導(dǎo)線和電纜截面的選擇與校驗 計算實例

導(dǎo)線和電纜截面的選擇與校驗，選擇校驗項目及條件：發(fā)熱條件、機械強度條件、電壓損失條件、短路熱穩(wěn)定條件、經(jīng)濟電流密度條件等，詳見如下：

(一）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面

按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應(yīng)使其允許載流量Ial 大于通過相線的計算電流I,即 Ia1>Ic 所謂導(dǎo)線的允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠 連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。1、中性線（N線）截面的選擇 (1)一般三相四線制線路，A0≥0.5A。(2)三相四線制線路分支的兩相三線線路和單相線路，Ag=A。(3)三次諧波電流相當(dāng)突出的三相四線制線路，A0≥A。2、保護線（PE線）截面的選擇 PE線要考慮三相線路發(fā)生單相短路故障時的單相短路熱穩(wěn)定度。根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求，PE線的截面APE,按GB50054-1995《低 壓配電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：(1)當(dāng)A?！?6mm2時 APE≥A。(2)當(dāng)16mm235mm2時 APE≥0.5A。3、保護中性線（PEN線）截面的選擇 PEN線兼有PE線和N線的雙重功能，因此其截面選擇應(yīng)同時滿足上 述PE線和N線的要求，取其中的最大值。按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體截面后，再校驗電壓損失、機械強度、短路熱穩(wěn)定等條件。

(二）按電壓損失條件選擇導(dǎo)線和電纜截面

當(dāng)先按電壓損失條件選擇導(dǎo)線（或電纜，下同）截面時，由于截面未知，故有兩個未知數(shù)，即導(dǎo)線的電阻和電抗。由于導(dǎo)線電抗隨截面變化的幅度不大，可先假定一個單位長度的電抗值x0,然后再進(jìn)行選擇計算。

對10kV架空線路可取x0=0.352/km,對10kV電力電纜可取x0= 0.102/km,對1kV電力電纜可取x0=0.072/km。因此可由上式求出單位長度 的電阻值ro:

式中，P是導(dǎo)線材料電阻率的計算值，銅取18.8,單位Q.m×10-9。

電纜截面選擇參數(shù)及例題

(三）按短路電流條件選擇導(dǎo)線和電纜截面

根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-2011 3.2.14保護導(dǎo)體截面積的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.應(yīng)能滿足電氣系統(tǒng)間接接觸防護自動切斷電源的條件，且能承受預(yù)期的故障電流或短路電流；2.保護導(dǎo)體的截面積應(yīng)符合式（3.2.14)的要求，或按表3.2.14的規(guī)定確定。公式：

式中：S-保護導(dǎo)體的截面積（mm2); I-通過保護電器的預(yù)期故障電流或短路電流[交流方均根值（4) t-保護電器自動切斷電流的動作時間（s); k-系數(shù)，按表A.0.7確定，表如下：

注：括號內(nèi)數(shù)值適用于截面積大于300mm2的聚氯乙烯絕緣。

電纜截面選擇參數(shù)及例題

例：1) 10KV側(cè)：根據(jù)ABB空氣斷路器E系列切斷電流的動作時間大概為70ms, 變電所高壓側(cè)饋線回路短路電流為25KA時：

2)0.4KV側(cè)：根據(jù)ABB塑殼斷路器T系列切斷電流的動作時間大概為10ms,變電所低壓側(cè)饋線回路短路電流為15KA時：

上面兩個例題說明：假設(shè)若需同時滿足該斷路器特性及短路電流條件，高壓和低壓交聯(lián)聚乙烯電纜截面須至少為70mm2和10mm2。

(四）按熱穩(wěn)定校驗條件選擇導(dǎo)線和電纜截面

高壓電纜的選擇是按照滿足電纜的熱穩(wěn)定來確定電纜的截面。計算電纜的熱穩(wěn)定，確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式計算。目前工程設(shè)計的實際情況是，一個項目10KV進(jìn)線電纜的型號及規(guī)格由供電部門負(fù)責(zé)，項目紅線內(nèi)的變配電設(shè)計由設(shè)計院負(fù)責(zé)。按照供電部門的要求，項目紅線內(nèi)的變配電房10KV進(jìn)線短路容量按照400MVA考慮?，F(xiàn)就按此容量，進(jìn)行出線電纜的校驗。

看一下上面的10kV配電一次系統(tǒng)圖，然后我們來考慮這兩種情況：

1) 高壓配電屏與變壓器在同一個配電房內(nèi)，這時，高壓出線至變壓器的距離近似按L=0km考慮。I``=22KA。

2) 高壓配電房引出電纜至變壓器的距離L=1km。I``=17.05KA。

根據(jù)《手冊》5-26式,

依照5-21，5-22，5-23式進(jìn)行計算

由于民用涉及的工程項目基本上都屬于遠(yuǎn)端短路系統(tǒng)，因此，

查表5-8, t=0.1s(目前常用的斷路器開斷時間均只有幾十毫秒)

結(jié)論：

在10KV，400MVA條件下，斷路器下端引出至變壓器的YJV電纜如果不是較長，按短路熱穩(wěn)定校驗，其最小截面為70mm2。如果該段電纜較長（例如1km），電纜截面可減少一級。