供电线路及用电设备导线截面的选择计算

【摘要】 本文从供电线路以及用电设备所选用导线截面的选择、选择导线截面方法的运用、导线截面选择要注意的问题，探讨如何合理选择输配电线路的导线截面，从而更好的保证供电系统及输配电线路安全、可靠、经济、合理的运行。

【关键词】 导线截面；载流量;估算;发热条件;经济电流密度;电压损耗

【中图分类号】G633.93【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2010）12-0212-02

1 引言

合理选择线路导线截面，就必须对整个电网及用电设备的负荷情况做出一个科学、合理、准确的分析，从而找到选择导线截面的依据，再运用导线截面的选择方法，合理的选择导线截面。我国供电线路还有很多地方比较落后，随着国民经济的迅速发展，工农业用电量大幅度增加，原有导线已不能适应生产、生活的需要。在电力输配电系统中，导线截面的选择关系到输配电系统能否安全、可靠、经济、合理的运行。导线截面选择过小，将会导致线路电能、电压损耗的增加；线路发热量增多，换将导致导线接头过热熔断：机械强度不够导致导线断线；温度过高，使导线绝缘材料老化加速，绝缘水平下降，导致线路短路引起火灾等严重事故。导线截面过大，将会导致浪费原材料，增大投入；同时负荷增大，增大了施工难度，增大了维护检修费用等。因此，在电力传输电系统以及用电设备，正确选择导线截面具有十分重要的意义。如何才能正确选择导线截面，根据我多年实践经验，就输电线路导线截面的选择方法提出以下见解。

2 导线截面的选择方法

常用导线从材料性质来分可分为铜芯线和铝芯线。通常所说的导线截面的选择方法是指对相线的选择，导线截面的选择方法很多，而常用的有估算法和计算法等。

2.1 估算法

通过估算导线的载流量来确定导线截面的方法称为估算法。导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号敷设方式以及环境温度等有关，影响导电性能的因素很多。应用估算法，就是用经验系数，直接算出不同截面导线的载流量，并对不同条件进行修正。此法简便容易掌握，省去了查阅资料的繁琐，在要求不高的情况下能快速选择导线截面、非常实用简便。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。 <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。功率计算一般负载（也可以作为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种是电阻性负载，一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式：P=UI ；对于电感性负载如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6千瓦，则最大电流是 I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A) 但是，一般情况下，由于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/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。

一般现场经验：单相负载根据功率计算每KW负载电流按5A计算，三相负载功率每KW按2A计算。由功率估算出用电设备的电流值，在根据电流选择出相应的导线截面。这种方法对负载要求不严的地方非常实用方便。

2.2计算法

归纳起来有四各方面：

2.2.1按发热条件选择导线截面

此种方法是根据所选用导线材料所能承受的最大电流来选择的。导线中通过电流发热会使导线温度升高，温度越高导线电阻越大，导电能力就越差。不同材料由于溶化温度不同，因此规定了不同材料正常情况下的允许温度。对于铝材料而言，正常情况下的温度不超过70度，而铜材料正常情况下的温度不超过90度。因此可以通过实验得到不同材料不同截面下的允许载流量，也叫安全载流量。所谓导线的允许载流量，就是在规定环境温度及相应敷设条件下，导线能够连续承受而不致使其温度超过允许值的最大电流。实际负荷电流应小于或等于允许载流量，据此对应选择导线截面。

2.2.2按电压损失条件选择导线截面

电力用户要求电网供电电压要在其允许的范围内变化，而负荷电流通过线路时要产生电压损失，电压损失太大，不但用电设备不能正常工作，而且可能导致电气设备和电气线路发热。电压太高将导致电气设备的铁芯磁通增大和照明线路电流增大。电压太低可能导致接触器等吸合不牢，吸引线圈电流增大；过分低的电压还可能导致电动机堵转。

电压损失就是线路首末端电压的差值，它与线路额定电压比值的百分数通常作为电压的变化范围，电力用户对电压质量的要求规定为：10KV及以下电压供电的用户允许电压变化范围是+7℅——-10℅Ue。在工程计算中其变化范围常取+5℅—-5℅Ue。这样求出的导线截面一般能满足电力用户对电压变化范围的要求。

2.2.3按经济电流密度选择导线截面

导线单位截面内的通过的电流量称为电流密度，经济电流密度就是指线路年运行费用最低时所对应的电流密度。导线截面越大，线路损耗越小，但是线路的投资、维修管理费用和有色金属消耗量却要增加，因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既可以使电能损耗小，又不致过分增加投资、维修管理和有色金属消耗量。

2.2.4根据短路电流选择

为了能使在线路发生短路时速断保护装置可靠动作，短路时必须有足够大的短路电流。这也要求导线截面不能太小。另一方面由于短路电流较大，导线应能承受短路电流的冲击而不被破坏。

同时短路电流也不能太小，以保证短路时速断保护装置能可靠动作。这也要求导线有足够大的截面积。特别是在TN系统中，相线与保护零线回路的阻抗应符合保护接零的要求，单相短路电流应大于熔断器额定电流的4倍或大于低压断路器瞬时动作过电流脱扣器整定电流的1.5倍。

3 选择导线截面方法的运用

确定导线截面后，要按发热条件、电压损失条件、启动电压损失、机械强度进行校验。按不同导线截面选择方法选出的导线截面是不一样的，选出的导线截面不符合上述条件中的任一项，必须重新选择导线截面，因此正确选用导线截面的选择方法，将会达到事半功倍的效果。4 导线截面选择要注意的问题

4.1 导线的载流量除了与导线的材料、截面有关外，还跟导线的敷设方式、环境温度、导线条数及间距有关。在导线载流量列表中可以查出。若实际条件与列表不符时，必须对导线载流量进行修正。

4.2 选择导线截面时，必须要考虑电力用户的经济发展对电能需要量的递增，一般要求按五到十年的发展情况来考虑，因此要求选择较大一些的截面。

4.3 导线截面的选择不仅要满足线路输送电能的要求，同时要保障线路能够安全可靠地运行和满足环境保护的要求，而且还要经济合理。原则上，在导线选择上应综合考虑以下因素：导线允许温升、

对环境影响、输送容量、经济电流密度、电晕临界电压、机械强度。

4.4 导线型号规格敷设方式必须符合电工安全规程的要求。

5 结束语

根据多年工作经验：低压动力线路，因负荷电流较大，所以一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度。低压照明线路，因它对电压水平要求较高，所以一般先按电压损失条件选择截面，然后验算其发热条件和机械强度。而高压线路，则往往先按经济电流密度选择截面，然后然后验算其发热条件和允许电压损失条件选择截面。

根据以上计算选择出导线截面后，实际选择过程中，对于负荷较大的线路应在计算截面的基础上提高一到两个档次来选择，如此处理，不仅能降损节能，还有对今后线路及设备负荷的增加与发展留有余地。除采用增大导线截面的方法降低电能损耗外，还要做好长远发展规划，合理选择导线的型号及规格，达到安全、节能、经济可靠维修维护方便的目的。

参考文献

［1］ 电工材料中国中国劳动保障出版社2002年7月 第三版

［2］ 电工作业气象出版社2004年11 第二版

［3］ 安全用电中国中国劳动保障出版社2007年5月 第四版

［4］ 企业供电系统及运行 中国劳动保障出版社 2004年7月 第四版

［5］ 工厂变配电技术 中国劳动保障出版社 2004年6月 第一版

［6］ 工厂供电 机械工业出版社 1989年6月 第二版

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