通信工程供電配電電線(xiàn)電纜選擇選型

1、電線(xiàn)電纜選擇通信電源工程設(shè)計(jì)中交、直流電力線(xiàn)的設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了通信電源工程設(shè)計(jì)中交、直流電力線(xiàn)的計(jì)算方法一、 交、直流電力線(xiàn)簡(jiǎn)介在直流供電系統(tǒng)的接線(xiàn)中，根據(jù)各段導(dǎo)線(xiàn)所起的作用不同，可分為充電線(xiàn)、放電線(xiàn)和供電線(xiàn)。這里，整流器經(jīng)直流屏到蓄電池的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為充電線(xiàn)；蓄電池組經(jīng)直流屏到通信設(shè)備的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為放電線(xiàn)；整流器經(jīng)直流屏到通信設(shè)備的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為供電線(xiàn)。在通信電源直流供電系統(tǒng)中，一般不單設(shè)充電線(xiàn)，而是充電線(xiàn)和放電線(xiàn)合為一體。故此，供電線(xiàn)就泛指直流供電系統(tǒng)中的全部電力線(xiàn)了。交流電力線(xiàn)的選擇，首先要根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)使用環(huán)境條件、敷設(shè)方式、使用電流和電壓等條件，確定導(dǎo)線(xiàn)的型號(hào)。其次要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求計(jì)算并選擇導(dǎo)線(xiàn)的規(guī)

2、格截面。計(jì)算選擇導(dǎo)線(xiàn)截面的方法有多種，我們目前主要采用的是按照載流量來(lái)選擇導(dǎo)線(xiàn)截面，具體計(jì)算方法將在下面介紹。二、 直流供電回路電力線(xiàn)的選擇與計(jì)算1、 直流供電回路電力線(xiàn)的組成直流供電回路的電力線(xiàn)，包括除遠(yuǎn)供電源架出線(xiàn)以外的所有電力線(xiàn)，如蓄電池組至直流配電設(shè)備，直流配電設(shè)備至變換器、通信設(shè)備、電源架、列柜、安裝在交流屏上的事故照明控制回路進(jìn)線(xiàn)端子和高壓控制或信號(hào)設(shè)備的接線(xiàn)端子，電源架、列柜和變換器至通信設(shè)備，事故照明控制回路出線(xiàn)端子至事故照明設(shè)備，列柜至信號(hào)設(shè)備，以及各種整流器至直流配電設(shè)備或蓄電池的導(dǎo)線(xiàn)等等。上述各段導(dǎo)線(xiàn)中，蓄電池到用電設(shè)備的導(dǎo)線(xiàn)按照容許電壓降選擇。2、 直流供電回路電力線(xiàn)的

3、截面計(jì)算根據(jù)允許壓降計(jì)算選擇直流供電回路電力線(xiàn)的截面，一般有三種方法，即電流矩法、固定分配壓降法和最小金屬用量法，目前最常用的是電流矩法，下面的內(nèi)容主要介紹如何電流矩法計(jì)算直流供電回路電力線(xiàn)的截面及各段壓降。（1） 電流矩法采用電流矩法計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)截面，是按容許電壓降來(lái)選擇導(dǎo)線(xiàn)的方法。它以歐姆定律為依據(jù)。在直流供電回路中，某段導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)最大電流I時(shí)，根據(jù)歐姆定律，該段導(dǎo)線(xiàn)上由于直流電阻造成的壓降可按下式計(jì)算：（1-1）式中：U導(dǎo)線(xiàn)上的電壓降（V）； I流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流（A）； R導(dǎo)體的直流電阻（）；導(dǎo)體的電阻率（mm2/m） L導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度（m） S導(dǎo)體截面面積（mm2）導(dǎo)體的電導(dǎo)率（m/mm2）導(dǎo)體的電

