4.3低压配电线路选择

城轨城市轨道交通低压供电系统

课件制作：XXX4.4低压配电线路选择CONTENT0102030405低压配电线路规范导线截面选择方法零线截面选择导线截面使用方法谐波电流影响下的导线截面选择目录01低压配电线路规范中性导体截面与相导体相同当线路为单相两线制时，中性导体截面应与相导体截面相同，这是为了确保电流平衡，避免因截面差异导致的电流分配不均，从而保证线路的安全运行。对于铜相导体截面小于等于16mm²或铝相导体截面小于等于25mm²的三相四线制线路，中性导体截面也应与相导体截面相同，以满足小截面导线的电流承载能力和机械强度要求。中性导体截面小于相导体当铜相导体截面大于16mm²或铝相导体截面大于25mm²时，中性导体截面可以小于相导体截面，但需满足一定条件，如铜中性导体截面大于等于16mm²或铝中性导体截面大于等于25mm²，且在正常工作时，包括谐波电流在内的中性导体预期最大电流小于等于中性导体的允许载流量，同时中性导体已进行了过电流保护，以确保线路的安全性和可靠性。中性导体截面选择导线工作环境温度对其安全载流量有显著影响，导线截面越小，电流通过时越容易发热。因此，根据工作环境温度高低、工作电流大小来选择导线的材质及导线截面积，一般规定为用满足：IC≤I，其中IC为导线计算电流，I为导线允许载流量，以确保导线在正常运行时不会因过热而损坏绝缘层或加速老化。例如，聚氯乙烯绝缘电线在不同环境温度下的载流量会有所不同。在25℃时，2.5mm²铝芯线的载流量为22.5A；而在35℃时，其载流量会降低到18A，这说明环境温度的升高会限制导线的载流量，需要根据实际环境温度选择合适的导线截面。由于导线有阻抗，当负荷电流通过导线时将产生电压损失。线路电压损失的大小与导线材料、截面大小、线路长度和电流大小密切相关，线路越长、负荷越大，线路电压损失也将越大。为了保证电压损失在允许值范围内，就必须保证导线有足够的截面，以满足用电设备的正常运行要求。例如，对于380/220V三相四线系统，当环境温度为30℃时，铜导体的电压损失计算系数C为72，铁导体的C为44.5。如果线路长度为100m，负荷功率为10kW，允许电压损失为额定电压的±7%，则根据公式计算出的导线截面应满足相应要求，以确保线路末端电压在允许范围内。发热条件下的导线截面选择电压损失条件下的导线截面选择导线截面选择规范02导线截面选择方法按发热条件选择按发热条件选择导线截面时，需考虑导线在正常工作电流下的温升是否超过允许值。不同材质和绝缘类型的导线，其允许载流量不同，应根据实际工作环境和负荷电流选择合适的导线截面，以防止因过热引起导线绝缘损坏或加速老化。例如，对于聚氯乙烯绝缘电线，当环境温度为25℃时，4mm²铜芯线的载流量为31A；而在40℃时，其载流量降低到24A。因此，在高温环境下，应选择较大截面的导线，以确保导线在允许的温升范围内安全运行。按电压损失条件选择按电压损失条件选择导线截面时，需考虑线路的电压损失是否在允许范围内。不同电压等级和系统类型的线路，其允许电压损失的百分比不同，应根据线路长度、负荷功率和允许电压损失计算导线截面，以保证用电设备的端电压在允许范围内。例如，对于220V单相供电线路，允许电压损失为额定电压的±7%～±10%。如果线路长度为50m，负荷功率为5kW，环境温度为30℃，则根据电压损失计算公式和相应的计算系数，可以确定导线截面应满足的最小值，以确保线路末端电压在允许范围内，保证照明等设备的正常运行。导线截面选择原则表4.4.3保护导体的最小截面积(mm2)相导体截面积保护导体的最小截面积保护导体与相导体使用相同材料保护导体与相导体使用不同材料≤16S>16,且≤3516>35

