导线安全载流量选择

1、导线安全载流量选择我国从上世纪60年代起开始使用电力电缆，随着电力、能源的不断发展，电力电缆被利用在各个领域，其优点是受外界气候干扰小、安全可靠、隐蔽、较少维护、经久耐用,可在各种场合下敷设。我工区直接进行敷设的电力电缆主要是在新井投产时由变压器至井口表箱的低压电缆，采用的是1KV，VLV型铠装聚乙烯电缆，在实际工作中怎样根据负荷情况选取电缆、尤其是负荷增加时，如何选取并用电缆是我们需要考虑的主要问题。关键词：电力电缆 安全载流量一、 电力电缆的选择1、电缆选择的一般原则（1） 电缆的额定电压等于或大于所在网络的额定电压，电缆的最高工作电压不得超过其额定电压的15。（2） 除在要移动或振动剧烈

2、的场所采用铜心电缆外，一般情况下采用铝心电缆。（3） 敷设在电缆构筑物内的电缆宜采用裸铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆。（4） 直埋电缆采用带护层的铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆。（5） 移动机械选用重型橡套电缆。（6） 有腐蚀性的土壤一般不采用直埋，否则应采用特殊的防腐层电缆。在有腐蚀性介质的场所，应采相应的电缆护套。（7） 垂直或高差较大处敷设电缆，应采用不滴流电缆。（8） 环境温度超过40时不宜采用橡皮绝缘电缆。2、电缆截面的选择计算及校验（1）按电压选择电缆：按照上述的一般原则中的第一条进行选择。（2）按经济电流密度选择电缆截面：计算方法与导线截面的计算方法一样。（3）按照线路最大长期负载电

3、流校验电缆截面 IuxIzmax式中：Iux电缆的允许负载电流（A）； Izmax电缆中长期通过的最大负载电流（A）。我们在平时的工作中最长用的就是这种选择方法，通常是先求出线路的工作电流，再按照线路最大的工作电流不应该大于电缆的允许载流量。电缆允许的长期工作电流见表一。导线截面（mm2）单心二心三心四心铜心铝心铜心铝心铜心铝心铜心铝心46101625355070951201501852403004005006258007610013516420525331135641046655163276488210321208587710412615819523927631635942448658767

4、77899313645608110612816019724027831927354662819912815218521524631395271961141441792172522923333922330405473881111381671942252573053039527094119149184226260301345233040547392115141174201231266表一 1千伏VV29、VLV29、VV30、VLV30、VV50、VLV50、VV59、VLV59型铠装聚乙烯电缆安全载流量（A）二、 并用电缆的选择我们在实际工作中经常会遇到这种情况，由于负荷的增加，负载电流增大，原

5、有电缆载流量不足，过流运行，为了增加容量，考虑到原有电缆运行正常，要重新敷设电缆施工难度大而且不经济，我们常采用双并、甚至三并的做法。在并用电缆的选择上很多人认为只要在满足载流量要求的前提下电缆截面越小越经济，越合理，实际究竟是不是这样呢。2006年1月3日1#变压器至配电室主电缆爆，原185mm2的四心铝心电缆2根爆了一根，工区为了及时恢复供电，将另一根好的电缆保留，并了两根120mm2的四心铝心电缆进行供电。在运行了10个月后2006年11月15日主电缆再次爆裂，经检查发现，185mm2的电缆爆引发了此次事故。为什么会发生此次事故呢，按照表一我们可以得出三根电缆并用得安全载流量是668A，

6、使用钳型电流表测得生活区得的最大负载电流只有500A，按照IuxIzmax的原则，这样运行应该是安全可靠的。但是，我们忽略了电缆是有电阻的，因为多并电缆连接时，连接处存在接触电阻不同，而此接触电阻又往往与电缆本身的电阻可比拟，其结果会造成多并电缆的电流分配不平衡，多并电缆的电流分配，是与电缆的阻抗有关的。1、 电缆电阻的计算电缆的直流标准电阻可以按照下式进行计算：R20=20（1+K1）（1+K2）/4×d2n×103式中：R20电缆在20时的支流标准电阻（/km） 20导线的电阻率（20时）（*mm2/km） d每根心线的直径（mm2） n心线数； K1心线扭绞率，约0.

