400V电缆电线截面选择.docx
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400V电缆电线截面选择.docx
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400V电缆电线截面选择
低压导线型号
400V以下单芯铜电线截面及载电流,
20C°
0.75mm2
为15A,
1.05mm2
为17A,
1.5mm2
为22A,
2.5mm2
为30A,
4mm2
为39A,
6mm2
为50A。
它们的型号有
BV,BV-105。
BV,
为聚氯乙烯绝缘电线
BV-105
为耐热聚氯乙烯绝缘电线
20C°
400V以卜软芯铜电线截面及载电流,
0.75mm2
为15A,
1.05mm2
为17A,
1.5mm2
为22A,
2.5mm2
为30A,
4mm2
为39A,
6mm2
为50A,
10mm2
为69A,
16mm2
为76A,
25mm2
35mm2
50mm2
70mm2
95mm2
120mm2
150mm2
185mm2
240mm2
300mm2
400mm2
为98A,
为115A,
为145A,
为180A,
为225A,
为260A,
为309A,
为345A,
为410A,
为475A,
为555A,
它们的型号有
BVV,RBVV,YQ,YQW,YZ,YZW,YC,YCW,BX
BVV,为聚氯乙烯绝缘软电线
RBVV,为耐热聚氯乙烯绝缘软电线
YQ,YQW,YZ,YZW,YC,YCW为橡套绝缘软电线
BX
为橡皮绝缘软电线
低压导线截面的选择
低压导线截面的选择,有关的文件只规定了最小截面,有的以变压器容量为依据,有的选择几种导线列表说明,在供电半径上则规定不超过0.5km。
本文介绍一种简单公式作为导线选择和供电半径确定的依据,供电参考。
1低压导线截面的选择
1.1选择低压导线可用下式简单计算:
S二PL/CAU%
(1)
式中P――有功功率,kW;
L输送距离,m;
C——电压损失系数。
系数C可选择:
三相四线制供电且各相负荷均匀时,铜导线为85,
铝导线为50;单相220V供电时,铜导线为14,铝导线为8.3。
(1)确定AU%的建议。
根据《供电营业规则》(以下简称《规则》)中关于电压质量标准的要求来求取。
即:
10kV及以下三相供电的用户受电端供电电压允许偏差为额定电压的也%;对于380V则为407〜354V;220V单相供电,为额定电压的+5%,—10%,即231〜198V。
就是说只要末端电压不低于354V和198V就符合《规则》要求,而有的介绍AU%采用7%,笔者建议应予以纠正。
因此,在计算导线截面时,不应采用7%的电压损失系数,而应通过
计算保证电压偏差不低于—7%(380V线路)和—10%(220V线路),从而就可满足用户要求。
(2)确定AU%的计算公式。
根据电压偏差计算公式,△%=(U2—Un)
/UnXI00,可改写为:
=(U—AU—Un)/Un,整理后得:
△U=U1-Un—△5Un
(2)
对于三相四线制用
(2)式:
△U=400—380—(—0.07X380)=46.6V,
所以AU%=△U/U1X100=46.6/400X00=11.65;
对于单相220V,△U=230—220—(—0.IX220)=32V,
所以AU%=△U/U1X100=32/230X100=3.91。
1.2低压导线截面计算公式
1.2.1三相四线制:
导线为铜线时,
Sst=PL/85X11.65=1.01PL1X0—3mm2(3)
(P:
kWL:
m)
导线为铝线时,
Ssl=PL/50X11.65=1.72PL1X0—3mm2(4)
(P:
kWL:
m)
122对于单相220V:
导线为铜线时,
Sdt二PL/14X3.91=5.14PLW3mm2(5)
(P:
kWL:
m)
导线为铝线时,
Sdl二PL/8.313.91=8.66PL10-3mm2(6)
(P:
kWL:
m)
式中下角标s、d、t、l分别表示三相、单相、铜、铝。
所以只要知道了用电负荷kW和供电距离m,就可以方便地运用⑶~(6)式求出导线截面了。
如果L用km,则去掉10-3。
1.5需说明的几点
1.5.1用公式计算出的截面是保证电压偏差要求的最小截面,实际选用一般是就近偏大一级。
再者负荷是按集中考虑的,如果负荷分散,所求截面就留有了一定裕度。
1.5.2考虑到机械强度的要求,选出的导线应有最小截面的限制,一般情况主干线铝芯不小于35mm2,铜芯不小于25mm2;支线铝芯不小于25mm2,铜芯不小于16mm2。
1.5.3计算出的导线截面,还应用最大允许载流量来校核。
如果负荷
电流超过了允许载流量,则应增大截面。
为简单记忆,也可按铜线不
大于7A/mm2,铝线不大于5A/mm2的电流密度来校核
2合理供电半径的确定
上面(3)〜(6)式主要是满足末端电压偏差的要求,兼或考虑了经济性,
下面则按电压偏差和经济性综合考虑截面选择和供电半径的确定。
当已知三相有功负荷时,则负荷电流If=P/。
如用经济电流密度j选择
导线,则S=If/。
根据《规则》规定,农网三相供电的功率因数取0.
