电线线径的截面积选择

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'电线线径的截面积选择'
电线的线径截面积选择交流电力线指的是配电工程中的低压电力线。一般选择的依据有以下四种:  1) 按机械强度允许的导线最小截面选择  2) 按允许温升来选择  3) 按经济电流密度选择  4) 按允许电压损失选择  通信中常用的主要是低压动力线,因其负荷电流较大,一般应按照发热(温升)条件来选择。因为如果不加限制的话,导线   的绝缘就会随温度升高迅速老化和损坏,严重时会引发电气火灾。    ===============================  对于220V单相交流电  1: I=P/220 〔P为所带设备功率〕  2:电源线面积S=I/2.5(mm2)    对于380V三相交流电  1:  I=P/(380*Γ3*功率因数)  2:相线截面积S相=I/2.5(mm2)  3:零线截面积S零=1.7×S相    绝缘导线载流量估算                     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。     1  导线的经济截面  导线截面与年支出费用的关系曲线如图1所示。其中曲线1为年运行费用与导线截面的函数关系曲线;曲线2为投资及折旧费用与导线截面的函数关系曲线;曲线3为导线截面与年综合支出费用的关系曲线。其数学表达式如下式:        TZ=(C+C0)α·S+3I2Zd  τβ×10-3(元/km)  (1)  式中    C——年维护费系数          C0——资金偿还系数          α——单位截面积单位长度内导线的价格元/mm2·km           S——导线的截面积mm2           IZd——最大电流A          ρ——导线的电阻率Ω·mm2/km          τ——最大负荷损耗小时数h          β——电价  元/kW·h  为了求得年运行费用最小的导线截面对上式求导,并令  =0得:        又  >0,导线截面按S=Sj为经济截面。  2  经济电流密度  依经济电流密度定义有:J=  得:        当导线材质一定并折旧维护率为常数时,经济电流密度主要取决于地区电价和年损耗小时数。令:γ=  则:    式中  K1——导线价格,折旧维护率有关的系数,K=   γ值与电价β有关,而且随正值变化而变化,其电价将电压等级及地区不同便有不同的价格,而年损耗小时数与负荷性质不同便有很大的差异。      例:设钢芯铝绞线每吨售价为14500.00元,则α=56元/km·mm2;取导线的年利率取为6.87%偿还年限为20年,则资金年偿还系数为C0=  =  0.0934;导线的年维护费取费系数为1.5%;铝的电阻率为30Ω·mm2/km。  则将K1=  =8.2  代入方程(4)得:      J=8.2γ(A/mm2)   (5)        钢芯铝绞线的经济电流密度与γ的关系曲线如图2所示。  上述分析可知,经济电流密度不能单纯以最大负荷利用小时数取值,如原电力部推荐的Tmax=3000h,则J=1.65。按现行电价0.25元~0.80元范围变化时,且cosφ=0.85,τ=2300h则经济电流密在0.35~0.19范围内取值,比原电力部推荐值小4.7~8.5倍左右。        3  带有分支线的主干线经济电流密度确定      上述讨论的是在一条干线中没有分支线路情况下所得的结论,是针对负荷集中在线路末端而言的。而在工程实际中10kV及低压配电网多数属于主干线带有若干个分支负荷,如图3所示。此时经济电流密度按首端电流来确定势必整个干线截面选的过大。因此,研究的前提是负荷集中在线路末端所产生的电能损耗与带有分支负荷的主干线所产生的电能损耗相等。      设主干线中的分支负荷大小相等,电气距离l等同,则总有功损耗为:     式中    I——首端的负荷电流A       而负荷集中在末端其有功损耗为:  Δρ=3I2  (7)      两式相等得带有分支负荷的主干线经济电流密度为:Jf=J〖KF(〗〖SX(〗6n2〖〗(n+1)(2n+1)    图4为K2与分支负荷个数相关的关系曲线。由方程(8)可知,当n→∞时,K2=  。例:τ=2500h,β=0.45元,若负荷集中在线路末端时,经济电流密度J=K1γ=0.0298×8.2=0.244(A/mm)2;若负荷在干线上均匀分布,其个数n=8时,干线经济电流密度  Jf=K·J=1.584×0.247=0.39(A/mm2)。若干线中负荷分布不均匀或相差较大时,干线经济电流密度可按方程(6)、(7)的方式从新推算
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