7、02-0.03； K2多心电缆是的扭绞率，约0.01-0.02。任一温度下每千米长电缆实际交流电阻为： R1R20（1+a1）(1+K3)式中：a1电阻在t时的温度系数； K3计及肌肤效应及临近效应的系数，截面积为250mm2以下时为0.01；1000 mm2时为0.23-0.26。2、 电缆电容的计算C0.056Ns/G式中：C电缆的电容（uF/km） s相对介电系数（标准为3.5-3.7） N多心电缆的心数； G形状系数。3、电缆电感的计算配电用的地下电缆，当导体截面为圆形时，且忽略铠装及铅包损失时，每根电缆的电感计算方法与导线相同。L0.4605Dj/r+0.05uLN0.4605DN/

8、rNDN3DANDBNDCN式中：L每根相线的电感（mH/km） LN中性线的电感（mH/km）； DN相线与中性线间的几何距离（cm）； rN中性线的半径（cm）； DAN、DBN、DCN各相线对中性线间的中心距离（cm）。3、 例证测得工区2生活变负荷电流为330A，现有电缆为120mm2四心铜心电缆，查表一知其安全载流量为260A，现在电缆超载运行，存在不安全隐患，为了保证供电正常，我工区打算并另外一根电缆进行分流，以保证正常供电。（以下提到的电缆都是指1KV，VLV型铠装聚乙烯四心铜心电缆）。如果按照安全载流量来看330A260A70A，我们只需要并一根载流量为70A的电缆在理论上就可

9、以保证安全运行（理想情况下）。按照电缆阻抗的计算方法，将16mm2、25 mm2、35 mm2、50 mm2、70 mm2、95 mm2、120 mm2的阻抗值如表二：标称截面积（mm2）电阻(/km)(20时)电抗(/km)1625355070951201.150.750.530.370.260.190.150.0680.0660.0640.0630.0810.060.06表二 四心铜心电缆阻抗按照上表我们可以计算出电缆的阻抗模，在不计并列电缆的接触电阻的情况下，将并列电缆理解为两阻抗并联，计算出电流分配值。当然，两条电缆平行敷设时，电缆的安全载流量会发生变化，两条并用时，其安全载流量应该为

10、原载流量的0.92倍。则此时120mm2铜心电缆的安全载流量为239A。25mm2的为86A, 35mm2的为109A,按照IuxIzmax的原则再并一根35mm2的电缆就可安全运行。为2生活并一35mm2的四心铜心电缆时：Z250.534 负载电流为330A，则I120Z16/（Z16+Z120）*330得出 I120253.19A；I1676.81A不难看出120mm2的电缆还是在过流运行。三、总结在平时的工作中，我们经常会忽视电缆并行敷设时的相互影响，忽视电缆的阻抗情况，而简单的根据安全载流量进行电缆的选择，根据上例，可以看出，简单的按照经验来选择并用电缆是不可行的。必须考虑到其阻抗及电

11、缆间的相互影响进行科学计算后，方可进行选择。也就是说,在两电缆并列运行时，选择电缆的载流量必须满足以下条件：I选择Z已有/（Z已有+Z选择）*实际负荷电流<Izmax*0.92四、参考文献1、10KV及以下电力电缆敷设运行实用技术，周欲厚，机械工业出版社，2005，7。2、电工速算手册，方大千，福建科学技术出版社，2004.4。低压电缆的选择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/mm2，铝导线的安全载流量为35A/mm2。 <关键点> 一般铜导线的安全载流量为58

12、A/mm2，铝导线的安全载流量为35A/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58A/mm2，计算出所选取铜导线截面积S的上下范围： S=< I /（58）>=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

13、的计算公式：P=UIcos，其中日光灯负载的功率因数cos=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/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。 估算口诀： 二点五下乘以九，往上减一顺号走。 三十

14、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25mm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25mm导线，载流量为25×9225(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&#

15、215;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35倍，即35×351225(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05。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25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的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25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

16、口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm铜线的载流量，可按25mm2铝线计算配电电缆截面的优化选择 以往在选择配电电缆时，通常都根据敷设条件确定电缆型号，再按发热条件选择电缆截面，最后选出符合其载流量要求，并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。 若考虑经济效益，则电缆最佳截面应是使初投资和整个电缆经济寿命中的损耗费用之和达到最少的截面。从这一点考虑选择电缆截面时，约需在按发热条件选出的截面基础上，再人为地加大45级截面，称此截面为最佳截面。 由于加大了电缆截面，提高了载流能力，使电缆的使用寿命得以延长；由于截面增大，线路电阻降低，使线路压降减少，从而大大提高了供电质量，电能损耗降低，

17、使运行费用降低，这样，可保证在整个电缆经济寿命中总费用最低。 下面将用总拥有费用法来论证，电缆最佳截面应是在按常规方法选出的截面基础上，再加大45级。 以一陶器烘干器为例，其三相功率为70kW，供电电压为400V，电流为101A，线路长度为100m。2按发热条件选择电缆截面 根据敷设要求选用YJLV型，1kV三芯电力电缆，穿管直埋敷设，按发热条件选出的电缆截面S为25mm2，此截面所允许的截流量为125A。3按总拥有费用法选择电缆截面 总拥有费用法是国际上通用的，进行各种方案经济效益比较的方法。将所比较方案的现在投资及此方案将来的费用都以现时的价值表示，将方案未来费用乘以现值系数Q即可求得，计

