《供配電技術(shù)》課件-x第6章電線電纜的選擇

第6章電線電纜的選擇6.1概述6.2配電線路電壓損失的計算6.3導線和電纜截面的選擇

按允許載流量選擇導線和電纜截面按允許電壓損失選擇導線和電纜截面按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面6.4母線的選擇與校驗6.1概述架空線路

電纜線路

6.1概述電線電纜的類型裸導線電纜絕緣導線封閉母線（母線槽）電力線路的敷設方式架空地下敷設（埋地、電纜溝、排管、橋架）裸導線是用桿塔將導線懸掛在空中，導線利用絕緣瓷瓶支持在桿塔的橫擔上。架空線路（over-headline）：

組成：導線、桿塔、絕緣瓷瓶和線路金具等路徑：技術(shù)、經(jīng)濟；排列：水平、垂直、三角形等

檔距弧垂桿高：協(xié)調(diào)電纜線路（cableline）

優(yōu)點:運行可靠，不易受外界影響，不占地面缺點:投資大，敷設維修困難，難于發(fā)現(xiàn)和排除故障的。6.2配電線路電壓損失的計算1接有一個集中負載時線路的電壓損失計算2接有多個集中負載時線路的電壓損失計算3幾種特殊線路的電壓損失已知末端電壓

1接有一個集中負載時線路的電壓損失計算2接有多個集中負載時線路的電壓損失計算

線路上總的電壓損失為

由此類推，若干線上有n個負載（n段），則總的電壓損失為：

1)分段計算線路上總的電壓損失為

由此類推:若干線上有n個負載（n段）,則總的電壓損失為：2）直接計算3幾種特殊線路的電壓損失

①負載均為有功負荷：△UX%=0，△U%=△UR%。②電抗很小可略去不計：如50mm2以下的電纜，△UX%=0，△U%=△UR%。③線路上接有均勻分布的負載，可以將分散的負載等效成一個接在這段線路中點上的集中負載，該負載功率為分散負載功率之和。

6.3導線和電纜截面的選擇機械強度允許載流量經(jīng)濟電流密度允許電壓損失（發(fā)熱條件）（架空線）短路熱穩(wěn)定條件一、一般原則電力線路截面的選擇和校驗項目

電力線路的類型允許載流量允許電壓損失經(jīng)濟電流密度機械強度35kV及以上電源進線△△★△無調(diào)壓設備的6～10kV較長線路△★△6～10kV較短線路★△△低壓線路照明線路△★△動力線路★△△△——校驗的項目★——選擇的依據(jù)6.3導線和電纜截面的選擇按允許發(fā)熱條件選擇按經(jīng)濟電流密度選擇按允許電壓損失選擇（載流量）二、線纜的選擇導體的溫升1按允許發(fā)熱條件選擇線纜截面

導體的允許溫度與允許載流量按允許載流量選擇導體截面導體的溫升導體的允許溫度與允許載流量

θal：導體的長期允許溫度

Ial：對應于導體長期允許溫度，導體中所允許通過的長期工作電流，稱為該導體的允許載流量注：導體的允許載流量，和導體的截面、散熱條件有關(guān)，還與周圍的環(huán)境溫度有關(guān)。表中所示的導體允許載流量一般是對應于周圍環(huán)境溫度25℃的允許載流量。如果環(huán)境溫度不等于25℃，允許載流量應乘以溫度修正系數(shù)Kt。

）三相相線截面的選擇按允許發(fā)熱條件選擇導體截面中性線和保護線截面的選擇

解：（1）相線截面的選擇

計算電流為60A，查附錄12得，環(huán)境溫度為30℃時，35mm2的BLV型絕緣導線4芯穿塑料管敷設時，允許電流為65A，滿足要求。故（2）PEN線截面的選擇

由于負荷為三相電動機，可按式9-4選N線的截面為=25mm2。按式9-8選PE線的截面為=25mm2。因此，取PEN線截面=25mm2。【例9-1】有一條采用BLV型絕緣導線穿塑料管暗敷的380/220V的三相四線制線路，采用保護中性線PEN線，負荷主要是三相電動機，計算電流為60A，當?shù)刈顭嵩碌钠骄罡邭鉁貫?0℃，試按允許載流量選擇此線路的截面。按允許電壓損失選擇線纜截面：

（1）先取電抗平均值（6～10kV架空線路取0.35Ω/km，35kV以上架空線路取0.40Ω/km，低壓線路取0.3Ω/km，穿管和電纜線路取0.08Ω/km），求出無功負荷在電抗上引起的電壓損失：（2）根據(jù)求出此時的。

——有功負荷在電阻上引起的電壓損失，

——線路的允許電壓損失。（2）根據(jù)求出此時的。

——有功負荷在電阻上引起的電壓損失，

——線路的允許電壓損失。（4）根據(jù)所選的標準截面及敷設方式，查出r0和x0，計算線路實際的電壓損失，與允許電壓損失比較。如不大于允許電壓損失則滿足要求，否則加大導線或電纜截面，重新校驗，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。

（3）由，將（式中為導線的電導率）代入，可計算出導線或電纜的截面為：

并根據(jù)此值選出相應的標準截面。3按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面

經(jīng)濟電流密度Jec與年最大負荷利用小時數(shù)有關(guān)，年最大負荷利用小時數(shù)越大，負荷越平穩(wěn)，損耗越大，經(jīng)濟截面因而也就越大，經(jīng)濟電流密度就會變小。

