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电线电缆计算方法详解

  在工业搭建电线电缆的过程中需要通过专业的计算对电缆做出评估,知道应该选择多大截面的电线电缆,对于专业的电缆工程师来说,需要掌握电缆线径、截面积、重量的估算方法,今天华东电缆厂就为大家分享一些电线电缆的计算方法。
  第一章 单相电基础知识:
  1.1、耗电量、功率、电流、电压的关系 A、耗电量单位:千瓦。小时 (KWH),简称“度” B、功率(P)单位:瓦特,简称瓦(W) C、电流(I)单位:
  安培,简称安(A) D、电压(U)单位:伏特,简称伏(V),家用电源一般是单相交流电,电压为220伏;工业用电源是三相交流电,电压为380伏。 E、功率=电流×电压,即P=U×I F、耗电量=功率×用电时间,即耗电量= P× T。耗电
  量的单位是度,1度电是指1000瓦的功率使用1小时所消耗的用电量。 1.2、电源线电线单位是平方毫米(mm2),分铜芯线、铝芯线两种,一般家庭装修用的是铜芯线。
  国标GB4706.1-1992/1998规定的电线负载电流值(部分)铜芯线截面积2.5 mm24 mm26 mm2允许长期电流16A——25A25——32A32A——40A直径(mm)1.782.22.78
  由于电热水器是短时间工作,所以一般以每1 mm2铜芯线可以允许通过8A——10A的电流计算。在相同的截面积条件下,铜芯线的负载电流值与铝芯线相比为1.3:1,即铜芯线电流负载量是铝芯线的1.3倍,如下表:
  铝芯线截面积2.5 mm24 mm26 mm2允许长期电流13A——20A20——25A25A——32A直径(mm)1.782.22.78
  家庭电路设计,2000年前,电路设计一般是:进户线4—6 mm2,照明1.5 mm 2,插座2.5 mm2,空调4 mm2专线。2000年后,电路设计一般是:进户线6—10 mm2,照明2.5 mm 2,插座4 mm 2,空调6 mm 2专线。(注:北京很多住宅是:进户线6—10 mm2,照明2.5 mm 2,插座2.5 mm 2,空调4 mm 2专线)1.3、空气开关空气开关,又称自动开关,低压断路器。原理是:当工作电流超过额定电流、短路、失压等情况下,自动切断电路。目前,家庭总开关常见的有闸刀开关配瓷插保险(已被淘汰)或空气开关(带漏电保护的小型断路器)。
  目前家庭使用DZ系列的空气开关,常见的有以下型号/规格: C16、 C25、C32、C40、C60、C80、C100、C120等规格,其中C表示脱扣电流,即起跳电流,例如C32表示起跳电流为32安,一般安装6500W热水器要用C32,安装7500W、8500W热水器要用C40的空开。1.4、地线接地设施分为两种,一种是工作接地,就是将电器的带电部分与大地连接起来的接地,比如三相电变压器低压点中性线的接地;一种是保护接地,就是防止电器的绝缘层损坏而使外壳带电或其它不带电工作的金属部件带电伤人而作的接地,太尔快速电热水器的所有产品都是保护接地。接地线必须打入大地深处1.2——1.5m左右才算合格接地。1.5、电度(能)表 家庭使用单相电源电表,型号表示为DD,有机械表、普通电子表、磁卡电子表三种类别,规格有1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100),其中括号外为标定电流,括号内为额定最大电流。同一规格的电子表、机械表可承载的功率不一样,比如:10(40)A的预付费电子表(IC卡)可承载8800W左右, 而5(20)A机械电表和普通电子表的实际承载功率远高于10(40)A的磁卡电子电表,可承载12000W以上。因此,以上三种表,必须区分对待!
  磁卡电表(IC卡)的使用功率有时可以人为的调节,比如:10(40)A的IC卡电表的额定承载功率为8800W,但电业部门可能会将其实际使用功率设定为低于8800W。用户在使用这种电表时,可根据需要到电业部门调节功率设置。电工基础知识|单相电基础知识:三相电知识2.1三相电负载的接法分为三角形接法和Y形接法。三角形接法的负载引线为三条火线和一条地线,三条火线之间的电压为380V,任一火线对地线的电压为220V;Y形接法的负载引线为三条火线、一条零线和一条地线,三条火线之间的电压为380V,任一火线对零线或对地线的电压为220V。三相电电器的总功率等于每相电压乘以每相电流再乘于3,即总功率=电流×电压(220V)×3(W=U×I×3) 2.2 三相电电表三相电电表有机械表、普通电子表、磁卡电子表三种,一般规格为: 1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100) (电压3×380/220V——)。
  注:电表的负荷,可通过选配不同变比的电感线圈以达到使用要求。如:规格为3x1(2)A的电表配电感线圈使用,选电感线圈变比为1:50,则每相可承载的最大额定电流为100A
  第二章 导线截面选择:
  条件:首先应符合发热条件,即导线允许安全电流与允许电流密度两者值的关系:
  S = I / Im 或 I = S × Im
  I — 允许安全电流指在不超过它们最高工作温度条件下允许长期通过的最大电流即负载电流;
  Im — 允许电流密度指导线芯的单位面积S允许长期通过的最大电流。
  基本值: Im=5——8A/mm?(铜导线) 即 1mm?单位面积铜导线允许长期通过最大电流5——8A  Im=3——5A/mm?(铝导线) 即 1mm?单位面积铝导线允许长期通过最大电流3——5A
  大家都知道功率公式:P=UI 根据公式结合上面的计算方法就可算出导线所带负荷功率了。 那么知道负载功率能不能很快很方便算出用多大导线呢?这里介绍一个简单方法供参考:
  经验公式:
  铜导线面积等于负载功率千瓦数乘以0.65,得数小于或等于导线实际截面的就选其值,大于的选粗一级的导线,铝线在算出铜线结果的基础上粗一级。
  这句话表面看很难懂,举个例大家就会明白:1、15Kw电机求导线截面?千瓦数15×0.65=9.75。这时就要选择10mm?铜线,铝线则选16mm?。2、3500W空调求导线面积?千瓦数3.5×0.65=2.275。这时应选择2.5mm?铜线足矣,铝线则选4mm?。
  导线规则一般是:1.5m㎡、2.5m㎡、4m㎡、6m㎡、10m㎡、16mm?、25mm?、35mm?、50mm?、70mm?、95mm?、120mm?、150mm?、185mm?等等。