18、算后选取总拥有费用最低。 总拥有费用C设备初投资+PV值PV值称为现值 PV值Q×年电能损耗费 本例设备初投资包括电缆价格加上敷设综合造价。各种截面的电力电缆，长度为100m时的初投资见表1。表1各种截面电力电缆的初投资电缆截面 电缆单价（元/m） 电缆价格（元） 敷设备综合造价（×105元） 初投资C25 7.75 775 0.16 16775 35 9.17 917 0.16 16917电缆初投资 C电缆单价×电缆长度+敷设综合造价。总拥有费用：功率损耗P32r0l×103(kW)，此处I101，l0.1km。 年电能损耗AP(kWh)，此处为年最大

19、负荷损耗小时数，取4500h。 年电能损耗费CfA×电能电价(元)，取东北工业电能电价（0.398元/kWh）。PV值(现值)Q×Cf(元)，Q(现值系数)求法：Q1-(1+a)/(1+i)n/(i-a) 式中i年利率，i7%；a年通货膨胀率，a0；n使用年限，n20年。代入Q式得Q1-1/(1+0.07)20/0.0710.59配电电缆的最佳经济截面S为120mm2，其总拥有费用最低。随着电价的上涨，配电电缆的最佳截面将会变得更大。导体载流量的计算口诀1、用途：各种导线的载流量(安全电流)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。导线的

20、载流量与导线的载面有关,也与导线的材料(铝或铜),型号(绝缘线或裸线等),敷设方法(明敷或穿管等)以及环境温度(25度左右或更大)等有关,影响的因素较多,计算也较复杂。 10 下五，1 0 0 上二。 2 5 ，3 5 ，四三界。 7 0 ，95 ，两倍半。 穿管温度，八九折。 裸线加一半。 铜线升级算。4.说明：口诀是以铝芯绝缘线,明敷在环境温度25 度的条件为准。若条件不同, 口诀另有说明。绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘线或塑料绝缘线。口诀对各种截面的载流量(电流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍数”,来表示。为此,应当先熟悉导线截面,(平方毫米)的排列： 1 1.5 2.5 4

21、6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185.生产厂制造铝芯绝缘线的截面积通常从而2.5开始,铜芯绝缘线则从1 开始；裸铝线从16 开始;裸铜线从10 开始。 这口诀指出:铝芯绝缘线载流量,安,可以按截面数的多少倍来计算。口诀中阿拉伯数码表示导线截面(平方毫米),汉字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来便如下: .10 16-25 35-50 70-95 120. 五倍四倍三倍两倍半二倍 现在再和口诀对照就更清楚了.原来“10 下五”是指截面从10 以下,载流量都是截面数的五倍。“100 上二”(读百上二),是指截面100以上,载流量都是截面数的二倍。截面25与35

22、 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2.5 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倍数。下面以明敷铝芯绝缘线,环境温度为25 度,举例说明: 【例1】 6 平方毫米的,按10 下五,算得载流量为30 安。 【例2】150 平方毫米的,按100 上二,算得载流量为300 安。 【例3】70 平方毫米的,按70、95 两2 倍半,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,但靠近向

23、三倍变化的一侧,它按口诀是四倍,即100 安。但实际不到四倍(按手册为97 安)。而35 则相反,按口诀是三倍,即105 安,实际是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 的则可以略为超过105 安便更准确了。同样,2.5平方毫米的导线位置在五倍的最始(左)端,实际便不止五倍最大可达20安以上,不过为了减少导线内的电能损耗,通常都不用到这么大,手册中一般也只标12 安。 从这以下,口诀便是对条件改变的处理。本句:穿管温度八九折,是指若是穿管敷设(包括槽板等敷设,即导线加有保护套层,不明露的)按计算后,再打八折(乘0.8)若环境温度超过25 度,应按计算后,再打九折。(乘0.9)。 关于环境温度,按规定是指夏天最热月的平均最高温度。实际上,温度是变动的,一般情况下,它影响导体载流并不很大。因此,只对某些高温车间或较热地区超过25 度较多时,才考虑打折扣。 还有一种情况是两种条件都改变(穿管又温度较高)。则按计算后打八折,再打九折。或者简单地一次打七折计算(即0.8 × 0.9=0.72,约0.7)。这也可以说