(1)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,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(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。
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(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。
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,長度為100m時(shí)的初投資見表1。
電纜初投資 C=電纜單價(jià)×電纜長度+敷設(shè)綜合造價(jià)。總擁有費(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。
(4)導(dǎo)體載流量的計(jì)算口訣
① 用途:各種導(dǎo)線的載流量(安全電流)通常可以從手冊中查找。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(dǎo)線的載流量與導(dǎo)線的載面有關(guān),也與導(dǎo)線的材料(鋁或銅),型號(絕緣線或裸線等),敷設(shè)方法(明敷或穿管等)以及環(huán)境溫度(25度左右或更大)等有關(guān),影響的因素較多,計(jì)算也較復(fù)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。
② 說明:口訣是以鋁芯絕緣線,明敷在環(huán)境溫度25 度的條件為準(zhǔn)。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。口訣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(shù)”,來表示。為此,應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)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(chǎn)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。
下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)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。
10 16-25 35-50 70-95 120....
五倍 四倍 三倍 兩倍半 二倍
下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)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(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)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(cè),它按口訣是四倍,即100 安。但實(shí)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(shí)際是117 安。不過這對使用的影響并不大。當(dāng)然,若能胸中有數(shù),在選擇導(dǎo)線截面時(shí),25 的不讓它滿到10際便不止五倍〈最大可達(dá)20安以上〉,不過為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊中一般也只標(biāo)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(shè)(包括槽板等敷設(shè),即導(dǎo)線加有保護(hù)套層,不明露的)按①計(jì)算后,再打八折(乘0.8)若環(huán)境溫度超過25 度,應(yīng)按①計(jì)算后,再打九折。(乘0.9)。
關(guān)于環(huán)境溫度,按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上,溫度是變動(dòng)的,一般情況下,它影響導(dǎo)體載流并不很大。因此,只對某些高溫車間或較熱地區(qū)超過25 度較多時(shí),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(jì)算后打八折,再打九折。或者簡單地一次打七折計(jì)算(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。
對于裸鋁線的載流量,口訣指出,裸線加一半,即按①中計(jì)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) 。
對于銅導(dǎo)線的載流量,口訣指出,銅線升級算。即將銅導(dǎo)線的截面按截面排列順序提升一級,再按相應(yīng)的鋁線條件計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算為192 安(120 × 2 × 0.8)。
青島華強(qiáng)電纜是一家專注生產(chǎn)電線電纜的廠家,公司生產(chǎn)的華宇牌電線電纜各項(xiàng)性能均達(dá)到國際電工委員會(huì)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,主導(dǎo)產(chǎn)品有:鋁合金電纜、交聯(lián)電力電纜、聚氯乙烯絕緣電力電纜、控制電纜、計(jì)算機(jī)電纜、礦物絕緣電纜、電氣裝備用電線電纜等多種型號電纜,還可以根據(jù)用戶需求加工定做需要的特種電纜。
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