85,所以S=P/>0.38&85j二P/0.5594j=1.79P/jmm2(7)
三相供电时,铜线和铝线的最大合理供电半径计算公式:
Lst=1.7985^1.65/j=1773/jm(8)
Lsl=1.7950/1.65/j=1042/jm(9)
若为单相供电在已知P时,则S=If/j=P/Un/j=4.55P/j(按阻性负荷计)。
按上法,令4.55P/j二PL/C△%,从而求得:
L=4.55C/jm(10)
将前面求得的△□%代入(10),同样可求出单相供电时,铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。
Ldt=4.5514^3.91/j=885/jm(11)
Ldl=4.55&3X3.91/j=525/jm(12)
选定经济截面后,其最大合理供电半径,三相都大于0.5km,单相基本为三四百米,因此单纯规定不大于0.5km,对于三相来说是精力过剩”,对单相来说则力不从心”。
线选分铜线铝线。
主开关选50A有点小,选大些为好。
家庭装修应用实例
通常我们在家庭装修时电线的选择:
照明1.5mm2,普通开关插座2.5mm2,空调开关插座4mm2,主进线6mm2,那么我们这么选用的原因是为什么呢?
每单位面积铜导线承载的电流:
铜导线约为5-8安/mm2,铝导线约为
3-5安/mm2,这个数值为什么是一个区间呢?
因为使用现场的温度,气压都会影响到导线电流的大小,因为电流本质上是一种分子的运动。
实际应用中铜选6安/mm2就可以,不过我还是倾向于小点的数值5安/mm2,对于电气的东西还是保守为好。
然后还要用到我们初中物理的那个公示:
P=UI,P:
功率(KW),U:
电压(伏),I:
电流
(安)。
1匹空调约等于0.735KW,那么这个空调插座的电线会承载735+220〜3.3安的电流,按照每单位面积铜导线承载的电流6安
/mm2,那么一根2.5直径的铜线上面最多可以同时并联4个1匹的空调,当然这只是一个理论的数值,实际的工程中是不会串联这么多的,最多也就是同时串联两台。
其余的电器就可以以此类推了,大部分的大功率电器的插座最好还是用4mm2的导线,按照安全储备25%来计算,4mm2导线可以承载4>6^220X75%=3960w,也就是将近4kw的电器。
三相电路
三相就是工厂电路也可称工程电路,它根据场合需要有3线,4
线和5线几种方式:
三相三线3根火线(没有零线N和接地线PE)
三相四线3根火线+1根零线N(TN-C系统)
三相五线3根火线+1根零线N+1根接地线PE(TN-S系统)
TN方式供电系统:
这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用TN表示。
它的特点如
下。
1)一旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT系统的5.3倍,实际上就是单相对地短路故障,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电,比较安全。
2)TN系统节省材料、工时,在我国和其他许多国家广泛得到应用,可见比TT系统优点多。
TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。
(3)TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE表示
(4)TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,称作TN-S供电系统,TN-S供电系统的特点如下。
1)系统正常运行时,专用保护线上不有电流,只是工作零线上有不平衡电流。
PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上,安全可靠。
2)工作零线只用作单相照明负载回路。
3)专用保护线PE不许断线,也不许进入漏电开关。
4)干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而PE线有重复接地,但是不经过漏电保护器,所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
5)TN-S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
在建筑工程工工前的“三通一平”(电通、水通、路通和地平——必须采用TN-S方式供电系统。
(5)TN-C-S方式供电系统在建筑施工临时供电中,如果前部分是TN-C方式供电,而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统,则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线,TN-C-S系统的特点如下。
1)工作零线N与专用保护线PE相联通,如图1-5ND这段线路不平衡电流比较大时,电气设备的接零保护受到零线电位的影响。
