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电缆选型与电流计算


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 5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为 3~5A/mm2。 <关键点> 一般铜导线的安全载流 量为 5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为 3~5A/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 5~8A/mm2,计算出所选取铜导线截面积 S 的上下 范围: S=< I /(5~8)>=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 对于日光灯负载的计算公式:P=UIcosф ,其中日光灯负 载的功率因数 cosф =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 cosф 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/Ucosф =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*数/Ucosф =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。 (对于交流三相电 机 P=根 3×U×I×η ×COSφ 对于直流电机 P=U×I×η 在这儿,P 是输出功率,U 是电机额定电压,I 是 额定电流,η 是效率,COSφ 是功率因数。一般‘根 3×η ×COSφ =1.3’) 估算口诀: 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 2.5mm’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 2.5mm’导线,载流量为 2.5×9=22.5(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、25×4。 “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 3.5 倍,即 35×3.5= 122.5(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 0.5。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 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℃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 4~5 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,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 4~5 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 C 25 35 7.75 9.17 775 917 0.16 0.16 16775 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 P=3I2r0l×10-3(kW),此处 I=101A,l=0.1km。 年电能损耗 A=Pτ(kWh),此处 τ 为年最大负荷损耗小时数,取 τ=4500h。 年电能损耗费 Cf=A×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: Q={1-〔(1+a)/(1+i)〕n}/(i-a) 式中 i——年利率,i=7%; a——年通货膨胀率,a=0; n——使用年限,n=20 年。代入 Q 式得 Q={1-〔1/(1+0.07)〕20}/0.07=10.59 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。


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