導(dǎo)線截面積與載流量的計(jì)算

一、一般銅導(dǎo)線載流量導(dǎo)線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來(lái)確定的。一般銅導(dǎo)線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為3~5A/mm2。<關(guān)鍵點(diǎn)>一般銅導(dǎo)線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為3~5A/mm2。如：2.5 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值4×8A/mm2=32A

二、計(jì)算銅導(dǎo)線截面積利用銅導(dǎo)線的安全載流量的推薦值5~8A/mm2，計(jì)算出所選取銅導(dǎo)線截面積S的上下范圍：S=<I/(5~8)>=0.125 I~0.2 I(mm2)S-----銅導(dǎo)線截面積(mm2)I-----負(fù)載電流(A)

三、功率計(jì)算一般負(fù)載(也可以成為用電器，如點(diǎn)燈、冰箱等等)分為兩種，一種式電阻性負(fù)載，一種是電感性負(fù)載。對(duì)于電阻性負(fù)載的計(jì)算公式：P=UI對(duì)于日光燈負(fù)載的計(jì)算公式：P=UIcosф，其中日光燈負(fù)載的功率因數(shù)cosф=0.5。不同電感性負(fù)載功率因數(shù)不同，統(tǒng)一計(jì)算家庭用電器時(shí)可以將功率因數(shù)cosф取0.8。也就是說(shuō)如果一個(gè)家庭所有用電器加上總功率為6000瓦，則最大電流是I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A)但是，一般情況下，家里的電器不可能同時(shí)使用，所以加上一個(gè)公用系數(shù)，公用系數(shù)一般0.5。所以，上面的計(jì)算應(yīng)該改寫成I=P*公用系數(shù)/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A)也就是說(shuō)，這個(gè)家庭總的電流值為17A。則總閘空氣開關(guān)不能使用16A，應(yīng)該用大于17A的。

估算口訣：

二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走。

三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。

條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)。

穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。

說(shuō)明：

(1)本節(jié)口訣對(duì)各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍數(shù)”來(lái)表示，通過(guò)心算而得。由表5 3可以看出：倍數(shù)隨截面的增大而減小。“二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走”說(shuō)的是2.5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2.5mm’導(dǎo)線，載流量為2.5×9=22.5(A)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號(hào)往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。

“三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五”，說(shuō)的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的3.5倍，即35×3.5=122.5(A)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)兩個(gè)線號(hào)成一組，倍數(shù)依次減0.5。即50、70mm’導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍;95、120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的2.5倍，依次類推。

“條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長(zhǎng)期高于25℃的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計(jì)算方法算出，然后再打九折即可;當(dāng)使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個(gè)線號(hào)的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計(jì)算

配電電纜截面的優(yōu)化選擇

以往在選擇配電電纜時(shí)，通常都根據(jù)敷設(shè)條件確定電纜型號(hào)，再按發(fā)熱條件選擇電纜截面，最后選出符合其載流量要求，并滿足電壓損失及熱穩(wěn)定要求的電纜截面。

若考慮經(jīng)濟(jì)效益，則電纜最佳截面應(yīng)是使初投資和整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中的損耗費(fèi)用之和達(dá)到最少的截面。從這一點(diǎn)考慮選擇電纜截面時(shí)，約需在按發(fā)熱條件選出的截面基礎(chǔ)上，再人為地加大4～5級(jí)截面，稱此截面為最佳截面。

由于加大了電纜截面，提高了載流能力，使電纜的使用壽命得以延長(zhǎng);由于截面增大，線路電阻降低，使線路壓降減少，從而大大提高了供電質(zhì)量，電能損耗降低，使運(yùn)行費(fèi)用降低，這樣，可保證在整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中總費(fèi)用最低。

下面將用總擁有費(fèi)用法來(lái)論證，電纜最佳截面應(yīng)是在按常規(guī)方法選出的截面基礎(chǔ)上，再加大4～5級(jí)。

以一陶器烘干器為例，其三相功率為70kW，供電電壓為400V，電流為101A，線路長(zhǎng)度為100m。2按發(fā)熱條件選擇電纜截面

根據(jù)敷設(shè)要求選用YJLV型，1kV三芯電力電纜，穿管直埋敷設(shè)，按發(fā)熱條件選出的電纜截面S為25mm2，此截面所允許的截流量為125A。