  功率计算一般负载(也可以成为用电器,如点灯、冰箱等等)分为两种,一种式电阻性负载,一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式:P=UI 对于日光灯负载的计算公式:P=UIcosф,其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。不同电感性负载功率因数不同,统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦,则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220×0.8=34(A) 但是,一般情况下,家里的电器不可能同时使用,所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。所以,上面的计算应该改写成 I=P*公用系数/Ucosф=6000×0.5/220×0.8=17(A) 也就是说,这个家庭总的电流值为17A。则总闸空气开关不能使用16A,应该用大于17A的。绝缘导线载流量估算铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系如下,铜导线见文中所说比例
  估算口诀:
  二点五下乘以九,往上减一顺号走。
  三十五乘三点五,双双成组减点五。
  条件有变加折算,高温九折铜升级。
  穿管根数二三四,八七六折满载流。
  说明:
  (1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。
  “二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5m㎡及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。如2.5m㎡导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。从4m㎡及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
  “三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。从50m㎡及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减0.5。即50、70m㎡导线的载流量为截面数的3倍;95、120m㎡导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。
  “条件有变加折算,高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区,导线载流量可按上述口诀计算方法算出,然后再打九折即可;当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略大一些,可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16m㎡铜线的载流量,可按25m㎡铝线计算。
  10下五,100上二;
  25、35,四、三界,
  70、95两倍半。
  穿管、温度,八、九折。
  裸线加一半。
  铜线升级算。
  以上是铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关
  通常说电线的粗细是用截面积计算(即:1.5m㎡、2.5m㎡、4m㎡、6m㎡、10m㎡等等),如果直径是10.0mm的电线就是一条非常粗的电线。
  铜导线(温度35℃、电压220V)在不同环境下的安全电流不同,电功率也不同:
  截面积(单位:m㎡) 可承受最大电功率(单位:KW)
  1.5 """""""""""" 4.84
  2.5 """""""""""" 6.6
  4 """""""""""" 8.58
  6 """""""""""" 11.22
  10 """""""""""" 15.4
  10下五,100上二,16、25四,35、50三,70、95两倍半。
  穿管、温度八、九折,裸线加一半。铜线升级算。
  口诀中的阿拉伯数字与倍数的排列关系如下:
  对于1.5、2.5、4、6、10m㎡的导线可将其截面积数乘以5倍。
  对于16、25m㎡的导线可将其截面积数乘以4倍。
  对于35、50m㎡的导线可将其截面积数乘以3倍。
  对于70、95m㎡ 的导线可将其截面积数乘以2.5倍。
  对于120、150、185m㎡的导线可将其截面积数乘以2倍。解释如下:10mm?(含10mm?)以下的线以导线截面积乘以5就是该截面积导线的载流量,相应的截面积100mm?以上乘以乘以2,16mm?、25mm?乘以4,35mm?、50mm?乘以3,70mm?、95mm?乘以2.5。如果导线穿管乘以系数0.8(穿管导线总截面积不超过管截面积的百分之四十),高温场所使用乘以系数0.9(85摄氏度以内),裸线(如架空裸线)截面积乘以相应倍率后再乘以2(如16mm?导线: 16*4*2),以上是按铝线截面积计算。铜线升级算是指1.5mm?铜线载流量等于2.5mm?铝线载流量,依次类推。根据以上计算得出的数据与查表数据误差不大
  有关电缆线径、截面积、重量估算公式
  一、 估算铜、铁、铝线的重量(kg/km)
  重量=截面积×比重 S=截面积(mm?)
  1. 铜线 W=9S W=重量(kg)
  2. 铝线 W=3S d=线径(mm)
  3. 铁丝 W=8S
  实际铜的比重8.9g/cm?、铝的比重2.7g/cm?、铁的比重7.8g/cm?
  二、 按线径估算重量(kg/km)
  1. 铜线 W=6.98d?≈7d?
  2. 铝线 W=2.12d?≈2d?
  3. 铁丝 W=6.12d?≈6d?
  三、 估算线径和截面积
  S=0.785d?
  怎样选取导体截面
  首先计算负荷距(架空线)
  负荷距=功率×长度
  =PL P=功率(kw) L=长度(km)
  例:xx车间与配电房变压器相距200m,动力负荷200kw,问需要铜芯线多大平方?如改成铝芯线,需要多大平方?
  先计算负荷距=200×0.2=40kw/km
  因为
  根据“铜线:每千瓦公里用2.5mm?,铝线:每千瓦公里用4mm?”
  铜线 40×2.5=100mm? 实际选用120mm?。
  铝线 40×4=160mm? 实际选用185mm?。
  铝线计算截面公式
  实际选用185mm?
  Δu是电压损失百分数(允许电压损失是额定电压的4%)一般是5%。

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点击次数:  更新时间:2018-10-18  【打印此页】  【关闭
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