電線電纜導線截面積與載流量的計算
一、一般銅導線載流量導線的安全載流量是根據所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。 一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導線的安全載流量為3~5A/mm2。 <關鍵點> 一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm2，鋁導線的安全載流量為3~5A/mm2。如：2.5 mm2 BVV銅導線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV銅導線安全載流量的推薦值4×8A/mm2=32A
二、計算銅導線截面積利用銅導線的安全載流量的推薦值5~8A/mm2，計算出所選取銅導線截面積S的上下范圍： S=< I /(5~8)>=0.125 I ~0.2 I(mm2) S-----銅導線截面積(mm2) I-----負載電流(A)
三、功率計算一般負載(也可以成為用電器，如點燈、冰箱等等)分為兩種，一種式電阻性負載，一種是電感性負載。對于電阻性負載的計算公式：P=UI 對于日光燈負載的計算公式：P=UIcosф，其中日光燈負載的功率因數cosф=0.5。 不同電感性負載功率因數不同，統一計算家庭用電器時可以將功率因數cosф取0.8。也就是說如果一個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使用，所以加上一個公用系數，公用系數一般0.5。所以，上面的計算應該改寫成 I=P*公用系數/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是說，這個家庭總的電流值為17A。則總閘空氣開關不能使用16A，應該用大于17A的。
估算口訣：
二點五下乘以九，往上減一順號走。
三十五乘三點五，雙雙成組減點五。
條件有變加折算，高溫九折銅升級。
穿管根數二三四，八七六折滿載流。
說明：
(1)本節口訣對各種絕緣線(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”來表示，通過心算而得。由表5 3可以看出：倍數隨截面的增大而減小。 “二點五下乘以九，往上減一順號走”說的是2.5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數的9倍。如2.5mm’導線，載流量為2.5×9=22.5(A)。從4mm’及以上導線的載流量和截面數的倍數關系是順著線號往上排，倍數逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，說的是35mm”的導線載流量為截面數的3.5倍，即35×3.5=122.5(A)。從50mm’及以上的導線，其載流量與截面數之間的倍數關系變為兩個兩個線號成一組，倍數依次減0.5。即50、70mm’導線的載流量為截面數的3倍;95、120mm”導線載流量是其截面積數的2.5倍，依次類推。
“條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環境溫度長期高于25℃的地區，導線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可;當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計算
配電電纜截面的優化選擇
以往在選擇配電電纜時，通常都根據敷設條件確定電纜型號，再按發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定要求的電纜截面。
若考慮經濟效益，則電纜最佳截面應是使初投資和整個電纜經濟壽命中的損耗費用之和達到最少的截面。從這一點考慮選擇電纜截面時，約需在按發熱條件選出的截面基礎上，再人為地加大4～5級截面，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;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量，電能損耗降低，使運行費用降低，這樣，可保證在整個電纜經濟壽命中總費用最低。
下面將用總擁有費用法來論證，電纜最佳截面應是在按常規方法選出的截面基礎上，再加大4～5級。
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，線路長度為100m。2 按發熱條件選擇電纜截面
根據敷設要求選用YJLV型，1kV三芯電力電纜，穿管直埋敷設，按發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 按總擁有費用法選擇電纜截面
總擁有費用法是國際上通用的，進行各種方案經濟效益比較的方法。將所比較方案的現在投資及此方案將來的費用都以現時的價值表示，將方案未來費用乘以現值系數Q即可求得，計算后選取總擁有費用最低。
總擁有費用C=設備初投資+PV值
PV值稱為現值 PV值=Q×年電能損耗費
本例設備初投資包括電纜價格加上敷設綜合造價。各種截面的電力電纜，長度為100m時的初投資見表1。
表1 各種截面電力電纜的初投資
電纜截面 電纜單價(元/m) 電纜價格(元) 敷設備綜合造價(×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×電纜長度+敷設綜合造價?？倱碛匈M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為年最大負荷損耗小時數，取τ=4500h。
年電能損耗費Cf=A×電能電價(元)，取東北工業電能電價(0.398元/kWh)。
PV值(現值)=Q×Cf(元)，Q(現值系數)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
配電電纜的最佳經濟截面S為120mm2，其總擁有費用最低。隨著電價的上漲，配電電纜的最佳截面將會變得更大。
導體載流量的計算口訣
1、用途：各種導線的載流量(安全電流)通?？梢詮氖謨灾胁檎?。但利用口訣再配合一些簡單的心算,便可直接算出,不必查表。導線的載流量與導線的載面有關,也與導線的材料(鋁或銅),型號(絕緣線或裸線等),敷設方法(明敷或穿管等)以及環境溫度(25度左右或更大)等有關,影響的因素較多,計算也較復雜。
10 下五，1 0 0 上二。
2 5 ，3 5 ，四三界。
7 0 ，95 ，兩倍半。
穿管溫度，八九折。
裸線加一半。
銅線升級算。
4.說明：口訣是以鋁芯絕緣線,明敷在環境溫度25 度的條件為準。若條件不同, 口訣另有說明。絕緣線包括各種型號的橡皮絕緣線或塑料絕緣線?？谠E對各種截面的載流量(電流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍數”,來表示。為此,應當先熟悉導線截面,(平方毫米)的排列：
1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185......
