谈建筑电气低压供配电线路导线的选择

谈建筑电气低压供配电线路导线的选择

(新疆煤炭设计研究院有限责任公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830091)

摘要:民用建筑供配电线路中的导线主要有电线和电缆。正确地选用电线和电缆,对于保证民用建筑供配电系统的安全、可靠、经济、合理的运行有着十分重要的意义。

关键词:建筑电气;低压供配电;线路导线;选择

民用建筑供配电线路中的导线主要有电线和电缆。正确地选用电线和电缆,对于保证民用建筑供配电系统的安全、可靠、经济、合理的运行有着十分重要的意义。

一、导线选择的一般原则和要求

(一)选用电缆线的原则

当输配电线路所经过的路径不宜敷设架空线路,或当导线交叉繁多、环境特别潮湿、具有腐蚀性和火灾爆炸等危险情况时,可考虑采用电缆线。其他情况下一般应尽量采用普通导线。

(二)按发热条件选择

按允许的发热条件,每一种导线截面都对应一个允许的载流量。因此在选择导线截面时,必须使其允许载流量大于或等于线路的计算电流值.

(三)按电压损失选择

为了保证用电设备的正常运行,必须使设备接线端子处的电压在允许值范围之内。但由于线路上有电压损失,因此在选择电线或电缆时,要按电压损失来择电线或电缆的截面。

(四)选择室内、外线路导线的基本原则

从经济合理着想,室外线路的电线、电缆一般采用铝导线,架空线路采用裸铝绞线。当高压架空线路的档距较长、杆位高差较大时,采用钢芯铝绞线。对于有盐雾或其他化学侵蚀气体的地区,采用防腐铝绞线或铜绞线。电缆线路一般采用铝芯电缆,在振动剧烈和有特殊要求的场所采用铜芯电缆。

(五)按使用环境及敷设方式选择

在选择电线或电缆时,应根据具体的环境特征及线路的敷设方式确定选用何种型号的导线和电缆。此处推荐根据环境特征及线路的敷设方式的要求采用的电线和电缆型号,

(六)按机械强度选择

导线本身的重量以及风、雨、冰、雪使导线承受一定应力。如果导线过细,就容易折断,引起停电等事故。因此,还要根据机械强度来选择,以满足不同用途时导线的最小截面要求,在具体选择导线截面时,必须综合考虑电压损失、发热条件和机械强度等要求。

二、电线、电缆的型号和截面的选择

(一)常用电线、电缆的型号规格与敷设方式的标准

在民用建筑中,室内常用的导线主要为绝缘电线和绝缘电缆线;室外常用的是裸导线或绝缘电缆线。绝缘导线按所用绝缘材料的不同,分为塑料绝缘导线和橡皮绝缘导线;按线芯材料的不同分为铜芯导线和铝芯导线;按线芯的构造不同分为单芯和多芯导线。

(1)塑料绝缘电线。常用的聚氯乙烯绝缘电线是在线芯外包上聚氯乙烯绝缘层。其中铜芯电线的型号为BV,铝芯电线的型号为BLV。

聚氯乙烯绝缘软线主要用作交流额定电压250V以下的室内日用电器及照明灯具的连接导线,俗称灯头线,都是双芯的,型号为RVB和RVS。它取代了过去常用的RX和RXS型橡皮绝缘棉纱编织软线。

(2)橡皮绝缘电线。常用的橡皮绝缘电线的型号有BX(BLX)和BBX(BBLX)。BX(BLX)为铜芯棉纱编织橡皮绝缘线,BBX(BBLX)为铜芯玻璃丝编织橡皮绝缘线。这两种电线是目前仍在应用的旧品种。它们的基本结构是在芯线外面包一层橡胶,然后用编织机编织一层棉纱或玻璃丝纤维,最后在编制层上涂蜡而成。由于这两种电线生产工艺复杂,成本较高,正逐渐被塑料绝缘线所取代。

(3)电缆线。电缆线的种类很多,按用途可分为电力电缆和控制电缆两大类;按绝缘材料,可分为油浸纸绝缘电缆、橡皮绝缘电缆和塑料绝缘电缆三大类。一般都由线芯、绝缘层和保护层三个主要部分组成。线芯分为单芯、双芯、三芯及多芯。是常用的塑料绝缘电力电缆的结构。

