母线和电缆的选择
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（按最大长期工作电流选择和按经济电流密度选择）
▉ 热稳定校验 ▉ 电压损失校验
.
2
▉ 母线的选择与校验—母线选择的项目
母线选择的项目一般包括： ① 母线材料、类型和布置方式; ② 导体截面; ③ 热稳定; ④ 动稳定等项进行选择和校验； ⑤ 对于110kV以上母线要进行电晕的校验； ⑥ 对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。
且长度超过20m时，应按经济电流密度来选择。
（1）按最大长期工作电流选择
电缆长期发热的允许电流Ⅰal ， 应不小于所在回路的最
大长期工作电流Ⅰmax，即K Ⅰal ≥Ⅰmax
（7-41）
式中 Ⅰal—相对于电缆允许温度和标准环境条件下导体长
期允许电流；
K—综合修正系数。
.
19
▉ 电缆的选择与校验—按经济电流密度选择电缆截面
越小越好。
综合这些因素，使年综合费用最小时所对应的母线截面
称为母线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。
表7-7为我国目前仍然沿用的经济电流密度值。
.
8
▉ 母线截面选择—按经济电流密度选择
表7-7
经济电流密度值
A/mm2
I 按经济电流密度选择母线截面按下式计算
max
Байду номын сангаас
S ec
J 式中 Ⅰmax—通过导体的最大工作电流，A；
.
21
▉ 电缆的选择与校验—电压损失校验
正常运行时，电缆的电压损失应不大于额定电压的5%，
即 U% 3ImaxL10% 05%（7-43）
UNS
式中 S—电缆截面（mm2） ρ—电缆导体的电阻率， 铝芯ρ=0.035Ωmm2/m（50 ℃ ）； 铜芯ρ=0.0206Ωmm2/m（50 ℃ ）。
.
22
Smin
I C
tke
（7-42）
式中 C—与电缆材料及允许发热有关的系数，如表7-8所示。
验算电缆热稳定的短路点按下列情况确定:
（1）单根无中间接头电缆，选电缆末端短路;长度小于200m
的电缆，可选电缆首端短路。
（2）有中间接头的电缆，短路点选择在第一个中间接头处。
（3）无中间接头的并列连接电缆，短路点选在并列点后。
出Sec为200mm2，选择两根截面为120 mm2的电缆为宜。 为了不损伤电缆的绝缘和保护层，电缆弯曲的曲率半径
不应小于一定值。为此，一般避免采用芯线截面大于185
mm2的电缆。
.
20
▉ 电缆的选择与校验—热稳定校验
电缆截面热稳定的校验方法与母线热稳定校验方法相同。
满足热稳定要求的最小截面可按下式求得
所选取的跨距一般不超过1.5~2m。考虑到绝缘子支座及引下
线安装方便，常选取绝缘子跨距等于配电装置间隔的宽度。
.
16
▉ 电缆的选择与校验—电缆的基本知识
电缆的基本结构包括导电芯、绝缘层、铅包（或铝包）
和保护层几个部分。供配电系统中常用的电力电缆，按其缆
芯材料分为铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分油浸
KⅠal≥Ⅰmax
（7-31）
式中 Ⅰal—相对于母线允许温度和标准环境条件下导体
长期允许电流；
K—综合修正系数，与环境温度和导体连接方式等
有关，其中温度修正系数参考式（7-3）。
.
7
▉ 母线截面选择—按经济电流密度选择
2.按经济电流密度选择
按经济电流密度选择母线截面可使年综合费用最低，年
综合费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投 资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看，母线截面越 大越好，而从降低投资、折旧费和利息的角度，则希望截面
tdz—热稳定计算时间，s。
C—热稳定系数。
.
10
▉ 母线的选择与校验—母线热稳定校验
热稳定系数C值与材料及发热温度有关。C值如表7-8。
.
11
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
各种形状的母线通常都安装在支持绝缘子上，当冲击电
流通过母线时，电动力将使母线产生弯曲应力， 因此必须
校验母线的动稳定性。
.
