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綠寶電纜導(dǎo)線截面積與載流量的計算
一、一般銅導(dǎo)線載流量導(dǎo)線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來確定的。 一般銅導(dǎo)線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為3~5A/mm2。 <關(guān)鍵點> 一般銅導(dǎo)線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導(dǎo)線的安全載流量為3~5A/mm2。如：2.5 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV銅導(dǎo)線安全載流量的推薦值4×8A/mm2=32A
二、計算銅導(dǎo)線截面積利用銅導(dǎo)線的安全載流量的推薦值5~8A/mm2，計算出所選取銅導(dǎo)線截面積S的上下范圍： S=< I /(5~8)>=0.125 I ~0.2 I(mm2) S-----銅導(dǎo)線截面積(mm2) I-----負載電流(A)
三、功率計算一般負載(也可以成為用電器，如點燈、冰箱等等)分為兩種，一種式電阻性負載，一種是電感性負載。對于電阻性負載的計算公式：P=UI 對于日光燈負載的計算公式：P=UIcosф，其中日光燈負載的功率因數(shù)cosф=0.5。 不同電感性負載功率因數(shù)不同，統(tǒng)一計算家庭用電器時可以將功率因數(shù)cosф取0.8。也就是說如果一個家庭所有用電器加上總功率為6000瓦，則最大電流是 I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A) 但是，一般情況下，家里的電器不可能同時使用，所以加上一個公用系數(shù)，公用系數(shù)一般0.5。所以，上面的計算應(yīng)該改寫成 I=P*公用系數(shù)/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是說，這個家庭總的電流值為17A。則總閘空氣開關(guān)不能使用16A，應(yīng)該用大于17A的。
估算口訣：
二點五下乘以九，往上減一順號走。
三十五乘三點五，雙雙成組減點五。
條件有變加折算，高溫九折銅升級。
穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。
說明：
(1)本節(jié)口訣對各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍數(shù)”來表示，通過心算而得。由表5 3可以看出：倍數(shù)隨截面的增大而減小。 “二點五下乘以九，往上減一順號走”說的是2.5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2.5mm’導(dǎo)線，載流量為2.5×9=22.5(A)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，說的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的3.5倍，即35×3.5=122.5(A)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍數(shù)依次減0.5。即50、70mm’導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍;95、120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的2.5倍，依次類推。
“條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長期高于25℃的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可;當(dāng)使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計算
配電電纜截面的優(yōu)化選擇
以往在選擇配電電纜時，通常都根據(jù)敷設(shè)條件確定電纜型號，再按發(fā)熱條件選擇電纜截面，最后選出符合其載流量要求，并滿足電壓損失及熱穩(wěn)定要求的電纜截面。
