导线及电缆选择.ppt

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2023/5/14,导线和电缆的选择,一.导线和电缆选择的一般规定

（一）.架空线路导线的选择

（1）.110kV及以上架空线路宜采用钢芯铝绞线，截面不宜小于150185mm2。

3566kV架空线路亦宜采用钢芯铝绞线，截面不宜小于7095mm2。

城市电网中310kV架空线路宜采用铝绞线，主干线截面应为150240mm2，分支线截面不宜小于70mm2；但在化工污秽及沿海地区，宜采用绝缘导线、铜绞线或钢芯铝绞线。

当采用绝缘导线时，绝缘子绝缘水平应按15kV考虑；采用铜绞线或钢芯铝绞线时，绝缘子绝缘水平应按20kV考虑。

农村电网中10kV架空线路宜选用钢芯铝绞线或铝绞线，其主干线截面应按中期规划（510年）一次选定，不宜小于70mm2。

（2）.市区和工厂10kV及以下架空线路，遇下列情况可采用绝缘铝绞线（据GB50061-1997规定）：

1）线路走廊狭窄，与建筑物之间的距离不能满足安全要求的地段；2）高层建筑邻近地段；3）繁华街道或人口密集地区；4）游览区和绿化区；5）空气严重污秽地段；6）建筑施工现场。

2023/5/14,（3）.城市和工厂的低压架空线路宜采用铝芯绝缘线，主干线截面宜采用150mm2，一次建成；次干线宜采用120mm2，分支线宜采用50mm2。

农村的低压架空线路可采用钢芯铝绞线或铝芯绝缘线，其主干线亦宜一次建成。

（4）.架空线路导线的持续允许载流量，应按周围空气温度进行校正。

周围空气温度（环境温度）应采用当地10年或以上的最热月的每日最高温度的月平均值。

（5）.从供电变电所二次侧出口到线路末端变压器一次侧入口的610kV架空线路的电压损耗，不宜超过供电变电所二次侧额定电压的5%。

2023/5/14,

（二）.电缆的选择,

（1）.电缆型号应根据线路的额定电压、环境条件、敷设方式和用电设备的特殊要求等进行选择。

（2）.电缆的持续允许载流量，应按敷设处的周围介质温度进行校正：

1）当周围介质为空气时，空气温度应取敷设处10年或以上的最热月的每日最高温度的月平均值。

2）在生产厂房、电缆隧道及电缆沟内，周围空气温度还应计入电缆发热、散热和通风等因素的影响。

当缺乏计算资料时，可按上述空气温度加5。

3）当周围介质为土壤时，土壤温度应取敷设处历年最热月的平均温度。

电缆的持续允许载流量，还应按敷设方式和土壤热阻系数等因素进行校正。

（3）.沿不同冷却条件的路径敷设电缆时，当冷却条件最差段的长度超过10m时，应按该段冷却条件来选择电缆截面。

（4）.电缆应按短路条件验算其热稳定度。

电缆在短路时的最高允许温度应符合附录表11的规定。

（5）.农村电网中各级配电线路不宜采用电缆线路。

2023/5/14,（三）.住宅供电系统导线的选择GB50096-1999住宅设计规范规定：

住宅供电系统（220/380V）的电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅的进户线截面不应小于10mm2，分支回路导线截面不应小于2.5mm2。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,一、导线截面选择的基本原则,1发热条件：

导线在通过正常最大负荷电流（计算电流）时产生的发热温度不超过其正常运行时的最高允许温度。

2电压损失条件：

导线或电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损失应小于规定允许的电压损失，以保证供电质量。

3机械强度条件：

在正常工作条件下，导线应有足够的机械强度以防止断线，故要求导线截面不应小于最小允许截面。

4经济电流密度条件：

选择导线截面时，即要降低线路的电能损耗和维修费等年运行费用，又要尽可能减少线路投资和有色金属消耗量，通常可按国家规定的经济电流密度选择导线截面。

知识点,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,5电晕条件：

高压输电线路产生电晕时，不仅会引起电晕损耗，而且还产生噪声和无线电干扰，为了避免电晕的发生，导线的外径不能过小。

根据设计经验，导线截面选择的原则如下：

对区域电力网：

先按经济电流密度按选择导线截面，然后再校验机械强度和电晕等条件。

对地方电力网：

先按允许电压损失条件选择导线截面，以保证用户的电压质量，然后再校验机械强度和发热条件。

对低压配电网：

通常先按发热条件选择导线截面，然后再校验机械强度和电压损失。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,二、按发热条件选择导线截面,按发热条件选择三相系统中的相线截面的方法:

应使导线的允许载流量Ial不小于通过相线的计算电流I30，即,此时，按发热条件选择截面的条件为：

导线的允许载流量与环境温度和敷设条件有关。

当导线实际敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时，则允许载流量应乘以温度校正系数，即,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,或,即铜导线允许载流量为同截面铝导线允许载流量的1.3倍。