4
▉ 母线的选择与校验—常用硬母线的类型
（2）常用硬母线类型
常用的硬母线截面有矩形、槽形和管形。矩形母线常用于
35kV及以下、电流在4000A及以下的配电装置中。单条矩形截
面积最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条母线
允许电流时，可用小于4的几条矩形母线并列使用。
槽形母线机械强度好，载流量较大，集肤效应系数也较
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
母线材料在弯曲时最大相间计算应力为
ca
M W
(7-37)
式中 W—母线对垂直于作用力方向轴的截面系数，又称抗弯
矩（m3），其值与母线截面形状及布置方式有关，对常遇到
的几种情况的计算式列于图7-12中。
要想保证母线不致弯曲变形而遭到破坏，必须使母线的
计算应力不超过母线的允许应力，即母线的动稳定性校验条
（2）按经济电流密度选择
经济电流密度选择电缆截面时：S ec
I max J ec
(7-41)
按经济电流密度选出的电缆，必须按最大长期工作电
流校验。按经济电流密度选出的电缆，还应决定经济合理的
电缆根数，截面S≤150mm2时，其经济根数为一根。当截
面大于150 mm2时，其经济根数可按S/150决定。例如计算
.
3
▉ 母线的选择与校验—母线的材料
（1）母线的材料 配电装置的母线常用导体材料有铜、铝和钢。铜的电阻 率低，机械强度大，抗腐蚀性能好，是首选的母线材料。 但是铜在工业和国防上的用途广泛，还因储量不多，价 格较贵，所以一般情况下，尽可能以铝代铜，只有在大电流 装置及有腐蚀性气体的屋外配电装置中，才考虑用铜作为母 线材料。
1. 按结构类型选择电缆（即选择电缆的型号）
根据电缆的用途、电缆敷设的方法和场所，选择电缆的 芯数、芯线的材料、绝缘的种类、保护层的结构以及电缆的 其它特征，最后确定电缆的型号。常用的电力电缆有油浸纸 绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶电缆等。随着电缆工业的发 展，塑料电缆发展很快，其中交联聚乙烯电缆，由于有优良 的电气性能和机械性能，在中、低压系统中应用十分广泛。
ec
Jec—经济电流密度，A/mm2。
.
9
▉ 母线的选择与校验—母线热稳定校验
按正常电流及经济电流密度选出母线截面后，还应按热
稳定校验。按热稳定要求的导体最小截面为
I
S C t K min
dz s
（7-33）
式中 Ⅰ∞—短路电流稳态值 （A）
Ks—集肤效应系数，对于矩形母线截面在100mm2以
下，Ks=1。
纸绝缘和塑料绝缘两大类。
电缆制造成本高，投资大，但是具有运行可靠、不易受
外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点。
电力电缆是根据其结构类型、电压等级和经济电流密度
来选择，并须校验以其最大长期工作电流、正常运行情况下
的电压损失以及短路时的热稳定进行。
短路时的动稳定可以不必校验。
.
17
▉ 电缆的选择与校验—按结构类型与额定电压选择
者的优点，但使配电装置的高度增加，所以母线的布置应根据
具体情况而定。
.
6
▉ 母线截面选择—按最大长期工作电流选择
除配电装置的汇流母线及较短导体(20m以下)按最大长
期工作电流选择截面外，其余导体的截面一般按经济密度选
择。
1. 按最大长期工作电流选择
母线长期发热的允许电流Ⅰal ， 应不小于所在回路的最 大长期工作电流Ⅰmax，即
件为
（7-38）
式中 σal一母ca线材料a的l 允许应力，对硬铝母线σal =69MPa;
对硬铜母线σal =137MPa。
.
14
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
图
7—12
母
线
抗
弯
矩
W 计
算
表
.
15
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
如果在校验时，ca al，则必须采取措施减小母线的计算 应力，具体措施有：将母线由竖放改为平放；放大母线截
母线通常每隔一定距离由绝缘瓷瓶自由支撑着。因此当
母线受电动力作用时，可以将母线看成一个多跨距载荷均匀
分布的梁，当跨距段在两段以上时，其最大弯曲力矩为
M Fmaxl 10
(7-35)
若只有两段跨距时，则
M Fmaxl 10
(7-36)
式中 Fmax —— 一个跨距长度母线所受的电动力（N）。
.
13
母线和电缆的选择
.
