线缆中性线与保护线导体截面选择
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线缆中性线与保护线导体截面选择配电系统,工业、农业、民用安全非常重要,对N线和P E线的要求规定必须正确安全。低压系统中N线(或P E N线)上通过的电流可能与相线不同;P E线上正常时不通过电流,但在发生接地故障时,P E线对安全保护有不可替代的重要作用。因此对N线和P E线的截面选择应专门考虑。
一、N线选择
单相二线制系统中,N线截面总与相线相同。三相四线制系统中,N线上可能有三相不平衡电流和3n(n为奇数,下同)次谐波电流通过,因此其选择应遵循以下规则。
(1)不考虑谐波时,平衡三相四线制系统中性线截面可选为相线截面的一半,但当相线截面不大于16m m2(铜)和25m m2(铝)时,N线应与相线等截面;不平衡三相四线制系统,除按以上要求选择N线截面外,还应根据3倍零序电流进行校验,若不满足允许载流量要求,应加大N线截面。
对三相四线制多芯电缆和共管敷设的三相四线制电线,表称载流量是按三相平衡的条件给出的,不考虑N线上电流发热。三相不平衡时,N线上有电流,相当于发热导体增加了一根,相线载流量是否应作修正呢?答案是不必修正。因为选线缆时,都是按电流最大相选取的,因此电流小的相线欠发热,这正好补偿N线的发热。换个角度考虑,若将一路多芯电缆或共管导线看成一个发热整体,其
总的发热并未超过以最大电流相为基准的三相平衡线路,因此载流量不需要校正。
(2)平衡的三相四线制系统,有3n次谐波电流时,N线选择应考虑谐波电流的影响。由于3n次谐波既流过相线,又流过N线,因此相线截面也应考虑谐波影响,但N线3n次谐波电流是相线的3倍,因此对N线影响更大。
3n次谐波中以3次谐波所占比重最大,一般以3次谐波近似3n 次谐波。当相线3次谐波电流超过相线工频电流的33.3%时,N线上3次谐波线电流已大于相线工频电流,这时,N线截面有可能大于相线截面。
对三相四线制多芯电缆和共管敷设的三相四线制电线,谐波除了在N线上增加发热外,还在相线上增加发热,与三相不平衡的情况不同,线路作为一个整体,其总的发热量是增加的。因此不仅要考虑N线的截面选取,相线的表称载流量也应进行校正。表9.5.3给出了各种谐波含有率下的载流量校正系数。当3次谐波成分大于10%时,N线就应与相线等截面,但选择步骤仍为先选相线截面。当3
次谐波大于33%时,N先截面单独选择。
表9.5.3谐波电流的校正系数
(3)既有三相不平衡电流,又有3n次谐波。这时中性线截面
应以总的电流有效值选取。总的电流有效值等于基波和各次谐波的
平方和开方。
二、P E线截面选择
P E线在发生接地故障时,有接地故障电流通过。其选择原则为:①要能承受故障电流的热冲击;②要满足电击防护的要求;③要有足够的机械强度。
其中第①条校验方法与相线相同,只在T N系统中需要校验;第②条主要与故障电流大小和切断电源的时间规定有关,详见第8章。实际工程中一般按如下方法选取P E线:对铜导体,相导体截面16m m2及以下时,选择与相导体等截面,相导体截面16m m2~32m m2时,
选为16m m2,相导体截面32m m2以上时,选择不小于相导体截面的一半,一般不宜选用铝导体作线缆的P E线;第③条要求为:对铜导体电线,有机械保护时不小于 2.5m m2,无机械保护时不小于4m m2,若采用电缆芯线或电缆外护层作P E线,则不作要求。