低压配电系统中导体截面积的选择至关重要,其是保证安全、可靠供电的重要保障之一。低压配电系统中的导体主要有相线、中性线、保护线和保护中性线。相线导体截面积的选择一般先按照发热条件去选择导体截面积,然后校验其机械强度和电压损失是否满足要求。同时还要考虑与保护装置相配合,即正常情况下保护装置不误动,故障情况下保护装置不拒动。下面分别介绍相线、中性线、保护线和保护中性线导体截面积选择的方法。
一、相线导体截面积的选择
电流通过导线时,要产生电能损耗,使导线发热,可能产生事故。因此,导线的正常发热温度一般不得超过其额定负荷时的最高允许温度。这就是按照发热条件去选择导体的截面。按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流。导体的允许载流量一般通过查询表格得到,查询表格时要注意导体的绝缘类型、导体的金属材质、导体的敷设方式和此时的环境温度。
按照发热条件选择导体标准截面积后,需要校验机械强度、电压损失和与保护设备相适应。机械强度校验只要所选择的导体截面不应小于其最小允许截面,导体在通过正常最大负荷电流电压损耗,不超过允许的电压损耗,一般电压损耗不大于5%。与保护设备相适应,以低压断路器为例,首先保证低压断路器的动作电流大于等于负荷计算电流值,然后保证导体的允许载流量大于等于低压断路器的动作电流值。
二、中性线导体截面积的选择
中性线导体截面积的选择一般以相线导体截面积为基准。按GB50054-2011《低压配电设计规范》规定:
1、符合下列情况之一的线路,中性线截面应与相线截面相等,单相两线制线路;铜相线截面≤16mm2,或铝相线截面≤25mm2的三相四线制线路。
2、符合下列情况之一的线路,中性线截面积可小于应与相线截面积,但是大于等于相线截面积一半。主要包括:(1)铜相线截面>16mm2,或铝相线截面>25mm2的三相四线制线路;(2)铜中性线截面≥16mm2,或铝中性线截面≥25mm2时;(3)在正常工作时,包括谐波电流在内的中性线预期最大电流小于等于中性线允许载流量;(4)中性线导线设置了过电流保护装置。
三、保护线导体截面积的选择
保护线导体截面积的选择一般以相线导体截面积为基准。按GB50054-2011《低压配电设计规范》规定:
1、当相线导体截面积不大于16 mm2时,保护线导体截面积不小于相线导体截面积;
2、当相线导体截面积处于16 mm2 到35 mm2时,相线导体截面积不小于16 mm2;
3、当相线导体截面积不小于35 mm2时,保护线导体截面积大于等于相线截面积一半。
四、保护中性线导体截面积的选择
保护中性线即有保护线,又有中性线的功能,所以保护中性线截面积选择应同时满足保护线和中性线的选择要求,取其中的最大截面积。
五、例题
有一条BX-500型铜芯橡皮线明敷的220/380V的TN-C线路,线路计算电流为250A,当地最热月平均最高气温为25℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。
解:
(1) 相线截面的选择
根据查询相应表格环境温度为20℃时明敷的LX-500型截面为70mm2 的铜芯橡皮线的,满足发热条件。因此相线截面选为70mm2 。
(2) 中性线截面的选择
当铜相线截面>16mm2 ,或铝相线截面>25mm2的三相四线制线路时,中性线截面积可小于应与相线截面积,但是大于等于相线截面积一半。所以中性线截面选为35mm2 。
(3) 保护线截面的选择
当相线导体截面积不小于35 mm2时,保护线导体截面积大于等于相线截面积一半。所以保护线截面选为35mm2 。
(4) 保护中性线截面的选择
根据上述中性线截面和保护线截面的选择结果,取两者中最大值,所以保护中性线截面的选择35mm2 。
所以导线型号可表示为:BX—500—(3×70+1×35)。
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