1
母线和电缆的选择
一、母线的选择与校验
▉ 母线选择的项目 ▉ 母线材料、类型和布置方式 ▉ 母线截面的选择
（按最大长期工作电流选择和按经济电流密度选择）
▉ 母线热稳定校验 ▉ 母线动稳定校验
二、电缆的选择与校验
▉ 电缆的基本知识 ▉ 按结构类型和额定电压选择电缆 ▉ 电缆截面选择
安装在同一平面内的三相母线，其中间相受力最大，即
Fmax1.731207Kfi2chal（ N）(7-34)
式中 Kf—母线形状系数，当母线相间距离远大于母线截面 周长时， Kf =1。其他情况可由有关手册查得。
l—母线跨距，(m)；
a—母线相间距，(m)。
.
12
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
2. 按额定电压选择
可按照电缆的额定电压UN不低于敷设地点电网额定电压
UNs的条件选择，即UN≥UNs （7-40）
.
18
▉ 电缆的选择与校验—按最大长期工作电流选择电缆截面
3. 电缆截面的选择
一般根据最大长期工作电流选择，但是对有些回路，如
发电机、变压器回路，其年最大负荷利用小时数超过5000h，
面，但会使投资增加；限制短路电流值能使大大减小，但须
增设电抗器；增大相间距离a；减小母线跨距 l 的尺寸，此时 可以根据母线材料最大允许应力来确定绝缘瓷瓶之间最大允
许跨距，即
lmax
10 alW
F1
（7-38）
式中 F1—单位长度母线上所受的电动力（N/m）
当矩形母线水平放置时，为避免导体因自重而过分弯曲，
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！
小，一般用于4000~8000A的配电装置中。管形母线集肤效应
系数小，机械强度高，管内还可通风和通水冷却，因此，可用
于8000A以上的大电流母线。另外，由于圆形表面光滑，电晕
放电电压高，因此可用于110kV及以上配电装置。
.
5
▉ 母线的选择与校验—母线的布置方式
（3）母线的布置方式
图7-11为矩形母线的布置方 式示意图。当三相母线水平 布置时，图7-7(a)与图7-7(b) 相比，前者散热较好，载流 量大，但机械强度较低，而 后者情况正好相反。图77(c)的布置方式兼顾了前二
▉ 热稳定校验 ▉ 电压损失校验
.
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▉ 母线的选择与校验—母线选择的项目
母线选择的项目一般包括： ① 母线材料、类型和布置方式; ② 导体截面; ③ 热稳定; ④ 动稳定等项进行选择和校验； ⑤ 对于110kV以上母线要进行电晕的校验； ⑥ 对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。
且长度超过20m时，应按经济电流密度来选择。
（1）按最大长期工作电流选择
电缆长期发热的允许电流Ⅰal ， 应不小于所在回路的最
大长期工作电流Ⅰmax，即K Ⅰal ≥Ⅰmax
（7-41）
式中 Ⅰal—相对于电缆允许温度和标准环境条件下导体长
期允许电流；
K—综合修正系数。
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▉ 电缆的选择与校验—按经济电流密度选择电缆截面
越小越好。
综合这些因素，使年综合费用最小时所对应的母线截面
称为母线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。
表7-7为我国目前仍然沿用的经济电流密度值。
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▉ 母线截面选择—按经济电流密度选择
表7-7
经济电流密度值
A/mm2
I 按经济电流密度选择母线截面按下式计算
max
Байду номын сангаас
S ec
J 式中 Ⅰmax—通过导体的最大工作电流，A；
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▉ 电缆的选择与校验—电压损失校验
正常运行时，电缆的电压损失应不大于额定电压的5%，
即 U% 3ImaxL10% 05%（7-43）
UNS
式中 S—电缆截面（mm2） ρ—电缆导体的电阻率， 铝芯ρ=0.035Ωmm2/m（50 ℃ ）； 铜芯ρ=0.0206Ωmm2/m（50 ℃ ）。
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22
Smin
I C
tke
（7-42）
式中 C—与电缆材料及允许发热有关的系数，如表7-8所示。
验算电缆热稳定的短路点按下列情况确定:
（1）单根无中间接头电缆，选电缆末端短路;长度小于200m
的电缆，可选电缆首端短路。
（2）有中间接头的电缆，短路点选择在第一个中间接头处。
（3）无中间接头的并列连接电缆，短路点选在并列点后。
出Sec为200mm2，选择两根截面为120 mm2的电缆为宜。 为了不损伤电缆的绝缘和保护层，电缆弯曲的曲率半径
不应小于一定值。为此，一般避免采用芯线截面大于185
mm2的电缆。
