導(dǎo)線安全載流量選擇

1、導(dǎo)線安全載流量選擇我國(guó)從上世紀(jì)60年代起開(kāi)始使用電力電纜，隨著電力、能源的不斷發(fā)展，電力電纜被利用在各個(gè)領(lǐng)域，其優(yōu)點(diǎn)是受外界氣候干擾小、安全可靠、隱蔽、較少維護(hù)、經(jīng)久耐用,可在各種場(chǎng)合下敷設(shè)。我工區(qū)直接進(jìn)行敷設(shè)的電力電纜主要是在新井投產(chǎn)時(shí)由變壓器至井口表箱的低壓電纜，采用的是1KV，VLV型鎧裝聚乙烯電纜，在實(shí)際工作中怎樣根據(jù)負(fù)荷情況選取電纜、尤其是負(fù)荷增加時(shí)，如何選取并用電纜是我們需要考慮的主要問(wèn)題。關(guān)鍵詞：電力電纜 安全載流量一、 電力電纜的選擇1、電纜選擇的一般原則（1） 電纜的額定電壓等于或大于所在網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，電纜的最高工作電壓不得超過(guò)其額定電壓的15。（2） 除在要移動(dòng)或振動(dòng)劇烈

2、的場(chǎng)所采用銅心電纜外，一般情況下采用鋁心電纜。（3） 敷設(shè)在電纜構(gòu)筑物內(nèi)的電纜宜采用裸鎧裝電纜或鋁包裸塑料護(hù)套電纜。（4） 直埋電纜采用帶護(hù)層的鎧裝電纜或鋁包裸塑料護(hù)套電纜。（5） 移動(dòng)機(jī)械選用重型橡套電纜。（6） 有腐蝕性的土壤一般不采用直埋，否則應(yīng)采用特殊的防腐層電纜。在有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所，應(yīng)采相應(yīng)的電纜護(hù)套。（7） 垂直或高差較大處敷設(shè)電纜，應(yīng)采用不滴流電纜。（8） 環(huán)境溫度超過(guò)40時(shí)不宜采用橡皮絕緣電纜。2、電纜截面的選擇計(jì)算及校驗(yàn)（1）按電壓選擇電纜：按照上述的一般原則中的第一條進(jìn)行選擇。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：計(jì)算方法與導(dǎo)線截面的計(jì)算方法一樣。（3）按照線路最大長(zhǎng)期負(fù)載電

3、流校驗(yàn)電纜截面 IuxIzmax式中：Iux電纜的允許負(fù)載電流（A）； Izmax電纜中長(zhǎng)期通過(guò)的最大負(fù)載電流（A）。我們?cè)谄綍r(shí)的工作中最長(zhǎng)用的就是這種選擇方法，通常是先求出線路的工作電流，再按照線路最大的工作電流不應(yīng)該大于電纜的允許載流量。電纜允許的長(zhǎng)期工作電流見(jiàn)表一。導(dǎo)線截面（mm2）單心二心三心四心銅心鋁心銅心鋁心銅心鋁心銅心鋁心46101625355070951201501852403004005006258007610013516420525331135641046655163276488210321208587710412615819523927631635942448658767

4、77899313645608110612816019724027831927354662819912815218521524631395271961141441792172522923333922330405473881111381671942252573053039527094119149184226260301345233040547392115141174201231266表一 1千伏VV29、VLV29、VV30、VLV30、VV50、VLV50、VV59、VLV59型鎧裝聚乙烯電纜安全載流量（A）二、 并用電纜的選擇我們?cè)趯?shí)際工作中經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，由于負(fù)荷的增加，負(fù)載電流增大，原

5、有電纜載流量不足，過(guò)流運(yùn)行，為了增加容量，考慮到原有電纜運(yùn)行正常，要重新敷設(shè)電纜施工難度大而且不經(jīng)濟(jì)，我們常采用雙并、甚至三并的做法。在并用電纜的選擇上很多人認(rèn)為只要在滿足載流量要求的前提下電纜截面越小越經(jīng)濟(jì)，越合理，實(shí)際究竟是不是這樣呢。2006年1月3日1#變壓器至配電室主電纜爆，原185mm2的四心鋁心電纜2根爆了一根，工區(qū)為了及時(shí)恢復(fù)供電，將另一根好的電纜保留，并了兩根120mm2的四心鋁心電纜進(jìn)行供電。在運(yùn)行了10個(gè)月后2006年11月15日主電纜再次爆裂，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，185mm2的電纜爆引發(fā)了此次事故。為什么會(huì)發(fā)生此次事故呢，按照表一我們可以得出三根電纜并用得安全載流量是668A，

