导线和电缆选择

导线和电缆选择
导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。

导线和电缆是分配电能的主要器件，选择得合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全经济运行，提倡选用铜线，以减少损耗，节约电能，特制在易爆炸、腐蚀严重的场所，以及用于移动设备、检测仪表、配电盘的二次接线等，必须采用铜线。

导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。

导线和电缆的选择包括两个方面：①型号选择；②截面选择。

高压侧母线选择
进线方式有两种：架空进线和电缆进线。

根据实际情况，我们选用了架空进线。

根据下面导线和电缆型号的选择原则，经组内讨论研究决定，在高压侧母线，我们选用了铝绞线（LJ），型号为LJ-10。

综合个方面性能指标，以及选择原则，铝绞线性能较好，重量轻，对风雨抵抗力较强，这一点非常实用与室外，且其价格较低，适用场合更广泛，因此我们选用了铝绞线。

导线和电缆型号的选择原则
导线和电缆型号的选择应根据其使用环境、工作条件等因素来确定。

1.常用架空线路导线型号及选择
户外架空线路6kV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等级一般采用绝缘导线裸导线常用的型号及适用范围为：
（1）铝绞线（LJ）
该导线导线性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。

多用于6~10kV的线路，其受力不大，杆距不超过100~125m。

（2）钢芯铝绞线（LGJ）
该导线的外围为铝线，芯子采用铜线，这就解决了铝绞线机械强度差的问题。

由于交流电的趋肤效应，电流通过导线时，实际只从铝线经过，钢芯铝绞线的截面就是其中铝线的截面。

在机械强度要求较高的场所和35kV及以上的架空线路上多被采用。

（3铜绞线（TJ）
该导线导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力较强，但价格较高，是否选用应根据实际需要而定。

（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF）
具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐线性能好，一般用于沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。

导线和电缆截面的选择原则
导线和电缆界面的选择必须满足安全、可靠和经济的条件。

（1）按允许载流量选择导线和电缆截面
在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负载电流（即计算电流）时，其发热温度不应该超过正常运行时的最高允许温度，以防止导线或电缆因过热而引起绝缘损坏或老化。

这就要求通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。

（2）按允许电压损失选择导线和电缆截面
在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失，以保证供电质量。

这就要求按允许电压损失选择导线和电缆截面。

（3）按经济电流密度选择导线和电缆截面
经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。

按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。

对35kV 及以上的高压线路及电压在35kV 以下但距离长、电流大的线路，宜按经济电流密度选择，对10kV 以以下线路通常不按此原则选择。

（4）按机械强度选择导线和电缆截面
这是对架空线路而言的，要求所选额截面不小于其最小允许截面。

对电缆不必校验其机械强度。

（5）满足短路稳定的条件
架空线路因其散热性较好，可不做短路稳定校验，电缆应运行热稳定校验，母线也要校验其热稳定，其截面不应小于短路热稳定最小截面Smin 。

实际设计中，一般根据经验按其中一个原则选择，再校验其他原则。

对于35kV 及110kV 高压供电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，按其他条件校验；对10kV 及以下高压线路和低压动力线路，通常按允许载流量选择截面，再校验电压损失和机械强度；对低压照明线路，因其对电压要求较高，所以通常先按允许电压损失选择截面，再校验其他条件。

按此经验选择，一般就能满足要求。

选择导线截面时，要求在满足上述5个原则的基础上选择其中最大的截面。

根据以上原则，我们对高压侧的开关柜内导线型号选择为ZTL2，其中两个变压器出线柜导线型号选择为ZTL 2-3×16,互感器柜导线型号规格为ZTL 2-3×25。

由于互感器柜的计算电流为57.74A ，查《供电技术参考资料》表3-16得，材料为铝，截面积为3×25的允许载流量为70A,满足需求，因此选择了导线型号ZTL 2-3×25。

互感器柜温度校验：根据公式 K θ=0
'
0θθθθ--al al =
25
692.3260--=0.89, I 'al =K θI al =0.89×
90=80.1>I c =46.19
因为出线柜的计算电流为25.75A 和25.26A ，查《供电技术参考资料》表3-16得，材料为铝，截面积为3×16的允许载流量为55A,满足需求，因此选择了导线型号ZTL 2-3×16。

出线柜温度校验：根据公式 K θ=0
'
0θθθθ--al al =
25
692.3260--=0.89, I 'al = K θI al 0.89×
70=62.3>I c =34.05
三相系统相线截面的选择
导线通过电流时会发热，绝缘导线和电缆温度过高时，可使绝缘损坏，或者引起火灾。

因此，导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度，通过相线的计算电流ϕIc 不超过其允许载流量Ial ，即
Ic ≤Ial
导线的允许载流量是指规定的环境温度条件下，导线能连续承受而不使其稳定温度超过其允许值得最大电流。

按允许载流量选择截面时需注意：允许载流量与环境温度有关。

若实际环境温度与规定的环境温度不一致时，允许载流量乘上温度修正系数K θ以求出实际的允许载流量。

I 'al =K θI al
式中K θ=
'
0θθθθ--al al ；且al θ为导线额定负荷时的最高允许温度；0θ为导线允许载流量所采
用的环境温度；'0θ为导线敷设地点实际的环境温度。