3按總擁有費(fèi)用法選擇電纜截面

總擁有費(fèi)用法是國(guó)際上通用的，進(jìn)行各種方案經(jīng)濟(jì)效益比較的方法。將所比較方案的現(xiàn)在投資及此方案將來(lái)的費(fèi)用都以現(xiàn)時(shí)的價(jià)值表示，將方案未來(lái)費(fèi)用乘以現(xiàn)值系數(shù)Q即可求得，計(jì)算后選取總擁有費(fèi)用最低。

總擁有費(fèi)用C=設(shè)備初投資+PV值

PV值稱為現(xiàn)值PV值=Q×年電能損耗費(fèi)

本例設(shè)備初投資包括電纜價(jià)格加上敷設(shè)綜合造價(jià)。各種截面的電力電纜，長(zhǎng)度為100m時(shí)的初投資見表1。

表1各種截面電力電纜的初投資

電纜截面電纜單價(jià)(元/m)電纜價(jià)格(元)敷設(shè)備綜合造價(jià)(×105元)初投資C

25 7.75 775 0.16 16775

35 9.17 917 0.16 16917

電纜初投資C=電纜單價(jià)×電纜長(zhǎng)度+敷設(shè)綜合造價(jià)?？倱碛匈M(fèi)用：

功率損耗P=3I2r0l×10-3(kW)，此處I=101A，l=0.1km。

年電能損耗A=Pτ(kWh)，此處τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，取τ=4500h。

年電能損耗費(fèi)Cf=A×電能電價(jià)(元)，取東北工業(yè)電能電價(jià)(0.398元/kWh)。

PV值(現(xiàn)值)=Q×Cf(元)，Q(現(xiàn)值系數(shù))求法：

Q={1-〔(1+a)/(1+i)〕n｝/(i-a)

式中i——年利率，i=7%;

a——年通貨膨脹率，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

配電電纜的最佳經(jīng)濟(jì)截面S為120mm2，其總擁有費(fèi)用最低。隨著電價(jià)的上漲，配電電纜的最佳截面將會(huì)變得更大。

導(dǎo)體載流量的計(jì)算口訣

1、用途：各種導(dǎo)線的載流量(安全電流)通?？梢詮氖謨?cè)中查找。但利用口訣再配合一些簡(jiǎn)單的心算,便可直接算出,不必查表。導(dǎo)線的載流量與導(dǎo)線的載面有關(guān),也與導(dǎo)線的材料(鋁或銅),型號(hào)(絕緣線或裸線等),敷設(shè)方法(明敷或穿管等)以及環(huán)境溫度(25度左右或更大)等有關(guān),影響的因素較多,計(jì)算也較復(fù)雜。

10下五，1 0 0上二。

2 5，3 5，四三界。

7 0，95，兩倍半。

穿管溫度，八九折。

裸線加一半。

銅線升級(jí)算。

4.說(shuō)明：口訣是以鋁芯絕緣線,明敷在環(huán)境溫度25度的條件為準(zhǔn)。若條件不同,口訣另有說(shuō)明。絕緣線包括各種型號(hào)的橡皮絕緣線或塑料絕緣線。口訣對(duì)各種截面的載流量(電流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍數(shù)”,來(lái)表示。為此,應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)線截面,(平方毫米)的排列：

1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185......

生產(chǎn)廠制造鋁芯絕緣線的截面積通常從而2.5開始,銅芯絕緣線則從1開始;裸鋁線從16開始;裸銅線從10開始

①這口訣指出:鋁芯絕緣線載流量,安,可以按截面數(shù)的多少倍來(lái)計(jì)算?？谠E中阿拉伯?dāng)?shù)碼表示導(dǎo)線截面(平方毫米),漢字表示倍數(shù)。把口訣的截面與倍數(shù)關(guān)系排列起來(lái)便如下:

..10 16-25 35-50 70-95 120....

