電線(xiàn)電纜導線(xiàn)截面積與載流量的計算

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

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

　　三、功率計算一般負載(也可以成為用電器，如點(diǎn)燈、冰箱等等)分為兩種，一種式電阻性負載，一種是電感性負載。對于電阻性負載的計算公式：P=UI 對于日光燈負載的計算公式：P=UIcosф，其中日光燈負載的功率因數cosф=0.5。 不同電感性負載功率因數不同，統一計算家庭用電器時(shí)可以將功率因數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，公用系數一般0.5。所以，上面的計算應該改寫(xiě)成 I=P*公用系數/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(kāi)關(guān)不能使用16A，應該用大于17A的。 

　　估算口訣： 

　　二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號走。 

　　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。 

　　穿管根數二三四，八七六折滿(mǎn)載流。 

　　說(shuō)明： 

　　(1)本節口訣對各種絕緣線(xiàn)(橡皮和塑料絕緣線(xiàn))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”來(lái)表示，通過(guò)心算而得。由表5 3可以看出：倍數隨截面的增大而減小。 　　“二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號走”說(shuō)的是2.5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線(xiàn)，其載流量約為截面數的9倍。如2.5mm’導線(xiàn)，載流量為2.5×9=22.5(A)。從4mm’及以上導線(xiàn)的載流量和截面數的倍數關(guān)系是順著(zhù)線(xiàn)號往上排，倍數逐次減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”的導線(xiàn)載流量為截面數的3.5倍，即35×3.5=122.5(A)。從50mm’及以上的導線(xiàn)，其載流量與截面數之間的倍數關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)兩個(gè)線(xiàn)號成一組，倍數依次減0.5。即50、70mm’導線(xiàn)的載流量為截面數的3倍;95、120mm”導線(xiàn)載流量是其截面積數的2.5倍，依次類(lèi)推。 

　　“條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線(xiàn)、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線(xiàn)明敷在環(huán)境溫度長(cháng)期高于25℃的地區，導線(xiàn)載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可;當使用的不是鋁線(xiàn)而是銅芯絕緣線(xiàn)，它的載流量要比同規格鋁線(xiàn)略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線(xiàn)加大一個(gè)線(xiàn)號的載流量。如16mm’銅線(xiàn)的載流量，可按25mm2鋁線(xiàn)計算 

　　配電電纜截面的優(yōu)化選擇 

　　以往在選擇配電電纜時(shí)，通常都根據敷設條件確定電纜型號，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(mǎn)足電壓損失及熱穩定要求的電纜截面。 

　　若考慮經(jīng)濟效益，則電纜最佳截面應是使初投資和整個(gè)電纜經(jīng)濟壽命中的損耗費用之和達到最少的截面。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上，再人為地加大4～5級截面，稱(chēng)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(cháng);由于截面增大，線(xiàn)路電阻降低，使線(xiàn)路壓降減少，從而大大提高了供電質(zhì)量，電能損耗降低，使運行費用降低，這樣，可保證在整個(gè)電纜經(jīng)濟壽命中總費用最低。 

　　下面將用總擁有費用法來(lái)論證，電纜最佳截面應是在按常規方法選出的截面基礎上，再加大4～5級。 

　　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(xiàn)路長(cháng)度為100m。2　按發(fā)熱條件選擇電纜截面

　　根據敷設要求選用YJLV型，1kV三芯電力電纜，穿管直埋敷設，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　按總擁有費用法選擇電纜截面 

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

　　總擁有費用C=設備初投資+PV值 

　　PV值稱(chēng)為現值 PV值=Q×年電能損耗費 

　　本例設備初投資包括電纜價(jià)格加上敷設綜合造價(jià)。各種截面的電力電纜，長(cháng)度為100m時(shí)的初投資見(jiàn)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(cháng)度+敷設綜合造價(jià)。總擁有費用： 

　　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為年最大負荷損耗小時(shí)數，取τ=4500h。 

　　年電能損耗費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(現值)=Q×Cf(元)，Q(現值系數)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)濟截面S為120mm2，其總擁有費用最低。隨著(zhù)電價(jià)的上漲，配電電纜的最佳截面將會(huì )變得更大。 

　　導體載流量的計算口訣 

　　1、用途：各種導線(xiàn)的載流量(安全電流)通常可以從手冊中查找。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。導線(xiàn)的載流量與導線(xiàn)的載面有關(guān),也與導線(xiàn)的材料(鋁或銅),型號(絕緣線(xiàn)或裸線(xiàn)等),敷設方法(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,計算也較復雜。 

　　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(xiàn)加一半。 

　　銅線(xiàn)升級算。 

　　4.說(shuō)明：口訣是以鋁芯絕緣線(xiàn),明敷在環(huán)境溫度25 度的條件為準。若條件不同, 口訣另有說(shuō)明。絕緣線(xiàn)包括各種型號的橡皮絕緣線(xiàn)或塑料絕緣線(xiàn)。口訣對各種截面的載流量(電流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍數”,來(lái)表示。為此,應當先熟悉導線(xiàn)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(chǎng)制造鋁芯絕緣線(xiàn)的截面積通常從而2.5開(kāi)始,銅芯絕緣線(xiàn)則從1 開(kāi)始;裸鋁線(xiàn)從16 開(kāi)始;裸銅線(xiàn)從10 開(kāi)始

①這口訣指出:鋁芯絕緣線(xiàn)載流量,安,可以按截面數的多少倍來(lái)計算。口訣中阿拉伯數碼表示導線(xiàn)截面(平方毫米),漢字表示倍數。把口訣的截面與倍數關(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 

　　現在再和口訣對照就更清楚了.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,中間的導線(xiàn)截面是每?jì)煞N規格屬同一倍數。 

　　下面以明敷鋁芯絕緣線(xiàn),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,倍數隨截面的增大而減小。在倍數轉變的交界處,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,它按口訣是四倍,即100 安。但實(shí)際不到四倍(按手冊為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)這對使用的影響并不大。當然,若能胸中有數,在選擇導線(xiàn)截面時(shí),25 的不讓它滿(mǎn)到100 安,35 的則可以略為超過(guò)105 安便更準確了。同樣,2.5平方毫米的導線(xiàn)位置在五倍的最始(左)端,實(shí)際便不止五倍〈最大可達20安以上〉,不過(guò)為了減少導線(xiàn)內的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊中一般也只標12 安。

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

　　關(guān)于環(huán)境溫度,按規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,它影響導體載流并不很大。因此,只對某些高溫車(chē)間或較熱地區超過(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計算后打八折,再打九折。或者簡(jiǎn)單地一次打七折計算(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(xiàn))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對于裸鋁線(xiàn)的載流量,口訣指出,裸線(xiàn)加一半,即按①中計算后再加一半(乘l.5)。這是指同樣截面的鋁芯絕緣線(xiàn)與鋁裸線(xiàn)比較,載流量可加大一半。

　　【例1】 16 平方毫米的裸鋁線(xiàn),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(xiàn),150 安(35 × 3 × 1.5=157.5) 

　　【例3】120 平方毫米裸鋁線(xiàn)，360 安(120 × 2 × 1.5 = 360) 

   　③對于銅導線(xiàn)的載流量，口訣指出,銅線(xiàn)升級算。即將銅導線(xiàn)的截面按截面排列順序提升一級,再按相應的鋁線(xiàn)條件計算。

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

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

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