如何正确选择导线和电缆截面？

根据需要系数法或二项式法把负荷求出，还不能以此结果来选择导线。在导线安装后和运行中，还要考虑发热、电压损耗和外力等影响。

相关知识

一、室内线路导线截面选择

选择导线一般考虑三个因素：长期工作电流、机械强度和线路电压降在允许范围内。

（1）根据长期工作允许电流选择导线截面。由于导线存在电阻，当电流通过电阻时会发热，如果超过一定限度，其绝缘物会老化、损坏，甚至发生电火灾。所以，根据导线敷设方式不同、环境温度不同，导线允许载流量也不同。通常把允许通过的最大电流值称为安全载流量。在选择导线时，可依据用电负荷，参照导线规格型号及敷设方式来选择导线截面。

（2）根据外力选择导线截面。导线安装后和运行中，要受到外力的影响。导线本身自重和不同的敷设方式使导线受到不同的张力，如果导线不能承受张力作用，会造成断线事故。在选择导线时必须考虑外力作用。

（3）根据电压损失选择导线截面。照明用户，由变压器低压侧至线路末端，电压损失应小于6%。在正常情况下，电动机端电压与其额定电压不得相差±5%。按照以上条件选择导线截面的结果，在同样负载电流下可能得出不同截面数据。此时，应选择其中最大的截面。

导线与用电设备接连，通过导线的电流应大于用电设备的额定电流。实际电流与导线安全载流相近时，考虑到安全及负载可能变化，应选择大一规格级别的导线。实际应用时可查表4－16～表4－18。

表4－16　塑料绝缘铜导线的安全电流（单位：A）

表4－17　橡皮绝缘铜导线的安全电流量（单位：A）

表4－18　护套线和软导线的安全电流量（单位：A）

二、架空线路导线截面的选择

架空线路普遍采用裸铝绞线或钢芯铝绞线，导线规格应根据线路的计算负荷电流按安全载流量选用。架空导线最小截面积的规定裸钢绞线为6 mm2，裸铝绞线为16 mm2。如果采用单股裸铜线时，其最大截面积不应超过16 mm2；裸铝导线不允许采用单股导线，也不允许把多股裸铝绞线拆开成小股使用。

导线和电缆截面的选择原则有：

1）按发热条件选择导线截面

通过导线的电流过大，温度升高，所以导线温度不能超过允许温度，规定导线允许载流量是在环境温度25℃，如果所采用的导线的允许温度不是环境温度25℃。则导线允许载流量应考虑温度修正系数Kl。

式中 Ial——导线、电缆的长期工作电流，A；

I30——线路计算电流，A；

θal——导线的允许温度，℃；

θ0——导线敷设的环境温度，℃。

裸导线的允许温度为70℃，电缆的允许温度与电压等级有关。

如果多根电缆并排直接埋于土中，由于电缆间相互影响，使散热条件变坏，其允许载流量应修正，乘以并排修正系数Kp 和因土壤的热阻系数不同引起的修正系数Ktr。具体数值可查表4－19和表4－20。

表4－19　并排敷设（包括地中穿管及直埋）多根电缆允许载流量修正系数Kp

表4－20　电缆直埋于地中不同土壤热阻系数时允许载流量修正系数Ktr

在选择为重复短暂、短暂工作制负荷供配电的导线截面时，为充分利用导线负载能力，根据经验一般作如下处理：

（1）对重复短暂工作制负荷。

截面6 mm2及以下铜线，截面小于或等于10 mm2 的铝线，按长期工作制计算。

截面大于6 mm2 的铜线，截面大于10 mm2 的铝线，工作周期不超过10 min 时，导线允许载流量为，ε 为暂载率。

（2）对短暂工作制负荷。

工作时间不超过4 min，按重复短暂工作负荷计算；工作时间超过4 min，或停歇时间不足以使导体冷却到周围环境温度时，按长期工作制计算。

2）保证电压质量，电压损失应低于允许值

在没有特殊调压措施的网络中，除合理选用变压器分接头外，常常按允许电压损失选择适当的导线截面，一般线路的电压损失不允许超过5%UN。(www.xing528.com)

（1）电压损失是指线路始末两端电压的数值差，用ΔU 表示。

（2）电压偏移是指线路中任一点的实际电压与线路额定电压的数值差，用ΔUdri表示。

（3）线路电压损失计算。

对于如图4－9所示接有一个集中负载的线路，当三相平衡时，可简化一相。

图4－9　集中负载

三相线路电压损失为：

对于如图4－10所示接有分散负荷树干式线路，其电压损失，可以逐段求取。

图4－10　分散负荷

供配电干线上支接了2 个用电负荷，线路的电压损失为各段线路段电压损失之和，即为：

设供配电干线上有n 个负荷，则总的电压损失为：

或者：

（4）按允许电压损失选择导线、电缆截面。

式中 γ——导线的电阻率，km／Ω·mm2；

Δur%——在导线的电阻上的电压损失百分值；

Δux%——在导线的电抗上的电压损失百分值。

导线截面对线路电抗的影响不大，对6～10 kV 架空线路X0＝0.30～0.40 Ω／km，电缆线路X0＝0.08 Ω／km。

3）满足机械强度要求，满足经济要求

（1）工厂供配电线路选用的导线按机械强度进行校验，应保证所选导线截面不小于该导线在相应敷设方式时的最小允许截面。

（2）按经济电流密度选择导线和电缆截面。

经济电流密度是年运行费用最小时的电流密度。线路传送电能一定时，增大导线的截面积虽减少了电能的损耗，但增加了线路的电能损耗。因此，应综合考虑。

按国家规定选择综合经济效益最佳的经济截面，我国规定的经济电流密度Jec如表4－21所示。根据年最大负荷利用小时查表可得经济电流密度，再利用式（4－59）可求出经济截面S（mm2）。

表4－21　我国规定经济电流密度Jec（单位：A／mm2）

式中 Imax——流经线路的最大负荷电流。

一般10 kV 以下的低压动力线，因其负荷电流过大，所以按发热条件来选择截面，再校验其电压损失和机械强度；低压照明线，因其对电压质量要求高，主要按允许电压损失来选择；对35 kV 以上的高压供配电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，按允许载流量来校验。

任务实施

机械厂10 kV 厂区配电网络导线选择

该厂供电电源距该厂2 km 的35 kV 地面变电所，以一回路10 kV 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校验。

计算负荷Pca＝1 111.2 kW Qca＝524.6 kvar Sca＝1 229 kVA，其允许电压电压损失为5%，X1＝0.4 Ω／km

评价总结

根据导线的选择和校验结果分析，填写成绩评议表（4－22）。

表4－22　成绩评议表