五倍四倍三倍兩倍半二倍

現(xiàn)在再和口訣對(duì)照就更清楚了.原來(lái)“10下五”是指截面從10以下,載流量都是截面數(shù)的五倍。“100上二”(讀百上二),是指截面100以上,載流量都是截面數(shù)的二倍。截面25與35是四倍和三倍的分界處.這就是“口訣25、35四三界”。而截面70、95則為2.5倍。從上面的排列,可以看出:除10以下及100以上之外,中間的導(dǎo)線截面是每?jī)煞N規(guī)格屬同一倍數(shù)。

下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)境溫度為25度,舉例說(shuō)明:

【例1】6平方毫米的,按10下五,算得載流量為30安。

【例2】150平方毫米的,按100上二,算得載流量為300安。

【例3】70平方毫米的,按70、95兩2倍半,算得載流量為175安。

從上面的排列還可以看出,倍數(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處,誤差稍大些。比如截面25與35是四倍與三倍的分界處,25屬四倍的范圍,但靠近向三倍變化的一側(cè),它按口訣是四倍,即100安。但實(shí)際不到四倍(按手冊(cè)為97安)。而35則相反,按口訣是三倍,即105安,實(shí)際是117安。不過(guò)這對(duì)使用的影響并不大。當(dāng)然,若能胸中有數(shù),在選擇導(dǎo)線截面時(shí),25的不讓它滿到100安,35的則可以略為超過(guò)105安便更準(zhǔn)確了。同樣,2.5平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的最始(左)端,實(shí)際便不止五倍〈最大可達(dá)20安以上〉,不過(guò)為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊(cè)中一般也只標(biāo)12安。

②從這以下,口訣便是對(duì)條件改變的處理。本句:穿管溫度八九折,是指若是穿管敷設(shè)(包括槽板等敷設(shè),即導(dǎo)線加有保護(hù)套層,不明露的)按①計(jì)算后,再打八折(乘0.8)若環(huán)境溫度超過(guò)25度,應(yīng)按①計(jì)算后,再打九折。(乘0.9)。

關(guān)于環(huán)境溫度,按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上,溫度是變動(dòng)的,一般情況下,它影響導(dǎo)體載流并不很大。因此,只對(duì)某些高溫車間或較熱地區(qū)超過(guò)25度較多時(shí),才考慮打折扣。

還有一種情況是兩種條件都改變(穿管又溫度較高)。則按①計(jì)算后打八折,再打九折。或者簡(jiǎn)單地一次打七折計(jì)算(即0.8×0.9=0.72,約0.7)。這也可以說(shuō)是穿管溫度,八九折的意思。

例如:(鋁芯絕緣線)10平方毫米的,穿管(八折)40安(10×5×0.8=40)

穿管又高溫(七折)35安(1O×5×0.7=35)

95平方毫米的,穿管(八折)190安(95×2.5×0.8=190)

高溫(九折),214安(95×2.5×0.9=213.8)

穿管又高溫(七折)。166安(95×2.5×0.7=166.3)

②對(duì)于裸鋁線的載流量,口訣指出,裸線加一半,即按①中計(jì)算后再加一半(乘l.5)。這是指同樣截面的鋁芯絕緣線與鋁裸線比較,載流量可加大一半。

【例1】16平方毫米的裸鋁線,96安(16×4×1.5=96)。高溫,86安(16×4×1.5×0.9=86.4)

【例2】35平方毫米裸鋁線,150安(35×3×1.5=157.5)

【例3】120平方毫米裸鋁線，360安(120×2×1.5=360)

③對(duì)于銅導(dǎo)線的載流量，口訣指出,銅線升級(jí)算。即將銅導(dǎo)線的截面按截面排列順序提升一級(jí),再按相應(yīng)的鋁線條件計(jì)算。

【例一】35平方的裸銅線25度,升級(jí)為50平方毫米,再按50平方毫米裸鋁線,25度計(jì)算為225安(50×3×1.5)

【例二】16平方毫米銅絕緣線25度,按25平方毫米鋁絕緣的相同條件,計(jì)算為100安(25×4)

【例三】95平方毫米銅絕緣線25度,穿管,按120平方毫米鋁絕緣線的相同條件,計(jì)算為192安(120×2×0.8)。