专业常用的电力线型号如下：a）列外部分：在不同机房之间选用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（阻燃）（RWZ系列），在同一机房内选用铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆（阻燃）（RVZ系列），列外部分还可采用铜母线（TMY系列）。b）列内部分：一般由厂家随设备提供。c）交流部分：一般采用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（W）。2 电力导线截面的计算2. 1 48 V直流电源供电方式-48 V直流电源供电方式有树干式、按列辐射式、按架辐射式等几种。目前实际工程 中以按列辐射式和按架辐射式使用较多。2. 2 48

15、V直流供电系统回路全程电压降48 V直流配电系统主要由直流配电设备和电力馈电导线组成。直流放电回路全程压 降是指从蓄电池室接线端子到机房用电设备接线端子之间的全部直流电压降。主要有电池室馈电线压降，直流屏电压降（含熔丝、闸刀、接头等） ，主干馈电线压降，机房内馈电线压 降，列柜、电源架压降等。全直流放电回路全程压降是由电池组放电终了电压与设备允许的最低电压之差决定的。 根据通信电源设备安装设计规范（YD 5040 97）,按满足电压要求选取直流放电回路的导线时， 48V 电源直流放大电回路全程压降应不大于3. 2 V。2. 3 直流供电回路电力线的截面计算 根据允许电压降计算选择直流供电回路电

16、力线的截面，一般有三种方法，即电流矩法、 固定分配压降法和最小金属用量法。其中最小金属用量法目前很少使用。电流矩法和固定分配压降法均是以欧姆定律为依据。在直流供电回路中，某段导线x通过最大电流lx时，该段导线上由于直流电阻造成的压降可按下式计算： 式中：Ux导线x上的电压降（V） lx 流过导线x的电流（A） Rx导线x的直流电阻（Q）Lx导线x的长度（m）Kx 导线x的电导率（m/实际工程中，lx和Kx均是已知的，lx可根据设备的要求得到，我们的目标是求出Ux。然后据此求出各段导线的截面，下面介绍电流矩法和固定分配压降法。1）电流矩法在电流矩法中，是从最靠近直流电源设备的导线 1 开始计算，

17、再依次计算导线 2、导线3、根据上式有假设回路中各段导线 1、2、3均为同一种型号和截面，则得到上面两个公式结合，可得到近似计算S1的公式：根据计算的S 1,选择规格导线中截面略大于S1的导线，设选择的导线截面为S 1,由此求出导线1的实际压降AU 1为了使导线2上的计算结果更接近实际，S2应按下式计算：以此类推,计算出各段导线的截面。2）固定分配压降法 固定分配压降法是根据以往多种工程的经验,考虑到现实相关工程规模容量等因素,把全程允许电压降值, 适当地分配到每一段落上去。 根据以往的工程实践,这 种方法对于中小型工程来说是可行的, 它可以使计算简单, 也不致产生太大误差。 这种方法 也可以

18、认为是电流矩法的一种简化,目前工程中一般使用此方法。固定分配压降法的计算方法比较简单, 各段导线的截面可根据固定分配的压降, 采用式 （2）计算得出。-48 V电源放电回路全程电压降的分配与许多因素有关，如电池一直流屏一分支柜的距离、负荷电流等等,不是一个固定的数。一种常用的固定分配压降的数据如图1 所示。3）固定分配压降法使用举例有一再生站采用北电WDM设备（机架3、4、5）和中兴SDH设备（机架 6）,机架满配置耗电分别为：1机架 3 = 27 A、I机架4= 60 A、I机架5= 0 A（无源机架）、1机 架6 = 10 A。经查勘需新开机列，新配列头柜，从电力室直流屏上引接电力线至头柜

19、再至 传输设备，直流屏至头柜间距离为40 m,平面如图2所示，请选取直流屏至列头柜间的电力线。解：根据电力线型号选择方法, 选定为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 （阻燃） （RVVZ系列）。由平面图得知，X列列长为 7. 78 m,除去房柱影响，可装 600X300机 架 20架, 考虑今后可装列尾柜, 本期新装头柜需带 12个机架, 本工程占用 4个机架后,空 余8个机架位置，按每个机架平均20 A考虑。则直流屏一列头柜间流经的电流大小应为 257 A。根据图 1 可知,直流屏 列头柜间分配的电压降约为 14 V。根据式（ 2）有结果电源分支柜 列头柜间电力线选定为： 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电 缆（阻燃）（RVVZ 1 kV 1X240）,长度为 40 m X2。4）几点说明线路中的配电设备、 元器件压降值， 也都按额定电流考虑； 由于供电回路所给的允许电 压降值本身也是有一定的裕量。 这样计算所得的结果往往都有较大的富裕度， 所以，在选定 馈电线