6、使用鉗型電流表測(cè)得生活區(qū)得的最大負(fù)載電流只有500A，按照IuxIzmax的原則，這樣運(yùn)行應(yīng)該是安全可靠的。但是，我們忽略了電纜是有電阻的，因?yàn)槎嗖㈦娎|連接時(shí)，連接處存在接觸電阻不同，而此接觸電阻又往往與電纜本身的電阻可比擬，其結(jié)果會(huì)造成多并電纜的電流分配不平衡，多并電纜的電流分配，是與電纜的阻抗有關(guān)的。1、 電纜電阻的計(jì)算電纜的直流標(biāo)準(zhǔn)電阻可以按照下式進(jìn)行計(jì)算：R20=20（1+K1）（1+K2）/4×d2n×103式中：R20電纜在20時(shí)的支流標(biāo)準(zhǔn)電阻（/km） 20導(dǎo)線的電阻率（20時(shí)）（*mm2/km） d每根心線的直徑（mm2） n心線數(shù)； K1心線扭絞率，約0.

7、02-0.03； K2多心電纜是的扭絞率，約0.01-0.02。任一溫度下每千米長(zhǎng)電纜實(shí)際交流電阻為： R1R20（1+a1）(1+K3)式中：a1電阻在t時(shí)的溫度系數(shù)； K3計(jì)及肌膚效應(yīng)及臨近效應(yīng)的系數(shù)，截面積為250mm2以下時(shí)為0.01；1000 mm2時(shí)為0.23-0.26。2、 電纜電容的計(jì)算C0.056Ns/G式中：C電纜的電容（uF/km） s相對(duì)介電系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)為3.5-3.7） N多心電纜的心數(shù)； G形狀系數(shù)。3、電纜電感的計(jì)算配電用的地下電纜，當(dāng)導(dǎo)體截面為圓形時(shí)，且忽略鎧裝及鉛包損失時(shí)，每根電纜的電感計(jì)算方法與導(dǎo)線相同。L0.4605Dj/r+0.05uLN0.4605DN/

8、rNDN3DANDBNDCN式中：L每根相線的電感（mH/km） LN中性線的電感（mH/km）； DN相線與中性線間的幾何距離（cm）； rN中性線的半徑（cm）； DAN、DBN、DCN各相線對(duì)中性線間的中心距離（cm）。3、 例證測(cè)得工區(qū)2生活變負(fù)荷電流為330A，現(xiàn)有電纜為120mm2四心銅心電纜，查表一知其安全載流量為260A，現(xiàn)在電纜超載運(yùn)行，存在不安全隱患，為了保證供電正常，我工區(qū)打算并另外一根電纜進(jìn)行分流，以保證正常供電。（以下提到的電纜都是指1KV，VLV型鎧裝聚乙烯四心銅心電纜）。如果按照安全載流量來(lái)看330A260A70A，我們只需要并一根載流量為70A的電纜在理論上就可

9、以保證安全運(yùn)行（理想情況下）。按照電纜阻抗的計(jì)算方法，將16mm2、25 mm2、35 mm2、50 mm2、70 mm2、95 mm2、120 mm2的阻抗值如表二：標(biāo)稱截面積（mm2）電阻(/km)(20時(shí))電抗(/km)1625355070951201.150.750.530.370.260.190.150.0680.0660.0640.0630.0810.060.06表二 四心銅心電纜阻抗按照上表我們可以計(jì)算出電纜的阻抗模，在不計(jì)并列電纜的接觸電阻的情況下，將并列電纜理解為兩阻抗并聯(lián)，計(jì)算出電流分配值。當(dāng)然，兩條電纜平行敷設(shè)時(shí)，電纜的安全載流量會(huì)發(fā)生變化，兩條并用時(shí)，其安全載流量應(yīng)該為