注：1.S-相导体截面积；2.k1-相导体的系数，应按本规范表A.0.7的规定确定；3.K2-保护导体的系数，应按本规范表A0.2～表A0.6的规定确定。我国常用导线标称截面排列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185。口诀“二点五下乘以九，往上减一顺号走”适用于2.5mm²以下的铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍；对于4mm²及以上的导线，截面积的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐渐减1。口诀“三十五乘三点五，双双成组减点五”适用于35mm²的导线，其载流量为截面的3.5倍；从50mm²以上的导线，其载流量与截面的关系变为两个线号成一组，倍数依次减0.5。这些口诀可以帮助快速估算导线的载流量，从而选择合适的导线截面。01截面选择口诀当导线敷设条件发生变化时，如穿管敷设、环境温度升高或采用铜芯线等，需对导线载流量进行调整。例如，铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区时，导线载流量需打九折；若穿管敷设，再打八折；若既穿管又高温，则打七折。对于铜芯线，其载流量比铝芯线大，可按相应铝线截面升级计算。例如，对于16mm²的铜芯线，可按25mm²的铝芯线计算载流量。这些调整方法能够确保在不同敷设条件下，导线的实际载流量满足安全运行要求。02条件变化的调整导线截面选择技巧永久性连接的用电设备的保护导体预期电流超过10mA时，保护导体的截面积应按下列条件之一确定：1)铜导体不应小于10mm²或铝导体不应小于16mm²;2)当保护导体小于本款第1项规定时，应为用电设备敷设第二根保护导体，其截面积不应小于第一根保护导体的截面积。第二根保护导体应一直敷设到截面积大于等于10mm²的铜保护导体或16mm²的铝保护导体处，并应为用电设备的第二根保护导体设置单独的接线端子；3)当铜保护导体与铜相导体在一根多芯电缆中时，电缆中所有铜导体截面积的总和不应小于10mm²;4)当保护导体安装在金属导管内并与金属导管并接时，应采用截面积大于等于2.5mm²的铜导体。03零线截面选择””中性点直接接地系统特殊线路的零线截面选择对于单相线路、负荷对称的两相线路、逐相断开的负荷对称三相线路及气体放电灯三相四线制线路，零线截面应与相线截面相等，这是因为这些线路的零线电流较大，需要与相线具有相同的载流能力，以保证电路的平衡和稳定运行。例如，在单相线路中，如果相线截面为10mm²，那么零线截面也应选择10mm²，以确保在单相负载下，零线能够安全地承载回路电流，避免因零线截面不足导致的电压降和发热问题。02在中性点直接接地的系统中，零线的截面应不小于相线截面的1/2，这是为了确保零线能够承载足够的电流，满足电路的正常运行需求，同时保证在发生故障时，零线不会因截面过小而过载发热，从而保障电路的安全性。例如，当相线截面为35mm²时，零线截面应不小于17.5mm²，以确保在正常运行和故障情况下，零线都能够安全地承载电流，维持电路的稳定运行。01零线截面选择规则保护导体截面积的选择应满足电气系统间接接触防护自动切断电源的条件，且能承受预期的故障电流或短路电流。其截面积应符合公式S≥k²I²t/ρ的要求，其中S为保护导体的截面积，I为通过保护电器的预期故障电流或短路电流，t为保护电器自动切断电流的动作时间，k为系数，ρ为导体材料的电阻率。例如，当预期故障电流为1000A，保护电器动作时间为0.1s，导体材料为铜（电阻率ρ=0.0172Ω·mm²/m），系数k=1时，计算得出保护导体的最小截面积应为S≥1000²×0.1²/(0.0172×1)=581mm²，这确保了保护导体在故障电流作用下能够安全地承受热量，避免因过热而损坏。保护导体截面计算对于电缆外的保护导体或不与相导体共处于同一外护物内的保护导体，其截面积应根据是否有机械损伤防护来确定。有机械损伤防护时，铜导体不应小于2.5mm²，铝导体不应小于16mm²；无机械损伤防护时，铜导体不应小于4mm²，铝导体不应小于16mm²。例如，在无机械损伤防护的情况下，若采用铝导体作为保护导体，其截面积应不小于16mm²，以确保在发生故障时，保护导体能够承受短路电流产生的热量，同时避免因机械损伤导致保护导体断裂，从而保障电路的安全运行。