第一章 导线的选择与校验

1.1 导线的选择

电力网中所用的导线，不仅对电力网所需的有色金属消耗量及投资有很大关系，而且在电力网运行中对供电的安全可靠和电能质量有重大意义。

选择截面过大的导线，不仅将增加投资，而且将增加有色金属消耗量；选择截面过小的导线，在运行时将在电力网中造成过大的电压损耗和电能损耗，致使导线接头处温度过高，线路末端电压过低，并导致电动机难以起动等不正常运行状态，所以正确选择导线截面，对电力网运行的经济性和技术上的合理性具有重大意义。为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线（包括电缆）截面时必须满足下列条件。 1.1.1 经济电流密度

维持电力网正常运行时每年所支出的费用称为电力网年运行费。电力网年运行费包括电能损耗费、折旧费、修理费。其中电能损耗费、折旧费及修理费是随导线截面而改变的，维护费则不随导线截面而变化。

如果导线截面越大，导线中的功率损耗和电能损耗就越小，但线路的初建投资增加，同时线路的折旧费、修理费和有色金属的消耗能量也就增加。如果导线截面越小，则线路初建设投资和有色金属消耗能量就越小，而线路中的功率损耗和电能损耗将必增加。由此可见线路中的电能损耗和初建投资都影响年运行费，若只加强一个侧面，片面增加或减少导线截面都是不经济的。综合考虑各方面因素定出的符合总的经济利益的导线截面，称为经济截面。对应于经济截面的电流密度，称为经济电流密度。我国现行的经济电流密度见表

表1-1 经济电流密度J值 (A/mm2)

导线材料 钢芯铝绞线 3000以下 1.65 最大负荷使用时间Tzd（h） 5000以上 0.9 3000-5000 1.15 1.1.2 按经济电流密度选择导线截面

架空送点线路的导线截面，一般是按经济电流密度来选择的。

按经济电流密度选择导线截面时，首先必须确定电力网的计算传输容量（电流）及相应的最大负荷使用时间。确定电力网的计算传输容量，实质上是确定计算年限问题，因为电力网的负荷是逐年增长的。所以，选择传输容量时，应考虑电网投入运行后5~10年的发展远景。

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电力网最大负荷使用时间，一般是根据电力网所输送负荷的性质确定的，可由下表查出。对于往返送电的电力网，其最大负荷使用时间，等于往返输送电量的总和除以输送的最大负荷。

表1-2 变电站负荷情况表

回路数 最大负荷利用小时Tmax（h） 最大负荷（MW） 功率因数（cos?）60 0.97 1 2500 当已知最大负荷电流Izd和相应的最大负荷使用时间Tzd后，可以在表1-1中查出导线的经济电流密度J，并按下式计算导线的经济截面A

A=

Izd(mm2) （1-1） J1.2 导线截面选择计算

线路输送的电流 Izd=

600003?110?0.97=324.7(A)

由表1-1查得，当Tzd=2500h，J=1.65（A/mm2）代入式（1-1）可得 A=

Izd324.7==196.8（mm2） J1.65采用单回路供电，所以应选择LGJ-240/30型钢芯铝绞线。

1.3 导线的校验

1.3.1 电晕校验。

电晕现象的发生和大气环境及导线截面有关，导线发生电晕时要消耗电能，为了降低电能量损耗，防止产生电晕干扰，按规程规定，海拔不超过1000m的地区，对于110KV及以上电压等级的线路，应按电晕条件校验导线截面，所选导线的直径应不小于表1-3的导线外径值。

表1-3 按电晕要求的导线最小直径 （海拔不超过1000m） 额定电压（KV） 导线外径 相应导线型号 110 9.6 LGJ-50 220 21.3 LGJ-240 330 2×21.3 LGJ-240×2 500 3×27.4 ~ 4×23.7 LGJQ-400×3~300×4 现选择的LGJ-240/30型钢芯铝绞线直径为d=21.60mm大于9.6mm，所以满足电晕校验。 1.3.2 机械强度校验。

为了保证电力线路运行安全可靠性，要求电力线路的导线必须具备足够的机械强度。对于跨越

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铁路，通航河流和运河、公路、通信线路和居民区的线路，规定其导线截面不得小于35mm2。通过其他地区的导线最小允许截面为：35KV以上的线路为25mm2，35KV及以下的线路为16mm2。任何线路都不允许使用单股导线。架空线路按其主要程度可分为3个等级，如表1-4所示。对不同等级的线路，按其机械强度条件规定的允许导线最小截面积或直径，见表1-5所示。

表1-4 架 空 线 路 的 等 级

架空电力线路等级 架空电力线路规格 额定电压（kV） 超过110 I 35～110 II III 35～110 1 ～20 1及以下 一类和二类 三类 所有类别 所有类别 电力用户的类别 所有用户 表1-5 机械强度允许的导线最小截面积（mm2）或直径（mm）

导线结构 导线材料 I 铜 单股导线 青铜 钢 铝及合金 铜 多股导线 青铜 钢 铝及合金 16 16 16 25 不允许 II 10 III 6 线 路 等 级 ?3.5 ?3.5 不允许 10 10 10 16 ?2.5 ?2.75 10 6 6 10 16 从表1-4和表1-5可看出所选的导线截面A?275.96mm2?25mm2满足机械强度要求。 1.3.3 热稳定校验。

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选定的输电线路的导线截面，必须根据不同的运行方式以及事故情况下的输送电流进行发热校验。所选导线的最大容许持续电流应大于该线路在正常或故障后运行方式下可能通过的最大持续电流。

当导线通过电流时，导线中就产生电能损耗，结果使导线发热，温度上升，因而使导线与周围介质产生一定温差。温差的大小与通过导线的电流有关，电流愈大，导线与周围介质的温差愈大。当温差达到一定数值时，导线所发生的热量等于向周围介质散发的热量，此时导线的温度不再上升，达到热稳定状态。

由于导线的温度过高，使导线连接处加速氧化，从而增加了导线的接触电阻，接触电阻的增大，使导线连接处更加发热又引起温度升高的恶性循环。对于架空导线，温度升高，会使弛度过大，结果使导线对地距离不能满足安全距离的要求，可能发生事故。对于电缆和其他绝缘导体，温升过高，会使导线周围介质加速老化，甚至损坏。所以，在选择导线截面时，为了使电力网安全可靠的运行，导线在运行中的温度不应超过其最高容许温度。

根据规定，铝及钢芯铝线在正常情况下的最高温度不超过70 oC，事故情况下不超过90 oC。对各种类型的绝缘导线，其容许工作温度为65 oC。为了使用方便，工程上都预先根据各类导线容许长期工作的最高允许温度?70 oC，制定其长期容许载流量，如表1-6（部分）所示：

表1-6（部分） 钢芯铝线的载流量（环境温度?25 oC，最高允许温度?70 oC）

钢芯铝绞线 导线型号（mm） LGJ-150 LGJ-185 LGJ-240 LGJ-300 LGJ-400 2屋外载流量（A） 445 515 610 700 800 注：本表数值均系按最高温度为70℃计算的。对于铝线和钢芯铝线，当温度采用90℃时，则表中的载流量应乘以系数1.2。

为了保证供电的可靠性，钢芯铝绞线在事故情况下温度不超过90 oC，所以屋外载流量应乘以1.2

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