10、原載流量的0.92倍。則此時(shí)120mm2銅心電纜的安全載流量為239A。25mm2的為86A, 35mm2的為109A,按照IuxIzmax的原則再并一根35mm2的電纜就可安全運(yùn)行。為2生活并一35mm2的四心銅心電纜時(shí)：Z250.534 負(fù)載電流為330A，則I120Z16/（Z16+Z120）*330得出 I120253.19A；I1676.81A不難看出120mm2的電纜還是在過(guò)流運(yùn)行。三、總結(jié)在平時(shí)的工作中，我們經(jīng)常會(huì)忽視電纜并行敷設(shè)時(shí)的相互影響，忽視電纜的阻抗情況，而簡(jiǎn)單的根據(jù)安全載流量進(jìn)行電纜的選擇，根據(jù)上例，可以看出，簡(jiǎn)單的按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇并用電纜是不可行的。必須考慮到其阻抗及電

11、纜間的相互影響進(jìn)行科學(xué)計(jì)算后，方可進(jìn)行選擇。也就是說(shuō),在兩電纜并列運(yùn)行時(shí)，選擇電纜的載流量必須滿足以下條件：I選擇Z已有/（Z已有+Z選擇）*實(shí)際負(fù)荷電流<Izmax*0.92四、參考文獻(xiàn)1、10KV及以下電力電纜敷設(shè)運(yùn)行實(shí)用技術(shù)，周欲厚，機(jī)械工業(yè)出版社，2005，7。2、電工速算手冊(cè)，方大千，福建科學(xué)技術(shù)出版社，2004.4。低壓電纜的選擇導(dǎo)線截面積與載流量的計(jì)算 一、一般銅導(dǎo)線載流量導(dǎo)線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來(lái)確定的。 一般銅導(dǎo)線的安全載流量為58A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為35A/mm2。 <關(guān)鍵點(diǎn)> 一般銅導(dǎo)線的安全載流量為58

12、A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為35A/mm2。如：2.5 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值4×8A/mm2=32A 二、計(jì)算銅導(dǎo)線截面積利用銅導(dǎo)線的安全載流量的推薦值58A/mm2，計(jì)算出所選取銅導(dǎo)線截面積S的上下范圍： S=< I /（58）>=0.125 I 0.2 I（mm2） S-銅導(dǎo)線截面積（mm2） I-負(fù)載電流（A） 三、功率計(jì)算一般負(fù)載（也可以成為用電器，如點(diǎn)燈、冰箱等等）分為兩種，一種式電阻性負(fù)載，一種是電感性負(fù)載。對(duì)于電阻性負(fù)載的計(jì)算公式：P=UI 對(duì)于日光燈負(fù)載

13、的計(jì)算公式：P=UIcos，其中日光燈負(fù)載的功率因數(shù)cos=0.5。 不同電感性負(fù)載功率因數(shù)不同，統(tǒng)一計(jì)算家庭用電器時(shí)可以將功率因數(shù)cos取0.8。也就是說(shuō)如果一個(gè)家庭所有用電器加上總功率為6000瓦，則最大電流是 I=P/Ucos=6000/220*0.8=34(A) 但是，一般情況下，家里的電器不可能同時(shí)使用，所以加上一個(gè)公用系數(shù)，公用系數(shù)一般0.5。所以，上面的計(jì)算應(yīng)該改寫(xiě)成 I=P*公用系數(shù)/Ucos=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是說(shuō)，這個(gè)家庭總的電流值為17A。則總閘空氣開(kāi)關(guān)不能使用16A，應(yīng)該用大于17A的。 估算口訣： 二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走。 三十

14、五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)。 穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。 說(shuō)明： (1)本節(jié)口訣對(duì)各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍數(shù)”來(lái)表示，通過(guò)心算而得。由表5 3可以看出：倍數(shù)隨截面的增大而減小。 “二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走”說(shuō)的是25mm及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如25mm導(dǎo)線，載流量為25×9225(A)。從4mm及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號(hào)往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25&#

15、215;4。 “三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五”，說(shuō)的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的35倍，即35×351225(A)。從50mm及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)兩個(gè)線號(hào)成一組，倍數(shù)依次減05。即50、70mm導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的25倍，依次類推。 “條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長(zhǎng)期高于25的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計(jì)算方法算出，然后再打九折即可；當(dāng)使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述