D点至后面PE线上没有电流,即该段导线上没有电压降,因此,TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压,然而又不能完全消除这个电压,这个电压的大小取决于ND线的负载不平衡的情况及ND这段线路的长度。
负载越不平衡,ND线又很长时,设备外壳对地电压偏移就越大。
所以要求负载不平衡电流不能太大,而且在PE线上应作重复接地。
2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器,因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。
3)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外,其他各分箱处均不得把N线和PE线相联,PE线上不许安装开关和熔断器,也不得用大顾兼作PE线。
通过上述分析,TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。
当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时,TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。
但是,在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时,必须采用TN-S方式供电系统。
国际电工委员会(IEC)有关这一部分说明如下:
现今的接地,接零系统多采用国际电工委员会(IEC)规定的标准。
按IEC规定,低压配电接地,接零系统分有IT、TT、TN三种基本形式:
在TN形式中又分有TN-C、TN-S和TN-C-S三种派生形式:
其形式划分的第1个字母反映电源中性点接地状态;T(法文Terre)表示电源中性点工作接地;I(法文Isolant)表示电源中性点没有工作接地(或采用阻抗接地);形式的第2个字母反映负载侧的接地状态;T--表示负载保护接地,但与电源接地相互独立;N(Neutre)--表示负载保护接零,与电源工作接地相连。
第3个字母C(法文Combinasion)—表示零线(中性线)与保护零线共用一线;第4个字母S(法文Separateu)—表示零线(中性线)与保护零线各自独立,各用各线。
对于这5种形式,其特点和应用范围分述如下:
1TT系统:
三相四线供电系统,属保护接地。
如电源侧中性点接地,其接地电阻大,则较为安全,此时属小接地电流系统。
在接地短路时,其余两相对地电压变大,介于220一380V之间,但设备正常运行时,其外壳没有接零保护的三相不平衡电流和电压,这是TT系统的主要优点。
为安全起见,TT系统常与漏电保护和断零保护相配合使用。
2IT系统:
三相三线供电系统,属保护接地,电源侧中性点与地绝缘。
或经大阻抗接地。
在单相碰壳接地时,接触电压易于控制在安全值内;在保证人身和设备安全的同时,用电设备仍能正常工作。
这种系统的漏电电流值不会很大,不能使保护装置及时动作,由于这种系统没有断零保护,因而不能设置零线N,故无法取得220V电压用于照明,这是其缺点,并且其一相碰地时,其他两相对地电压为380V,对人身更为危险。
3TN-C系统:
三相四线供电系统,属保护接零。
电源侧中性点接地,接地电阻很小,是大电流接地系统。
该系统保护零线和工作零线共用一根导线(PEN),简单经济,但PEN线不能装熔断器,并且一旦断线将破坏系统稳定,构成对人体和设备的危险。
这一系统出现单相接地故障时,其故障电流较大,但不及相间短路电流大,因而以相同短路来设计的线路保护装置一般不能及时切断故障线路。
此外,这一系统的PEN线上除有中线正常的三相不平衡电流外,还会有对人体有危险的高次谐波电流。
因此,这一系统是一个弊大于利的系统。
4TN—S系统:
三相五线供电系统,属保护接零,中线N与零线PE分开。
电源侧中性点同样接地,也是大电流接地系统。
系统的三相不平衡电流不经PE线,减轻了TN-C系统的缺点,但中性点对地电位仍会通过PE线使设备外壳有电流和电压,未能彻底解决TN-C系统的缺点。
因此,这一系统常与漏电开关联用方能达到较好的保护效果。
5TN-C-S系统:
是一种TN-C与TN-S系统的混合配电方式,同属保护接零。
PEN线分出独立的N线后,不能再使之与保护零线
PE线合并或互换。
在我国的物业管理区自配变压器的独立电网中,一般都是采用此系统。
TT系统在民用建筑和工业企业中也常用,特别是对接地要求较高的
数据处理和电子设备,应优先采用TT系统;TN-S系统在国外多用,特别是对于人体较多会直接接触用电设备的场所应优先选用;IT系统主要用于易发生一相接地,绝缘不好的场所,如煤矿,化工厂等;TN--C系统过去常用,但由于其固有的缺点,现已由TN-C-S
系统取代,不再推广使用。
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