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導(dǎo)線截面積與載流量的計(jì)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(lái)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(diǎn)> 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(jì)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(jì)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(fù)載電流(A)
三、功率計(jì)算一般負(fù)載(也可以成為用電器,如點(diǎn)燈、冰箱等等)分為兩種,一種式電阻性負(fù)載,一種是電感性負(fù)載。對(duì)于電阻性負(fù)載的計(jì)算公式:P=UI 對(duì)于日光燈負(fù)載的計(jì)算公式:P=UIcosф,其中日光燈負(fù)載的功率因數(shù)cosф=0.5。 不同電感性負(fù)載功率因數(shù)不同,統(tǒng)一計(jì)算家庭用電器時(shí)可以將功率因數(shù)cosф取0.8。也就是說(shuō)如果一個(gè)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(shí)使用,所以加上一個(gè)公用系數(shù),公用系數(shù)一般0.5。所以,上面的計(jì)算應(yīng)該改寫(xiě)成 I=P*公用系數(shù)/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是說(shuō),這個(gè)家庭總的電流值為17A。則總閘空氣開(kāi)關(guān)不能使用16A,應(yīng)該用大于17A的。
估算口訣:
二點(diǎn)五下乘以九,往上減一順號(hào)走。
三十五乘三點(diǎn)五,雙雙成組減點(diǎn)五。
條件有變加折算,高溫九折銅升級(jí)。
穿管根數(shù)二三四,八七六折滿載流。
說(shuō)明:
(1)本節(jié)口訣對(duì)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(lái)表示,通過(guò)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(diǎn)五下乘以九,往上減一順號(hào)走”說(shuō)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(hào)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(diǎn)五,雙雙成組減點(diǎn)五”,說(shuō)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(gè)兩個(gè)線號(hào)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(jí)”。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(zhǎng)期高于25℃的地區(qū),導(dǎo)線載流量可按上述口訣計(jì)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(gè)線號(hào)的載流量。如16mm’銅線的載流量,可按25mm2鋁線計(jì)算.
配電電纜截面的優(yōu)化選擇
以往在選擇配電電纜時(shí),通常都根據(jù)敷設(shè)條件確定電纜型號(hào),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(jì)效益,則電纜最佳截面應(yīng)是使初投資和整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中的損耗費(fèi)用之和達(dá)到最少的截面。從這一點(diǎn)考慮選擇電纜截面時(shí),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(jí)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(zhǎng);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(yùn)行費(fèi)用降低,這樣,可保證在整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中總費(fèi)用最低。
下面將用總擁有費(fèi)用法來(lái)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(jí)。
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(zhǎng)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(fèi)用法選擇電纜截面
總擁有費(fèi)用法是國(guó)際上通用的,進(jìn)行各種方案經(jīng)濟(jì)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(lái)的費(fèi)用都以現(xiàn)時(shí)的價(jià)值表示,將方案未來(lái)費(fèi)用乘以現(xiàn)值系數(shù)Q即可求得,計(jì)算后選取總擁有費(fèi)用最低。
總擁有費(fèi)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(fèi)
本例設(shè)備初投資包括電纜價(jià)格加上敷設(shè)綜合造價(jià)。各種截面的電力電纜,長(zhǎng)度為100m時(shí)的初投資見(jiàn)表1。
表1 各種截面電力電纜的初投資
電纜截面 電纜單價(jià)(元/m) 電纜價(jià)格(元) 敷設(shè)備綜合造價(jià)(×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(jià)×電纜長(zhǎng)度+敷設(shè)綜合造價(jià)?倱碛匈M(fèi)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(fù)荷損耗小時(shí)數(shù),取τ=4500h。
年電能損耗費(fèi)Cf=A×電能電價(jià)(元),取東北工業(yè)電能電價(jià)(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(jì)截面S為120mm2,其總擁有費(fèi)用最低。隨著電價(jià)的上漲,配電電纜的最佳截面將會(huì)變得更大。