16、口訣方法算出比鋁線加大一個(gè)線號(hào)的載流量。如16mm銅線的載流量，可按25mm2鋁線計(jì)算配電電纜截面的優(yōu)化選擇 以往在選擇配電電纜時(shí)，通常都根據(jù)敷設(shè)條件確定電纜型號(hào)，再按發(fā)熱條件選擇電纜截面，最后選出符合其載流量要求，并滿足電壓損失及熱穩(wěn)定要求的電纜截面。 若考慮經(jīng)濟(jì)效益，則電纜最佳截面應(yīng)是使初投資和整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中的損耗費(fèi)用之和達(dá)到最少的截面。從這一點(diǎn)考慮選擇電纜截面時(shí)，約需在按發(fā)熱條件選出的截面基礎(chǔ)上，再人為地加大45級(jí)截面，稱此截面為最佳截面。 由于加大了電纜截面，提高了載流能力，使電纜的使用壽命得以延長(zhǎng)；由于截面增大，線路電阻降低，使線路壓降減少，從而大大提高了供電質(zhì)量，電能損耗降低，

17、使運(yùn)行費(fèi)用降低，這樣，可保證在整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中總費(fèi)用最低。 下面將用總擁有費(fèi)用法來(lái)論證，電纜最佳截面應(yīng)是在按常規(guī)方法選出的截面基礎(chǔ)上，再加大45級(jí)。 以一陶器烘干器為例，其三相功率為70kW，供電電壓為400V，電流為101A，線路長(zhǎng)度為100m。2按發(fā)熱條件選擇電纜截面 根據(jù)敷設(shè)要求選用YJLV型，1kV三芯電力電纜，穿管直埋敷設(shè)，按發(fā)熱條件選出的電纜截面S為25mm2，此截面所允許的截流量為125A。3按總擁有費(fèi)用法選擇電纜截面 總擁有費(fèi)用法是國(guó)際上通用的，進(jìn)行各種方案經(jīng)濟(jì)效益比較的方法。將所比較方案的現(xiàn)在投資及此方案將來(lái)的費(fèi)用都以現(xiàn)時(shí)的價(jià)值表示，將方案未來(lái)費(fèi)用乘以現(xiàn)值系數(shù)Q即可求得，計(jì)

18、算后選取總擁有費(fèi)用最低。 總擁有費(fèi)用C設(shè)備初投資+PV值PV值稱為現(xiàn)值 PV值Q×年電能損耗費(fèi) 本例設(shè)備初投資包括電纜價(jià)格加上敷設(shè)綜合造價(jià)。各種截面的電力電纜，長(zhǎng)度為100m時(shí)的初投資見(jiàn)表1。表1各種截面電力電纜的初投資電纜截面 電纜單價(jià)（元/m） 電纜價(jià)格（元） 敷設(shè)備綜合造價(jià)（×105元） 初投資C25 7.75 775 0.16 16775 35 9.17 917 0.16 16917電纜初投資 C電纜單價(jià)×電纜長(zhǎng)度+敷設(shè)綜合造價(jià)?？倱碛匈M(fèi)用：功率損耗P32r0l×103(kW)，此處I101，l0.1km。 年電能損耗AP(kWh)，此處為年最大

19、負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，取4500h。 年電能損耗費(fèi)CfA×電能電價(jià)(元)，取東北工業(yè)電能電價(jià)（0.398元/kWh）。PV值(現(xiàn)值)Q×Cf(元)，Q(現(xiàn)值系數(shù))求法：Q1-(1+a)/(1+i)n/(i-a) 式中i年利率，i7%；a年通貨膨脹率，a0；n使用年限，n20年。代入Q式得Q1-1/(1+0.07)20/0.0710.59配電電纜的最佳經(jīng)濟(jì)截面S為120mm2，其總擁有費(fèi)用最低。隨著電價(jià)的上漲，配電電纜的最佳截面將會(huì)變得更大。導(dǎo)體載流量的計(jì)算口訣1、用途：各種導(dǎo)線的載流量(安全電流)通?？梢詮氖謨?cè)中查找。但利用口訣再配合一些簡(jiǎn)單的心算,便可直接算出,不必查表。導(dǎo)線的