按經(jīng)濟電流密度計算經(jīng)濟截面的公式為:

根據(jù)上式計算出截面后，從手冊或附錄表中選取一種與該值最接近（可稍?。┑臉藴式孛?，再校驗其它條件即可。

6.4母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇一、母線的選擇1．母線材料和類型選擇

母線的截面的選擇：形狀有矩形、槽形和管型。母線材料的選擇：通常為銅、鋁。母線的布置方式的選擇：平放、垂直等。2．母線截面的選擇（1）一般匯流母線按長期允許發(fā)熱條件選擇截面（2）當母線較長或傳輸容量較大時，按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面應根據(jù)母線的年最大負荷利用小時數(shù)，查出經(jīng)濟電流密度3．母線熱穩(wěn)定性校驗當系統(tǒng)發(fā)生短路時，母線上最高溫度不應超過母線短時允許最高溫度——熱穩(wěn)定系數(shù)。與導體材料及發(fā)熱溫度有關(guān)4．母線動穩(wěn)定校驗當短路沖擊電流通過母線時，母線將承受很大電動力，因此必須校驗固定于支柱絕緣子上的每跨母線是否滿足動穩(wěn)定要求。要求每跨母線中產(chǎn)生的最大應力計算值不大于母線材料允許的抗彎應力即允許抗彎應力與母線材質(zhì)有關(guān)，銅為137.29MPa，鋁為68.6MPa，硬質(zhì)鋁為88.26MPa，鋼為156.90MPa。母線在彎曲時最大相間計算應力為母線只有兩段跨距時，最大彎矩M母線跨距數(shù)目在兩個以上時,最大彎矩M

校驗母線動穩(wěn)定時，也可根據(jù)母線允許應力計算出最大允許跨距，與實際跨距值比較，即要求：①降低短路電流，但須增加電抗器；②增大母線相間距離，但須增加配電裝置尺寸；③增大母線截面，但須增加投資；④減小母線跨距尺寸，但須增加絕緣子；⑤將立放的母線改為平放，但散熱效果變差。如果不滿足要求，怎么辦？二、支柱絕緣子與穿墻套管的選擇支柱絕緣子與穿墻套管的選擇方法分別為：（1）對支柱絕緣子，按額定電壓條件選擇，校驗短路時動穩(wěn)定性。（2）穿墻套管按額定電壓和額定電流條件選擇，校驗短路時熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。母線型穿墻套管不需按額定電流條件選擇，只需保證套管與母線的尺寸相配合。支柱絕緣子和穿墻套管選擇

母線所受電動力將作用于支柱絕緣子和穿墻套管上，校驗支柱絕緣子和穿墻套管的動穩(wěn)定K——受力折算系數(shù)，對6～10kV的絕緣子，當為水平布置且母線立放K=1.4；其它情況為1。支柱絕緣子和穿墻套管選擇穿墻套管熱穩(wěn)定校驗方法為：I∞—短路電流的穩(wěn)態(tài)值（kA）；tima—短路電流的假想時間（s）；It—設備在t秒內(nèi)允許通過的短時熱穩(wěn)定電流（kA）；t—設備的熱穩(wěn)定時間（s）例題10kV配電裝置中采用鋁母線，已知母線上計算電流為280A，母線上短路電流=3.52kA。給母線供電的斷路器的繼電保護動作時間為1s，斷路器固有分閘時間為0.15s，母線的中心距為25cm，母線水平布置，平放在支柱絕緣子上型號ZA-10Y，跨距為1m。實際環(huán)境溫度為35℃。試選擇母線的截面，校驗動、熱穩(wěn)定性，并校驗絕緣子的動穩(wěn)定。

滿足發(fā)熱條件LMY-40×4的母線25℃時的允許載流量

母線熱穩(wěn)定性校驗鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)C＝87，假想時間＝1＋0.15＝1.15s滿足熱穩(wěn)定性要求母線動穩(wěn)定性校驗

母線抗彎矩為鋁的允許抗彎應力為68.6MPa，因此最大容許跨距為絕緣子動穩(wěn)定性校驗

支柱絕緣子最大允許的機械破壞負荷(彎曲)為3675/N第6章小結(jié)

本章介紹了電線電纜的類型、結(jié)構(gòu)和敷設方式，討論了配電線路電壓損失的計算方法，重點講述了導體、電纜和母線截面的選擇計算。（1）電線電纜的類型包括：裸導線、電纜、絕緣導線、及硬母線，按敷設方式分為架空線路和地下敷設電纜線路兩種。架空線投資省、易維護，但不美觀、占空間，安全可靠性不高，因此主要用于電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)、城市郊區(qū)和農(nóng)村配電網(wǎng)；電纜線路投資大，但美觀、不占地、可靠性高，廣泛應用于城市的中低壓電網(wǎng)、工業(yè)與民用建筑內(nèi)部配電線路。（2）導線和電纜截面的選擇方法有：按允許載流量選、按允許電壓損失選和按經(jīng)濟電流密度選，同時考慮機械強度。對于絕緣導線和電纜還應滿足工作電壓的要求。（3）實際工程設計中，對于35kV及以上的較長線路，一般按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面，再校驗允