第四节电缆及架空导线截面选

为了保证导线在运行中有足够的机械过载能力，要求导线的截面积不能太小。因为导线截面积越小，其机械过载能力也越小，所以在规程中对上述不同等级的线路和不同材料的

选择架空线的导线截面，机械强度是重要的重要条件之一。当线路通过居民区，横跨越铁路、公路时，最小允许截面应放大，第1和第Ⅱ类线路采用铜线截面为16mm2 ，铝线截面为35mm2。

导线常用的材料是铜、铜锡合金(青铜)、铝、铝合金及钢。

铜导电性能好，抗腐蚀能力强，容易焊接，但铜线的价格高；铝线的最大缺点是机械强度低，允许应力小，为了加强铝线的机械强度，往往采用绞线，有时用抗张强度为1200N ／mm2的钢作为芯线，铝线绞在钢芯外面，作导电主体，这种线称为钢芯铝绞线。

常用字母代号表示不同材料的导线，铜导线（T），铝导线（L），钢线（G）。铜绞线（TJ），铝绞线（LJ），钢芯铝绞线（LGJ）。

电缆有导电和绝缘层两部分组成，电缆线路的结构问题实际上就是电缆的敷设方法。电缆户外敷设有三种类型：

直接埋地(图3—20)、电缆沟敷设和混凝土管敷设方法，后者用于有受到外界承重容易损伤的场所。

一、导线截面的选择

导线截面的选择，即根据实际工况给出满足技术与经济条件的电线或电缆截面。

导线选择的内容可概括为两方面：

1．确定供电网络结构，导线型号、使用环境和敷设方式；

2．选择确定导线截面实际截面大小。

从导线安全运行的角度出发，至少应考虑满足两个基本的要求：架空线路的承受机械强度的能力和导线发热最高允许工作温度。承受机械强度能力决定了导线的最小允许截面，参见表3—2。此外，还要校验线路电压损失大小，即按电压损失要求选择截面法及依据初投资与年运行费综合经济方案比较和经济电流密度法选导线截面等。

1．依据发热选择导线截面

导线传输一定负荷时，其电流通过线路电阻，耗能使导线温度升高，会导致绝缘老化和机械强度降低。因此，各类导线通常都规定其允许长期工作的最高温度。当周围介质温度一定时，某一截面的导线必然有其最大允许电流，这一电流(载流量)通常是由导线生产厂家列表给出，以备查用；附表2－1~2－4及附表6-3列出部分导线允许载流量。

依据发热要求，截面为S的导线，在实际介质温度下的载流量必须满足：

（3－1）

式中Ial导线允许载流量；

Ic 计算电流。

周围介质温度按下述条件确定：

（1）空气温度按最热月份下午l点的平均温度确定。

（2）地下温度按0.8m深处的土壤月平均最高温度考虑，若电缆穿钢管则应按空气温度考虑。

当导线敷设地点实际环境温度不同于

表中规定的导线允许载流量基准数值时，按3－2式对导线所能通过的允许电流进行修正：

（3－2）

式中I’al实际介质温度下导线允许通过的电流；

Ial表中所列基准介质温度下导线允许通过的电流；

θ2导线正常工作时允许的最高温度。

在供、配电设计时，导线截面应根据计算电流和导线敷设地实际环境温度查表确定，例如杭州地区温度为37℃。选用电缆线还需作在短路故障条件下的发热校验。

例3－1 设有一回10kV LJ型架空线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷情况如图3－21所示。已知架空线的线间均距为1m，最高环境温度为37℃，试按发热选择AB段导线截面。

解：设线路AB和BC段选同一截面LJ型铝绞线，AB段导线负荷最大电流为：

查附表2－1：户外裸绞线LJ－25在35°C条件下，载流量为119A，40°C条件下载流量为109A，现求37°C条件下的载流量，由附表2－1，查得该导线25°C条件下的载流量135A；

依据3－2：

>114(A)

若不考虑其它因素选LJ－25导线能满足发热条件，且满足机械强度要求。

2.线路电压损失计算：

1）.带一个集中负荷线路的电压损失

三相负荷平衡时，三相供电线路中每相的电流值相等，且每相电流、电压相位也相同。线路电压损失的分析方法是：先计算出一相的电压损失，再换算成三相线路的电压损失。

单个集中负荷的供电线路单线图如图3－22 a)，图b)为相应电压相量图：

电压降落（）：表示线路始端电压

与末端电压

的几何差（矢量）为，其值为

（3－3）

电压损失（ΔUX）：表示线路中阻抗元件两端电压的数值差，即UA与UB的差值，记为

（3－4）

在工程计算中，由于值很小，所以电压损失可近似取线路电压降落的横向分量，即

（3－5）

由于实际运算时，负荷一般用功率表示，

，即

；由式（3－5）得：

（3－6）

式中pB B点的三相有功功率（kW）；

qB B点的三相无功功率（kvar）；

R、X 线路AB之间的电阻和感抗（Ω）；

I 负荷电流（kA）；

B点负荷的功率因数；UB B点相电压（kV）；

ΔUX 单相相电压损失（V）；

线电压的损失ΔU=ΔUX，即

式中p B点的三相有功功率（kW）；

q B点的三相无功功率（kvar）；

（3－7）电压损失也常用相对于额定电压UN的百分数表示，即

（3－8）式中UN 额定线电压（kV）；

σu 电压损失相对值或百分数。

2).带n个集中负荷线路的电压损失

图3－23所示为两个集中负荷的线路，P1、Q1和P2、Q2为线段

和

上通过的有功、无功功率；r1、x1和r2、x2分别为线段和

的电阻与电抗；p1、q1和p2、q2为支线1

和2引出的有功、无功负荷；R1、X1和R2、X2分别是线段L1和L2的电阻、电抗。由图3－23可知：

线路OB总的电压损失为各线段电压损失之和，即