导、地线是输电线路中最重要的元件,依靠导线输送电力至用户,依靠它形成电力网络,平衡各地电力供应。依靠地线防雷保护,通讯。导线材料可用铜、钢、铝。铜材国内比较稀缺,多用在国防及电缆,很少用于输电线路。铝、电气性能仅次于铜,国产较丰,目前国内电线绝大部分都是铝制。钢在解放初期,由于经济条件及技术条件的原因,曾经用过一段时间,但因其电气性能较差,导电率很低,电能损耗大,而且易于锈蚀,运行费用很高,近代已经很少应用。铝线分为纯铝线(LG),钢芯铝线(LGJ)及加强钢芯铝线(LGJJ),及轻型钢芯铝线(LGJQ)。现*标准只有LGJ,要加强或减轻张力,钢芯截面多少而已。为了加强导线的强度已产生了铝合金(LHGJ)和铜包钢线(GLGJ),这些线多用在大跨越或架空地线上(称良导体地线)为适应短路时热稳定而设。
1. 各种金属抗拉强度
材料
抗拉强度N
抗拉强度kg
铝
159--200
16—20
铝合金
290—310
30—31
钢
1175--1570
120--160
2. 电线计算拉力
бm=бLA+бgA
式中б、LA……铝抗拉强度及截面积
σgA-分别为钢部分抗拉强度及截面积
例:LGJ-185/25 计算拉力=187.04x160+1200x24.25=59026
与手册上59420相差不大,因取σ值有个上下限导线的铝主要是起导电作用,当然也有机械作用。钢主要时期机械作用,带电的作用很小。
导线的计算抗拉强度还要考虑接续管及耐张线夹的握力,因此尚需要一个新线系数0.95
3.导线截面选择:
导线选择原则应考虑导电能力好及抗张能力强的材料之外。一般都按一下几方面考虑。
1).上级建设部门,喜用方面的要求
2).满足电晕要求.60kv及一下线路.电晕现象可能性很小一般不考虑。110kv线路及以上需考虑。
不验算电晕导线最小直径
电压kv
110
220
330
500
导线外径mm
9.6
21.6
33.6
2x21.6
3x17.6
2x36.24
3x26.82
4x21.6
型号
LGJ-50/8
LGJ-240/30
LGJ-630/45
LGJ-240/30
LGJ-185/10
LGJ-630/45
LGJ-400/20
LGJ-240/30
3).经济电流密度
a.先求出最大输送电流Im 式中P···输送容量千瓦
Im=P/√3ucosθ u···额定电压kv
Cosθ···负荷因素一般取0.85-0.9
b. S=2m/J 式中S——导线截面mm2。
经济电流密度与*政策有关,也与用电小时有关
经济电流密度表
用电小时
3000以下
3000~5000
5000以上
铜
3.0
2.5
1.75
铝
1.65
1.15
0.9
例:某线路用电小时按5000小时,电压11KV,输送容量为5万千瓦
2m=50000/(√3×110×0.9)=291.6安
S=291.6/0.9=323.9mm2 则应选300mm2 截面。
若用电小时取3000-5000
S=291.6/1.15=253.6mm2 则应选240mm2 截面。
在这种情况下,就应作技术经济比较而决定导线截面。
4). 按电压降选择:
电压降公式 ΔUg0=PmL/U2 ×(R+X tgθ)
式中ΔUg0 ——电压降百分数
Pm——最大输送容量(兆瓦)
L——线路长度(km)
U——电压(KV)
X——电抗(S/km)
R——电阻(Ω/km)
一般工业重要负荷ΔUg0为5,农业不重要负荷可为10,
X每公里取0.4.