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▉ 电缆的选择与校验—热稳定校验
电缆截面热稳定的校验方法与母线热稳定校验方法相同。
满足热稳定要求的最小截面可按下式求得
所选取的跨距一般不超过1.5~2m。考虑到绝缘子支座及引下
线安装方便，常选取绝缘子跨距等于配电装置间隔的宽度。
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▉ 电缆的选择与校验—电缆的基本知识
电缆的基本结构包括导电芯、绝缘层、铅包（或铝包）
和保护层几个部分。供配电系统中常用的电力电缆，按其缆
芯材料分为铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分油浸
KⅠal≥Ⅰmax
（7-31）
式中 Ⅰal—相对于母线允许温度和标准环境条件下导体
长期允许电流；
K—综合修正系数，与环境温度和导体连接方式等
有关，其中温度修正系数参考式（7-3）。
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▉ 母线截面选择—按经济电流密度选择
2.按经济电流密度选择
按经济电流密度选择母线截面可使年综合费用最低，年
综合费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投 资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看，母线截面越 大越好，而从降低投资、折旧费和利息的角度，则希望截面
tdz—热稳定计算时间，s。
C—热稳定系数。
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▉ 母线的选择与校验—母线热稳定校验
热稳定系数C值与材料及发热温度有关。C值如表7-8。
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▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
各种形状的母线通常都安装在支持绝缘子上，当冲击电
流通过母线时，电动力将使母线产生弯曲应力， 因此必须
校验母线的动稳定性。
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▉ 母线的选择与校验—常用硬母线的类型
（2）常用硬母线类型
常用的硬母线截面有矩形、槽形和管形。矩形母线常用于
35kV及以下、电流在4000A及以下的配电装置中。单条矩形截
面积最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条母线
允许电流时，可用小于4的几条矩形母线并列使用。
槽形母线机械强度好，载流量较大，集肤效应系数也较
▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
母线材料在弯曲时最大相间计算应力为
ca
M W
(7-37)
式中 W—母线对垂直于作用力方向轴的截面系数，又称抗弯
矩（m3），其值与母线截面形状及布置方式有关，对常遇到
的几种情况的计算式列于图7-12中。
要想保证母线不致弯曲变形而遭到破坏，必须使母线的
计算应力不超过母线的允许应力，即母线的动稳定性校验条
（2）按经济电流密度选择
经济电流密度选择电缆截面时：S ec
I max J ec
(7-41)
按经济电流密度选出的电缆，必须按最大长期工作电
流校验。按经济电流密度选出的电缆，还应决定经济合理的
电缆根数，截面S≤150mm2时，其经济根数为一根。当截
面大于150 mm2时，其经济根数可按S/150决定。例如计算
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▉ 母线的选择与校验—母线的材料
（1）母线的材料 配电装置的母线常用导体材料有铜、铝和钢。铜的电阻 率低，机械强度大，抗腐蚀性能好，是首选的母线材料。 但是铜在工业和国防上的用途广泛，还因储量不多，价 格较贵，所以一般情况下，尽可能以铝代铜，只有在大电流 装置及有腐蚀性气体的屋外配电装置中，才考虑用铜作为母 线材料。
1. 按结构类型选择电缆（即选择电缆的型号）
根据电缆的用途、电缆敷设的方法和场所，选择电缆的 芯数、芯线的材料、绝缘的种类、保护层的结构以及电缆的 其它特征，最后确定电缆的型号。常用的电力电缆有油浸纸 绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶电缆等。随着电缆工业的发 展，塑料电缆发展很快，其中交联聚乙烯电缆，由于有优良 的电气性能和机械性能，在中、低压系统中应用十分广泛。
ec
Jec—经济电流密度，A/mm2。
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▉ 母线的选择与校验—母线热稳定校验
按正常电流及经济电流密度选出母线截面后，还应按热
稳定校验。按热稳定要求的导体最小截面为
I
S C t K min
dz s
（7-33）
式中 Ⅰ∞—短路电流稳态值 （A）