不同敷设条件下的保护导体截面保护导体截面选择04导线截面使用方法确定负荷电流首先，根据用电设备的功率和工作电压，计算出线路的负荷电流。这是选择导线截面的基础，准确的负荷电流计算能够确保所选导线能够满足实际运行中的电流需求，避免因导线截面过小而导致的过载发热或因截面过大而造成的资源浪费。例如，若一台电动机的功率为10kW，工作电压为380V，其负荷电流为I=P/U=10000/380≈26.3A。根据这个负荷电流，可以初步确定导线截面的范围，为后续的截面选择提供依据。选择导线材质其次，根据线路的敷设环境和经济条件，选择合适的导线材质。铜芯线和铝芯线是常见的导线材质，铜芯线具有较高的导电性能和机械强度，但价格相对较高；铝芯线导电性能稍逊于铜芯线，但价格较低，且重量较轻，便于敷设。例如，在对导线机械强度要求较高的场所，如高层建筑的垂直敷设线路，可优先选择铜芯线；而在一些对成本控制较严格的场所，如农村地区的架空线路，可选择铝芯线。选择合适的导线材质能够在满足线路性能要求的同时，实现经济合理的设计。导线截面选择流程根据电压损失条件调整截面按电压损失条件选择导线截面时，需考虑线路的电压损失是否在允许范围内。不同电压等级和系统类型的线路，其允许电压损失的百分比不同，应根据线路长度、负荷功率和允许电压损失计算导线截面，以保证用电设备的端电压在允许范围内。例如，对于380V三相四线系统，当线路长度为100m，负荷功率为10kW，允许电压损失为额定电压的±7%时，根据电压损失计算公式和相应的计算系数，计算得出的导线截面应满足相应要求，以确保线路末端电压在允许范围内。如果初步选择的截面不能满足电压损失要求，则需要增大截面，重新进行计算和校验。根据发热条件计算截面根据导线的允许载流量和负荷电流，选择合适的导线截面。不同材质和绝缘类型的导线，其允许载流量不同，应根据实际工作环境和负荷电流选择合适的导线截面，以防止因过热引起导线绝缘损坏或加速老化。例如，对于聚氯乙烯绝缘铜芯线，在环境温度为30℃时，6mm²导线的载流量为51A。如果负荷电流为40A，那么6mm²的导线能够满足发热条件下的载流要求，可作为初步选择的截面。0102导线截面计算与调整谐波电流影响下的导线截面选择在三相四线制线路中，非线性负载会产生谐波电流，这些谐波电流会叠加在基波电流上，导致中性导体电流增大。当中性导体电流大于相导体电流时，如果仍按相导体电流选择电缆截面，可能会导致电缆过载发热，甚至引发火灾等安全事故。例如，一些变频器、整流器等非线性设备会产生大量的三次谐波电流，这些谐波电流会在中性导体上叠加，使中性导体的电流有效值远大于相导体电流，从而对中性导体的载流能力和电缆的安全运行造成严重影响。谐波电流的产生与危害谐波电流对电缆载流量的影响当三相平衡系统中存在谐波电流时，电缆载流量会受到不同程度的影响。根据谐波电流的大小，电缆载流量的降低系数会有所不同。例如，当相电流中三次谐波分量大于15%且小于等于33%时，按相电流选择截面的电缆载流量降低系数为0.86；当三次谐波分量大于33%且小于等于45%时，按中性导体电流选择截面的电缆载流量降低系数为0.86。例如，若某线路的相电流中三次谐波分量为30%，则在选择电缆截面时，按相电流选择的电缆载流量需乘以0.86的降低系数，以确保电缆在谐波电流作用下的安全运行。如果谐波电流过大，导致中性导体电流超过相导体电流，应按中性导体电流选择电缆截面，并考虑相应的降低系数，以防止电缆过载发热。谐波电流对导线的影响在存在谐波电流的三相四线制线路中，当中性导体电流大于相导体电流时，电缆相导体截面应按中性导体电流选择。这是因为中性导体电流的有效值较大，对电缆的载流能力和安全运行影响更为显著，因此需要根据中性导体电流来确定电缆截面，以确保电缆在谐波电流作用下的安全运行。例如，若某线路的中性导体电流为100A，而相导体电流为80A，且谐波电流导致中性导体电流增大，那么在选择电缆截面时，应以100A的中性导体电流为依据，选择合适的电缆截面，以满足中性导体的载流要求，防止电缆过载发热。中性导体截面选择根据谐波电流