中性线和保护线截面的选择
1．中性线（N 线）截面的选择
三相四线制系统中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。

①一般三相四线制中的中性线截面
So ≥0.5ϕS
②由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，故中性线截面与相线截面相同，即
So=ϕS
③如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过中性线，此时中性线截面应不小于相线截面，即
So ≥S ϕ 2．保护线（PE 线）截面的选择
保护线截面S PE 要满足短路热稳定的要求，按GB50054-1995低压配电设计规范规定。

（1）当S ϕ≤16mm 2时，有
S pe ≥S ϕ
（2）当16mm 2＜S ϕ≤35mm 2时，有
S PE ≥16mm 2
(3)当S ϕ≥35mm 2时，有
S PE ≥0.5S ϕ
3．保护中性线（PEN 线）截面的选择
因为PEN 线具有PE 线和N 线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。

低压侧母线选用电缆进线，应按经济电流密度选择电缆截面，按经济电流密度计算经济截面的公式为
S ec =Ic/j ec
低压侧母线的计算电流为
Ic=Sc/（4.03⨯）
由本组计算结果，Ic=568.07/（3×0.4)=8
根据经济电流密度的计算公式以及铜线的年最大负荷利用为 2.25，由公式可得Sec=364.42，根据参考《供电技术参考资料》表3-15，
根据以上三相系统相线截面的选择原则和中性线和保护线截面的选择原则，我们将低压侧母线型号规格选择为TMY -3（60×6）+（40×5），此处选用铜线的原因在于铜线的导电性能较好，虽然价格略贵，但是质量好，维护方便，便于厂房检修 。

由于变压器的计算电流为727A ，参考《供电技术参考资料》表3-15，查表可得，60×6的铜母线的允许载流量为1069/1088，负荷计算电流小于允许载流量的要求，因此选择60×6。

由公式So ≥0.5ϕS ，可知60×6=360，So=360÷2=180，所以选择40×5=200的中性线。

各车间导线，电缆型号规格的选择为： 1.车间1：选用ZTQ2 3×120+1×50
由于车间内的计算电流为320.83A ，参，查表可得，额定电压为1~3Kv, 允许载流量为381的3×120的电缆，负荷计算电流小于允许载流量的要求，且由公式So ≥0.5ϕS ，可得So=381÷2=190.5，所以选择允许载流量229为的1×50的中性线。

温度校验：根据公式 K
θ
=
'
0θθθθ--al al =
25
803.3280--=0.93, I
'al
=K
θ
I
al
=0.93×
381=354.33>I c =320.83
2.车间2：选用ZTQ2 3×240+1×95
由于车间内的计算电流为475.84A ，参考《供电技术参考资料》表3-17，查表可得，额定电压为1~3Kv, 允许载流量为572的3×240的电缆，负荷计算电流小于允许载流量的要求，且由公式So ≥0.5ϕS ，可得So=572÷2=286，所以选择允许载流量为332的1×95的中性线。

温度校验：根据公式 K
θ
=
'
0θθθθ--al al =
25
803.3280--=0.93, I
'al
=K
θ
I
al
=0.93×
572=531.96>I c =475.84
4.车间4：选用ZTQ2 3×70+1×25
由于车间内的计算电流为255.94A ，参考《供电技术参考资料》表3-17，查表可得，额定电压为1~3Kv, 允许载流量为278的3×70的电缆，负荷计算电流小于允许载流量的要求，且由公式So ≥0.5ϕS ，可得So=278÷2=139，所以选择允许载流量为152的1×25的中性线。

温度校验：根据公式 K
θ
=
'
0θθθθ--al al =
25
803.3280--=0.93, I
'al
=K
θ
I
al
=0.93×
278=258.54>I c =255.94
5.车间5：选用ZTQ2 3×50+1×16
由于车间内的计算电流为188.85A ，参考《供电技术参考资料》表3-17，查表可得，额定
电压为1~3Kv, 允许载流量为229的3×50的电缆，负荷计算电流小于允许载流量的要求，且由公式So ≥0.5ϕS ，可得So=229÷2=114.5，所以选择允许载流量为119的1×16的中性线。

温度校验：根据公式 K
θ
=
'
0θθθθ--al al =
25
803.3280--=0.93, I
'al
=K
θ
I
al
=0.93×
229=212.97>I c =188.85
5.生活照明：选用ZTQ2 3×16+1×6
由于车间内的计算电流为100.87A ，参考《供电技术参考资料》表3-17，查表可得，额定电压为1~3Kv, 允许载流量为119的3×16的电缆，负荷计算电流小于允许载流量的要求，且由公式So ≥0.5ϕS ，可得So=119÷2=59.5，所以选择允许载流量为65的1×6的中性线。

温度校验：根据公式 K
θ
=0
'
0θθθθ--al al =
25
803.3280--=0.93, I
'al
=K
θ
I
al
=0.93×
119=110.67>I c =101。