若考慮經(jīng)濟效益，則電纜最佳截面應(yīng)是使初投資和整個電纜經(jīng)濟壽命中的損耗費用之和達到最少的截面。從這一點考慮選擇電纜截面時，約需在按發(fā)熱條件選出的截面基礎(chǔ)上，再人為地加大4～5級截面，稱此截面為最佳截面。
由于加大了電纜截面，提高了載流能力，使電纜的使用壽命得以延長;由于截面增大，線路電阻降低，使線路壓降減少，從而大大提高了供電質(zhì)量，電能損耗降低，使運行費用降低，這樣，可保證在整個電纜經(jīng)濟壽命中總費用最低。
下面將用總擁有費用法來論證，電纜最佳截面應(yīng)是在按常規(guī)方法選出的截面基礎(chǔ)上，再加大4～5級。
以一陶器烘干器為例，其三相功率為70kW，供電電壓為400V，電流為101A，線路長度為100m。2 按發(fā)熱條件選擇電纜截面
根據(jù)敷設(shè)要求選用YJLV型，1kV三芯電力電纜，穿管直埋敷設(shè)，按發(fā)熱條件選出的電纜截面S為25mm2，此截面所允許的截流量為125A。
3 按總擁有費用法選擇電纜截面
總擁有費用法是國際上通用的，進行各種方案經(jīng)濟效益比較的方法。將所比較方案的現(xiàn)在投資及此方案將來的費用都以現(xiàn)時的價值表示，將方案未來費用乘以現(xiàn)值系數(shù)Q即可求得，計算后選取總擁有費用最低。
總擁有費用C=設(shè)備初投資+PV值
PV值稱為現(xiàn)值 PV值=Q×年電能損耗費
本例設(shè)備初投資包括電纜價格加上敷設(shè)綜合造價。各種截面的電力電纜，長度為100m時的初投資見表1。
表1 各種截面電力電纜的初投資
電纜截面 電纜單價(元/m) 電纜價格(元) 敷設(shè)備綜合造價(×105元) 初投資C
25 7.75 775 0.16 16775
35 9.17 917 0.16 16917
電纜初投資 C=電纜單價×電纜長度+敷設(shè)綜合造價?？倱碛匈M用：
功率損耗P=3I2r0l×10-3(kW)，此處I=101A，l=0.1km。
年電能損耗A=Pτ(kWh)，此處τ為年最大負荷損耗小時數(shù)，取τ=4500h。
年電能損耗費Cf=A×電能電價(元)，取東北工業(yè)電能電價(0.398元/kWh)。
PV值(現(xiàn)值)=Q×Cf(元)，Q(現(xiàn)值系數(shù))求法：
Q={1-〔(1+a)/(1+i)〕n｝/(i-a)
式中i——年利率，i=7%;
a——年通貨膨脹率，a=0;
n——使用年限，n=20年。代入Q式得
Q={1-〔1/(1+0.07)〕20｝/0.07=10.59
配電電纜的最佳經(jīng)濟截面S為120mm2，其總擁有費用最低。隨著電價的上漲，配電電纜的最佳截面將會變得更大。
導(dǎo)體載流量的計算口訣
1、用途：各種導(dǎo)線的載流量(安全電流)通?？梢詮氖謨灾胁檎摇５每谠E再配合一些簡單的心算,便可直接算出,不必查表。導(dǎo)線的載流量與導(dǎo)線的載面有關(guān),也與導(dǎo)線的材料(鋁或銅),型號(絕緣線或裸線等),敷設(shè)方法(明敷或穿管等)以及環(huán)境溫度(25度左右或更大)等有關(guān),影響的因素較多,計算也較復(fù)雜。
10 下五，1 0 0 上二。
2 5 ，3 5 ，四三界。
7 0 ，95 ，兩倍半。
穿管溫度，八九折。
裸線加一半。
銅線升級算。
4.說明：口訣是以鋁芯絕緣線,明敷在環(huán)境溫度25 度的條件為準(zhǔn)。若條件不同, 口訣另有說明。絕緣線包括各種型號的橡皮絕緣線或塑料絕緣線?？谠E對各種截面的載流量(電流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍數(shù)”,來表示。為此,應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)線截面,(平方毫米)的排列：
1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185......
生產(chǎn)廠制造鋁芯絕緣線的截面積通常從而2.5開始,銅芯絕緣線則從1 開始;裸鋁線從16 開始;裸銅線從10 開始
①這口訣指出:鋁芯絕緣線載流量,安,可以按截面數(shù)的多少倍來計算?？谠E中阿拉伯?dāng)?shù)碼表示導(dǎo)線截面(平方毫米),漢字表示倍數(shù)。把口訣的截面與倍數(shù)關(guān)系排列起來便如下:
..10 16-25 35-50 70-95 120....