Ks—集肤效应系数，对于矩形母线截面在100mm2以
下，Ks=1。
纸绝缘和塑料绝缘两大类。
电缆制造成本高，投资大，但是具有运行可靠、不易受
外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点。
电力电缆是根据其结构类型、电压等级和经济电流密度
来选择，并须校验以其最大长期工作电流、正常运行情况下
的电压损失以及短路时的热稳定进行。
短路时的动稳定可以不必校验。
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▉ 电缆的选择与校验—按结构类型与额定电压选择
者的优点，但使配电装置的高度增加，所以母线的布置应根据
具体情况而定。
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▉ 母线截面选择—按最大长期工作电流选择
除配电装置的汇流母线及较短导体(20m以下)按最大长
期工作电流选择截面外，其余导体的截面一般按经济密度选
择。
1. 按最大长期工作电流选择
母线长期发热的允许电流Ⅰal ， 应不小于所在回路的最 大长期工作电流Ⅰmax，即
件为
（7-38）
式中 σal一母ca线材料a的l 允许应力，对硬铝母线σal =69MPa;
对硬铜母线σal =137MPa。
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▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
图
7—12
母
线
抗
弯
矩
W 计
算
表
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▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
如果在校验时，ca al，则必须采取措施减小母线的计算 应力，具体措施有：将母线由竖放改为平放；放大母线截
母线通常每隔一定距离由绝缘瓷瓶自由支撑着。因此当
母线受电动力作用时，可以将母线看成一个多跨距载荷均匀
分布的梁，当跨距段在两段以上时，其最大弯曲力矩为
M Fmaxl 10
(7-35)
若只有两段跨距时，则
M Fmaxl 10
(7-36)
式中 Fmax —— 一个跨距长度母线所受的电动力（N）。
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母线和电缆的选择
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母线和电缆的选择
一、母线的选择与校验
▉ 母线选择的项目 ▉ 母线材料、类型和布置方式 ▉ 母线截面的选择
（按最大长期工作电流选择和按经济电流密度选择）
▉ 母线热稳定校验 ▉ 母线动稳定校验
二、电缆的选择与校验
▉ 电缆的基本知识 ▉ 按结构类型和额定电压选择电缆 ▉ 电缆截面选择
安装在同一平面内的三相母线，其中间相受力最大，即
Fmax1.731207Kfi2chal（ N）(7-34)
式中 Kf—母线形状系数，当母线相间距离远大于母线截面 周长时， Kf =1。其他情况可由有关手册查得。
l—母线跨距，(m)；
a—母线相间距，(m)。
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▉ 母线的选择与校验—母线动稳定校验
2. 按额定电压选择
可按照电缆的额定电压UN不低于敷设地点电网额定电压
UNs的条件选择，即UN≥UNs （7-40）
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▉ 电缆的选择与校验—按最大长期工作电流选择电缆截面
3. 电缆截面的选择
一般根据最大长期工作电流选择，但是对有些回路，如
发电机、变压器回路，其年最大负荷利用小时数超过5000h，
面，但会使投资增加；限制短路电流值能使大大减小，但须
增设电抗器；增大相间距离a；减小母线跨距 l 的尺寸，此时 可以根据母线材料最大允许应力来确定绝缘瓷瓶之间最大允
许跨距，即
lmax
10 alW
F1
（7-38）
式中 F1—单位长度母线上所受的电动力（N/m）
当矩形母线水平放置时，为避免导体因自重而过分弯曲，
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！
小，一般用于4000~8000A的配电装置中。管形母线集肤效应
系数小，机械强度高，管内还可通风和通水冷却，因此，可用
于8000A以上的大电流母线。另外，由于圆形表面光滑，电晕
放电电压高，因此可用于110kV及以上配电装置。
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5
▉ 母线的选择与校验—母线的布置方式
（3）母线的布置方式
图7-11为矩形母线的布置方 式示意图。当三相母线水平 布置时，图7-7(a)与图7-7(b) 相比，前者散热较好，载流 量大，但机械强度较低，而 后者情况正好相反。图77(c)的布置方式兼顾了前二