生產廠制造鋁芯絕緣線的截面積通常從而2.5開始,銅芯絕緣線則從1 開始;裸鋁線從16 開始;裸銅線從10 開始
①這口訣指出:鋁芯絕緣線載流量,安,可以按截面數的多少倍來計算?？谠E中阿拉伯數碼表示導線截面(平方毫米),漢字表示倍數。把口訣的截面與倍數關系排列起來便如下:
..10 16-25 35-50 70-95 120....
五倍四倍三倍兩倍半二倍
現在再和口訣對照就更清楚了.原來“10 下五”是指截面從10 以下,載流量都是截面數的五倍。“100 上二”(讀百上二),是指截面100以上,載流量都是截面數的二倍。截面25與35 是四倍和三倍的分界處.這就是“口訣25、35 四三界”。而截面70、95 則為2.5 倍。從上面的排列,可以看出:除10 以下及100 以上之外,中間的導線截面是每兩種規格屬同一倍數。
下面以明敷鋁芯絕緣線,環境溫度為25 度,舉例說明:
【例1】 6 平方毫米的,按10 下五,算得載流量為30 安。
【例2】150 平方毫米的,按100 上二,算得載流量為300 安。
【例3】70 平方毫米的,按70、95 兩2 倍半,算得載流量為175安。
從上面的排列還可以看出,倍數隨截面的增大而減小。在倍數轉變的交界處,誤差稍大些。比如截面25 與35 是四倍與三倍的分界處,25屬四倍的范圍,但靠近向三倍變化的一側,它按口訣是四倍,即100 安。但實際不到四倍(按手冊為97 安)。而35 則相反,按口訣是三倍,即105 安,實際是117 安。不過這對使用的影響并不大。當然,若能胸中有數,在選擇導線截面時,25 的不讓它滿到100 安,35 的則可以略為超過105 安便更準確了。同樣,2.5平方毫米的導線位置在五倍的最始(左)端,實際便不止五倍〈最大可達20安以上〉,不過為了減少導線內的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊中一般也只標12 安。
?、?從這以下,口訣便是對條件改變的處理。本句:穿管溫度八九折,是指若是穿管敷設(包括槽板等敷設,即導線加有保護套層,不明露的)按①計算后,再打八折(乘0.8)若環境溫度超過25 度,應按①計算后,再打九折。(乘0.9)。
關于環境溫度,按規定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實際上,溫度是變動的,一般情況下,它影響導體載流并不很大。因此,只對某些高溫車間或較熱地區超過25 度較多時,才考慮打折扣。
還有一種情況是兩種條件都改變(穿管又溫度較高)。則按①計算后打八折,再打九折?；蛘吆唵蔚匾淮未蚱哒塾嬎?即0.8 × 0.9=0.72,約0.7)。這也可以說是穿管溫度,八九折的意思。
例如:(鋁芯絕緣線)10 平方毫米的,穿管(八折)40 安(10 × 5× 0.8 = 40)
穿管又高溫(七折)35 安(1O × 5 × 0.7=35)
95平方毫米的,穿管(八折)190安(95×2.5×0.8=190)
高溫(九折),214 安(95 × 2.5 × 0.9=213.8)
穿管又高溫(七折)。166 安(95 × 2.5 × 0.7 = 166.3)
?、趯τ诼沅X線的載流量,口訣指出,裸線加一半,即按①中計算后再加一半(乘l.5)。這是指同樣截面的鋁芯絕緣線與鋁裸線比較,載流量可加大一半。
【例1】 16 平方毫米的裸鋁線,96 安(16 × 4 × 1.5 = 96) 。高溫,86 安(16 × 4 × 1.5 × 0.9=86.4)
【例2】 35 平方毫米裸鋁線,150 安(35 × 3 × 1.5=157.5)
【例3】120 平方毫米裸鋁線，360 安(120 × 2 × 1.5 = 360)
?、蹖τ阢~導線的載流量，口訣指出,銅線升級算。即將銅導線的截面按截面排列順序提升一級,再按相應的鋁線條件計算。
【例一】 35 平方的裸銅線25 度,升級為50 平方毫米,再按50 平方毫米裸鋁線,25 度計算為225 安(50 × 3 × 1.5)
【例二】 16 平方毫米銅絕緣線25 度,按25 平方毫米鋁絕緣的相同條件,計算為100 安(25 × 4)
【例三】 95 平方毫米銅絕緣線25 度,穿管,按120 平方毫米鋁絕緣線的相同條件,計算為192 安(120 × 2 × 0.8)。