五倍四倍三倍兩倍半二倍
現(xiàn)在再和口訣對照就更清楚了.原來“10 下五”是指截面從10 以下,載流量都是截面數(shù)的五倍?！?00 上二”(讀百上二),是指截面100以上,載流量都是截面數(shù)的二倍。截面25與35 是四倍和三倍的分界處.這就是“口訣25、35 四三界”。而截面70、95 則為2.5 倍。從上面的排列,可以看出:除10 以下及100 以上之外,中間的導(dǎo)線截面是每兩種規(guī)格屬同一倍數(shù)。
下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)境溫度為25 度,舉例說明:
【例1】 6 平方毫米的,按10 下五,算得載流量為30 安。
【例2】150 平方毫米的,按100 上二,算得載流量為300 安。
【例3】70 平方毫米的,按70、95 兩2 倍半,算得載流量為175安。
從上面的排列還可以看出,倍數(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處,誤差稍大些。比如截面25 與35 是四倍與三倍的分界處,25屬四倍的范圍,但靠近向三倍變化的一側(cè),它按口訣是四倍,即100 安。但實際不到四倍(按手冊為97 安)。而35 則相反,按口訣是三倍,即105 安,實際是117 安。不過這對使用的影響并不大。當(dāng)然,若能胸中有數(shù),在選擇導(dǎo)線截面時,25 的不讓它滿到100 安,35 的則可以略為超過105 安便更準(zhǔn)確了。同樣,2.5平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的最始(左)端,實際便不止五倍〈最大可達20安以上〉,不過為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊中一般也只標(biāo)12 安。
?、?從這以下,口訣便是對條件改變的處理。本句:穿管溫度八九折,是指若是穿管敷設(shè)(包括槽板等敷設(shè),即導(dǎo)線加有保護套層,不明露的)按①計算后,再打八折(乘0.8)若環(huán)境溫度超過25 度,應(yīng)按①計算后,再打九折。(乘0.9)。
關(guān)于環(huán)境溫度,按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實際上,溫度是變動的,一般情況下,它影響導(dǎo)體載流并不很大。因此,只對某些高溫車間或較熱地區(qū)超過25 度較多時,才考慮打折扣。
還有一種情況是兩種條件都改變(穿管又溫度較高)。則按①計算后打八折,再打九折?；蛘吆唵蔚匾淮未蚱哒塾嬎?即0.8 × 0.9=0.72,約0.7)。這也可以說是穿管溫度,八九折的意思。
例如:(鋁芯絕緣線)10 平方毫米的,穿管(八折)40 安(10 × 5× 0.8 = 40)
穿管又高溫(七折)35 安(1O × 5 × 0.7=35)
95平方毫米的,穿管(八折)190安(95×2.5×0.8=190)
高溫(九折),214 安(95 × 2.5 × 0.9=213.8)
穿管又高溫(七折)。166 安(95 × 2.5 × 0.7 = 166.3)
?、趯τ诼沅X線的載流量,口訣指出,裸線加一半,即按①中計算后再加一半(乘l.5)。這是指同樣截面的鋁芯絕緣線與鋁裸線比較,載流量可加大一半。
【例1】 16 平方毫米的裸鋁線,96 安(16 × 4 × 1.5 = 96) 。高溫,86 安(16 × 4 × 1.5 × 0.9=86.4)
【例2】 35 平方毫米裸鋁線,150 安(35 × 3 × 1.5=157.5)
【例3】120 平方毫米裸鋁線，360 安(120 × 2 × 1.5 = 360)
?、蹖τ阢~導(dǎo)線的載流量，口訣指出,銅線升級算。即將銅導(dǎo)線的截面按截面排列順序提升一級,再按相應(yīng)的鋁線條件計算。
【例一】 35 平方的裸銅線25 度,升級為50 平方毫米,再按50 平方毫米裸鋁線,25 度計算為225 安(50 × 3 × 1.5)
【例二】 16 平方毫米銅絕緣線25 度,按25 平方毫米鋁絕緣的相同條件,計算為100 安(25 × 4)
【例三】 95 平方毫米銅絕緣線25 度,穿管,按120 平方毫米鋁絕緣線的相同條件,計算為192 安(120 × 2 × 0.8)。
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