环境温度的规定：

在室外，取当地最热月平均气温；在室内，取当地最热月平均气温加5。

对埋入土中的电缆，取当地最热月地下0.81m深处的土壤月平均气温。

铜、铝导线的等效换算:

若近似认为铜、铝导线的散热情况相同，则其发热温度相同时，可认为其功率损耗相同，即：

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,对动力线路，一般要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即0.5；对照明线路，因中性线电流与相线电流相等，因此，可取。

保护线（PE线）截面的选择：

保护线截面一般应不小于相线截面的一半，即0.5；当相线截面16mm2时，可取。

中性线（N线）截面的选择：

对动力线路，一般要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即0.5；对照明线路，因中性线电流与相线电流相等，因此，可取。

保护中性线（PE线）截面的选择：

PE线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为PE线截面，因此（0.51）。

低压系统中性线和保护线的选择,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,式中，为过流保护装置的动作电流，对于熔断器为熔体的额定电流，为绝缘导线或电缆的允许短时过负荷倍数。

需要指出：

若上式不满足要求，应加大导线截面，从而使Ial增大。

按发热条件选择导线或电缆截面时，还必须与其相应的过流保护装置（熔断器或低压断路器的过流脱扣器）的动作电流相配合，以便在线路过负荷或短路时及时切断线路电流，保护导线或电缆不被毁坏。

因此，应满足的条件是：

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,三、按允许电压损失选择导线截面,由于导线截面对电抗的影响很小，所以，当、一定时，可认为近似不变。

因此，可初选一种导线的单位长度电抗值（6110kV架空线路取0.30.4/km，电缆线路取0.070.08/km），则,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,而,由得：

若，可不计，则,式中，为允许电压损失（V）。

说明：

求出导线截面后，应选择一个与其接近而偏大的标准截面作为导线截面。

式中，UN、pi、Li、的单位分别为kV、V、kW、km和。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,例3-1某丝绸炼染厂10kV厂区配电网络导线截面选择计算实例。

该厂供电电源由距该厂2km的35kV地区变电所，以一回路10kV架空线供电。

由于供电线路不长，应按允许电压损失选择导线截面，然后按发热条件和机械强度进行校验。

（1）按允许电压损失选择导线截面,P30=1111.2kW，Q30=524.6kvar，S30=1229kVA其允许电压损失取为5%，设x1=0.4/km，则,V,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,所以,初步选LJ-16型铝绞线。

（2）按发热条件进行校验,线路的计算电流为：

当地最热月平均最高气温为35，查附表，LJ-16型铝绞线的允许载流量为A71A，故满足发热条件。

（3）按机械强度进行校验,查表3-2知，10kV架空铝绞线的最小截面为25mm2，不满足机械强度条件。

因此，该厂10kV进线应采用LJ-25型铝绞线。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,四、按经济电流密度选择导线截面,1经济电流密度的概念,导线截面越大，线路的功率损耗和电能损耗越小（即年运行费用越小），但是线路投资和有色金属消耗量都要增加；反之，导线截面越小，线路投资和有色金属消耗量越少，但是线路的功率损耗和电能损耗却要增大（即年运行费用越大）。

综合以上两种情况，使年运行费用达到最小、初投资费用又不过大而确定的符合总经济利益的导线截面，称为经济截面，用Aec表示。

对应于经济截面的导线电流密度，称为经济电流密度，用jec表示。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,图3-24是年运行费用F与导线截面A的关系曲线。

1年折旧费和年维修管理费之和与导线截面的关系曲线；,3为曲线1与曲线2的叠加，表示线路的年运行费与导线截面的关系曲线。

2年电能损耗费与导线截面的关系曲线；,由图可知，曲线3的最低点（a点）的年运行费用最小，但从综合经济效益考虑，导线截面选Ab比选Aa更为经济合理，即Ab为经济截面。

图3-24线路年运行费用与导线截面的关系曲线,2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,2按经济电流密度选择导线截面的方法,我国现行的经济电流密度见书中表3-3（P77），则,例3-2有一条长15km的35kV架空线路，计算负荷为4850kW，功率因数为0.8，年最大负荷利用小时数为4600h。

试按经济电流密度选择其导线截面，并校验其发热条件和机械强度。

解：

（1）按经济电流密度选择导线截面,说明：

计算出经济截面Aec后，应选最接近而又偏小一点的标准截面。

2023/5/14,3.4输电线路导线截面的选择,线路的计算电流为：

由表3-3，查得jec=1.15A/mm2,因此，导线的经济截面为,选LGJ-70型铝绞线。

（3）校验机械强度：

查表3-2得，35kV钢芯铝绞线的最小允许截面为25mm2，因此所选LGJ-70满足机械强度要求。