(二)常用电线和电缆型号的选择原则

在民用建筑电气设计和施工过程中,电线和电缆型号的选择应遵循如下原则:贯彻“以铝代铜”的方针,在满足线路敷设要求的前提下,宜优先选用铝芯导线,但在一些特殊场合和配电装置中,必须选用铜芯导线;尽量选用塑料绝缘电线,这是由于塑料绝缘线的生产工艺简单、绝缘性能好、成本低,尤其在建筑物表面直接敷设时,应选用聚氯乙烯绝缘和护套电线。

(三)导线和电缆截面的选择

导线和电缆线的截面选择主要应满足如下要求:有足够的机械强度,避免因刮风、结冰或施工等原因被拉断;长期通过负荷电流不应该使导线过热,对避免损坏绝缘名造成短路、失火等事故。

线路上电压损失不能过大。对于电力线路,电压损失一般不能超过额定电压的10%;对于照明线路一般不能超过5%。

(1)选择方法。一般可按如下步骤进行:对手距离L≤200m的线路,一般先热条件的计算方法选择导线截面,然后用电压损失条件和机械强度进行校验;对于距离L>200m的较长的供电线路,一般先按允许电压损失的计算方法选择截面,然后用发热条件和机械强度条件进行校验。民用建筑主要由低压供配电线路供电,所以导线截面的选择计算方法主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。

(2)按发热条件选择导线截面。由于负荷电流通过导线时会发热,使导线温度升高,而过高的温度将加速绝缘老化,甚至损坏绝缘,引起火灾。裸导线温度过高时将使导线接头处加速氧化,接触电阻增大,引起接头处过热,造成断路事故,因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。在这个允许值范围内运行;导线温度不会超过允许值。

(3)按允许电压损失选择导线截面。电流流过输电线时,由于线路中存在阻抗,必将产生电压损失。这里所讲的电压损失是指线路的始端电压与终端电压有效值的代数差,即ΔU=U1-U2。由于用电设备的端电压偏移有一定的允许范围,所以要求线路的电压损失也有一定的允许值。

(4)零线截面的选择方法。在三相四线制供电线路中,零线截面可根据流过的最大电流值按发热条件进行选择。根据运行经验,也可按不小于相线截面的1/2选择,但必须保证零线截面不得小于按机械强度要求的最小允许值。单相线路的零线截面应与相线相同。两相带零线的线路可以近似认为流过零线的电流等于相线电流,因此零线截面也与相线相同。

在选择导线截面时,除了考虑主要因素外,为了同时满足前述几个方面的要求,必须以计算所求得的几个截面中的最大者为准,最后从电线产品目录中选用稍大于所求得的线芯截面即可。

三、用电能损耗进行比较并选导线

下面选定LJ-50、LJ-70、LJ-95三种型号的导线与常规方法选定的LJ-35型导线,进行技术经济比较。

条件:已知负荷电流为63.4A,年最大利用小时数(T),在农村一般为4000h左右,LJ-35型导线电阻(R)为0.92Ω/km。在一个供电容量仅25kW供电距离仅320m的小农村供电点,如果将导线截面增大1至3个档次,可以收到年减少电能损耗4000~9000kWh的效果。

导线截面越大,电能损耗越小,但是线路投资、维修费用和有色金属消耗量也要增加,所以一次性投资大。通过以上计算对比,导线选择一个比较合理的截面,减少电能在输送过程中的损耗,增大导线截面而增加的投资,平均可在半年左右的时间内回收,采用LJ-50、LJ-70型导线的经济效益更好。

如果在负荷侧安装电容补偿来提高负荷的功率因数,则可以减小负荷电流,降低电压损失,更降低了电能损耗。在本例中,如果功率因数提高到0.85,负荷电流减小到44.69A,则年电能损耗由14200kWh降低到7055kWh。可以用同样的方法计算其他型号的导线损耗加以对比,这里就不再列举。

结束语

通过以上分析,在低压供电网络中,对于负荷较大、年最大负荷利用小时数高于4000h者,宜考虑将导线的截面提高两个档次。负荷较小且最大负荷利用小时数低于3500h的,可考虑只将导线截面提高一个档次。如此处理,不仅能降损节能,还有利于下一步的负荷发展。

参考文献

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