20、載流量與導(dǎo)線的載面有關(guān),也與導(dǎo)線的材料(鋁或銅),型號(hào)(絕緣線或裸線等),敷設(shè)方法(明敷或穿管等)以及環(huán)境溫度(25度左右或更大)等有關(guān),影響的因素較多,計(jì)算也較復(fù)雜。 10 下五，1 0 0 上二。 2 5 ，3 5 ，四三界。 7 0 ，95 ，兩倍半。 穿管溫度，八九折。 裸線加一半。 銅線升級(jí)算。4.說(shuō)明：口訣是以鋁芯絕緣線,明敷在環(huán)境溫度25 度的條件為準(zhǔn)。若條件不同, 口訣另有說(shuō)明。絕緣線包括各種型號(hào)的橡皮絕緣線或塑料絕緣線?？谠E對(duì)各種截面的載流量(電流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍數(shù)”,來(lái)表示。為此,應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)線截面,(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.生產(chǎn)廠制造鋁芯絕緣線的截面積通常從而2.5開(kāi)始,銅芯絕緣線則從1 開(kāi)始；裸鋁線從16 開(kāi)始;裸銅線從10 開(kāi)始。 這口訣指出:鋁芯絕緣線載流量,安,可以按截面數(shù)的多少倍來(lái)計(jì)算?？谠E中阿拉伯?dāng)?shù)碼表示導(dǎo)線截面(平方毫米),漢字表示倍數(shù)。把口訣的截面與倍數(shù)關(guān)系排列起來(lái)便如下: .10 16-25 35-50 70-95 120. 五倍四倍三倍兩倍半二倍 現(xiàn)在再和口訣對(duì)照就更清楚了.原來(lái)“10 下五”是指截面從10 以下,載流量都是截面數(shù)的五倍?！?00 上二”(讀百上二),是指截面100以上,載流量都是截面數(shù)的二倍。截面25與35

22、 是四倍和三倍的分界處.這就是“口訣25、35 四三界”。而截面70、95 則為2.5 倍。從上面的排列,可以看出:除10 以下及100 以上之外,中間的導(dǎo)線截面是每?jī)煞N規(guī)格屬同一倍數(shù)。下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)境溫度為25 度,舉例說(shuō)明: 【例1】 6 平方毫米的,按10 下五,算得載流量為30 安。 【例2】150 平方毫米的,按100 上二,算得載流量為300 安。 【例3】70 平方毫米的,按70、95 兩2 倍半,算得載流量為175安。 從上面的排列還可以看出,倍數(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處,誤差稍大些。比如截面25 與35 是四倍與三倍的分界處,25屬四倍的范圍,但靠近向

23、三倍變化的一側(cè),它按口訣是四倍,即100 安。但實(shí)際不到四倍(按手冊(cè)為97 安)。而35 則相反,按口訣是三倍,即105 安,實(shí)際是117 安。不過(guò)這對(duì)使用的影響并不大。當(dāng)然,若能胸中有數(shù),在選擇導(dǎo)線截面時(shí),25 的不讓它滿到100 安,35 的則可以略為超過(guò)105 安便更準(zhǔn)確了。同樣,2.5平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的最始(左)端,實(shí)際便不止五倍最大可達(dá)20安以上,不過(guò)為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊(cè)中一般也只標(biāo)12 安。 從這以下,口訣便是對(duì)條件改變的處理。本句:穿管溫度八九折,是指若是穿管敷設(shè)(包括槽板等敷設(shè),即導(dǎo)線加有保護(hù)套層,不明露的)按計(jì)算后,再打八折(乘0.8)若環(huán)境溫度超過(guò)25 度,應(yīng)按計(jì)算后,再打九折。(乘0.9)。 關(guān)于環(huán)境溫度,按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上,溫度是變動(dòng)的,一般情況下,它影響導(dǎo)體載流并不很大。因此,只對(duì)某些高溫車間或較熱地區(qū)超過(guò)25 度較多時(shí),才考慮打折扣。 還有一種情況是兩種條件都改變(穿管又溫度較高)。則按計(jì)算后打八折,再打九折?；蛘吆?jiǎn)單地一次打七折計(jì)算(即0.8 × 0.9=0.72,約0.7)。這也可以說(shuō)