注:目前一般不按电压降来控制导线截面,而是在变电站两端变压器上抽头解决电压降问题。
5、允许电流选择导线截面
钢芯铝绞导线的正常温度在40℃左右,必要时候可以温升到70~80℃,大跨越线路还可以升到90℃,按允许电流选截面,电能损失较大,因此一般不按允许电流而按经济电流密度。只有在短线路或大跨越线路上,才考虑允许电流选择导线截面。
例LGJ-240/40,70℃送655安,80摄氏度可送662安,为经济电流的2.73~2.76倍。
6、导线钢芯选择
导线钢芯是抗张强度的重要部分,它与输送容量关系不大,而与外界气象有关,如大风、结冰、温度变化等。以LGJ-240/30与LGJ-240/55为例,其张力比为75620/ 102100,相差35%,若在轻风和轻冰区采用LGJ-240/55,杆塔负荷、绝缘子金具负荷增加35%,将造成不必要的材料消耗和资金浪费。相反如果在重风区和重冰区采用240/30。杆塔负荷、金具绝缘子强度都下降35%,这样将给安全带来严重的隐患。
7、架空地线选择:
地线的作用主要是防雷,通讯,有时还可以起屏蔽作用。
跟据需要可以采用钢绞线(GJ),和良导体线地线(钢芯铝绞线、铝合金线、铝包钢线)和OPGW光纤电缆。
(a) 跟据新规程导地线截面配合表:
导线型号
LGJ-185/30以下
LGJ-185/45~LGJ-35
LGJ-400/50以上
钢绞线最小截面mm2
无冰区
35
50
80
有冰区
50
80
100
(b) 热稳定计算
I=√[(C/0.24a0 R0 T )× Ln × a0 (t2 -20)/a0(t1-20)]
式中I —— 短路电流稳定允许电流A
C—— 截流部分热容量 cal/℃/cm
a0 —— 电阻温度系数 1°/C
t1 —— 环境温度℃ t2 —— 热稳定温度℃
T —— 稳*间
R0 —— 20℃时电阻 Ω/cm
(c)、地线最大使用应力
规程规定在15℃,无风,无冰,已知地线支架及串长的情况下,地线应按下式计算:
式中 δ 与导线的水平距离(m)
h 与导线的垂直距离(m)
gB gD 分别地线和导线的比载N/mm2
σB σD 分别为地线和导线的应力N/mm2
Lx 可能出现的档距
注:以上计算方法比较麻烦,一般方法是根据导、地线曲线在可能出现档距lx 处,找出导、地线弧垂之差 ,再按杆塔导、地线水平及垂直距离,取其净空距离满足0.012 lx +1,若不能满足可以调导、地线的最大使用应力,一般首先调整地线,影响较小。
(d)、验算导线允许发热:因计算允许电流非常麻烦,而且很常见难于确定,故一般按实验升温来选择导线。
导线允许电流表 (安培)
导线型号
经济电流
70℃
80℃
增大倍数
LGJ-120/25
120
380
433
3.2~3.6
LGJ-150/25
150
445
487
3.0~3.25
LGJ-185/30
185
515
551
2.8~3.0
LGJ-240/30
240
610
662
2.8
LGJ-300/40
300
700
754
2.3~2.5
LGJ-400/35
400
800
882
2.0~2.2
LGJ-500/45
500
960
1016
1.9~2.0
从上表可以看出小截面增加倍数大于大截面。当需要按允许电流选择导线时可按上表选择,宜留有裕度,至少提高一级,如负荷电流为440安培,不宜选LGJ-150,宜选LGJ-185。
导线规格选择
由于家用的暗线敷设是不可以换的,所以导线的选择截面和质量尤其重要,家庭配线一般选用聚*乙*绝缘铜线(BV或BVR型)(以下简称铜线),明敷设时允许载流量如下: 25°C时,1mm²是20A,1.5mm²是25A,2.5mm²是34A,4mm²是45A,6mm²是58A,10mm²是80A, 允许载流量就是允许通过的额定电流,这只是短距离时,环境温度在25°C时的一个参考数。当环境温度高于25°C或线路较长时,允许载流量就要减少,加上家电还要留有裕度等因素,1kW以上的大功率电器*回路、插座回路或插座照明混合回路宜选用4mm²的铜线,单独的照明回路宜选用2.5——4mm²的铜线,柜式空调、电炒锅等2.5kw以上功率的电器,如果线路长度在10m以上,要选用6mm²的铜线.家庭暗线敷设,最大宜选用到6mm²,需要再大的截面时,可以选用两根。比如需要10mm²导线时,选用2根4mm²比较好,导电能力一样,方便穿管、连接等。家庭用电敷设,基本上从1. mm²到6mm²的所有线型都要用到,1. mm²或1.5 mm²,主要用于灯具的分支线(开关线);2.5mm²,主要用于照明的回路线、插座接线和接地线;4——6mm²,主要用于所有的回路线.配线时最火线统一用一种颜色,零线统一用一种颜色,接地线用双色线或不同于火线零线的颜色。
选择导线时还要特别注意线的质量,现在市场上的劣质铜线特别多,劣质铜线导电性能较差,容易发热,绝缘材料容易老化或击穿,引起短路甚至火灾,大大威胁着我们的用电安全。劣质铜线和正品铜线很容易区别的,1、正品铜线的价格贵,劣质铜线要便宜1/3甚至更多;2、劣质铜线的实际截面要比标称截面少一个等级(比如标称6mm²的,实际只有4mm²);劣质铜线的实际长度只有标称长度的60~80(比如标100米的,实际只有60~80m);3、劣质铜线采用再生铜原料的较多,由于*工艺不过关,铜芯表面有些发黑,杂质多。而高质量的铜线铜芯外表光亮且稍软。4、劣质铜线外面的绝缘材料,很多是使用回收的再生塑料,颜色较黯淡,厚薄不匀,字迹不清晰,粘性不好,绝缘差,容易老化开裂。高质量铜线的绝缘材料光泽度佳,质地均匀且有很好的韧性。5、劣质铜线表面上看去粗,实际是绝缘厚,导线细;劣质铜线的绝缘厚,但粘性不好,绝缘差,容易老化开裂;6、劣质铜线线质不好,杂质多,电阻率高,同样的长度,电阻大,额定电流就要小些,导电能力差。
再考虑导线截面的时候,还要看线路距离,如果线路距离短,可以按长期最大负荷电流加裕度按导线额定电流选择导线,要满足发热、电压损失和安全供电的要求,线路越长,需要的导线截面就越大。
2025-05-31 20:30
回答者: 那么的执着
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