4、導(dǎo)率是其電阻率的倒數(shù)。不同材質(zhì)的電導(dǎo)率也不相同，例如：銅=57；鋁=34；單股的鋼導(dǎo)體鋼=7。對(duì)于單條分段線(xiàn)路，不論分段各點(diǎn)有無(wú)負(fù)荷，線(xiàn)路的導(dǎo)體總壓降都可用下式表示： （1-2）式中：U總單條分段線(xiàn)路導(dǎo)體總壓降（V）；U1、U2····Un導(dǎo)體第一段、第二段、第n段的壓降（V）； Ii、Li、i、Si不同段落各段倒替通過(guò)的電流、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度、電導(dǎo)率和導(dǎo)體截面面積。根據(jù)式（1-2）進(jìn)行等值變換，可以導(dǎo)出靠近直流電源設(shè)備的第一段導(dǎo)線(xiàn)的截面面積，其計(jì)算公式如下： （1-3）式中： S1靠近電流電源設(shè)備第一段導(dǎo)體的截面面積計(jì)算值（mm2）；1靠近直流電源設(shè)備第一段導(dǎo)

5、體的電導(dǎo)率（m/mm2）； Ii、Li、U總見(jiàn)式（1-2）。按照式（1-3）計(jì)算得出的導(dǎo)體截面面積S1，未必恰好是產(chǎn)品規(guī)格數(shù)據(jù)，為此，宜選取規(guī)格導(dǎo)線(xiàn)中導(dǎo)體截面略大于S1的導(dǎo)線(xiàn)，設(shè)其截面面積為S1，則該段導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際壓降值必定比計(jì)算值略小。其計(jì)算公式為： （1-4） 式中：U靠近電源第一段導(dǎo)線(xiàn)壓降（V）； I1、L1、S1、1見(jiàn)式（1-1）。靠近電源第二段及其以下的導(dǎo)線(xiàn)實(shí)際允許壓降，可按下式計(jì)算：（1-5）式中：Ui除靠近電源第一段導(dǎo)線(xiàn)以外，不同段落各段導(dǎo)體上的壓降（V）；U總見(jiàn)式（1-2）；U1見(jiàn)式（1-4）。靠近電源第二段導(dǎo)體的截面可按下式計(jì)算其面積：（1-6）式中： S2靠近電流電源設(shè)備第二

6、段導(dǎo)體的截面面積計(jì)算值（mm2）；2靠近直流電源設(shè)備第二段導(dǎo)體的電導(dǎo)率（m/mm2）； Ii、Li、除靠近電源第一段導(dǎo)線(xiàn)以外，不同段落各段通過(guò)電流及導(dǎo)體長(zhǎng)度，單位見(jiàn)式（1-2）。U總見(jiàn)式（1-2）；U見(jiàn)式（1-4）；Ui見(jiàn)式（1-5）。根據(jù)式（1-6）計(jì)算的結(jié)果和導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格程式，可以確定靠近電源第二段導(dǎo)體的截面面積。用同樣的方法可以計(jì)算選擇第三段、第四段····第n段導(dǎo)線(xiàn)的截面面積。對(duì)于有多條分支或同時(shí)兼有若干分流（負(fù)荷）點(diǎn)的線(xiàn)路，也可通過(guò)等值變換，導(dǎo)出和式（1-3）一樣的關(guān)系式，用以計(jì)算選擇靠近直流電源設(shè)備第一段導(dǎo)體的截面面積。并且用同樣的方法和步驟，依

7、次計(jì)算選擇各段導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)體截面面積，選擇出適用的導(dǎo)線(xiàn)。必須注意，所謂線(xiàn)路導(dǎo)體的總壓降U總，是指從直流電源設(shè)備（如蓄電池、變換器等）的輸出端子到用電設(shè)備（如變換器、通信設(shè)備等）的進(jìn)線(xiàn)端子的最大允許壓降中，扣除設(shè)備和元器件的實(shí)際壓降后，所余下的那一部分。表1-1 直流-48V供電回路全程允許壓降分配表區(qū)段蓄電池蓄電池-直流配電屏直流配電屏直流配電屏-高阻柜高阻柜高阻柜-通信設(shè)備合計(jì)分配壓降（V）0.20.70.40.70.21.03.23、 直流供電回路電力線(xiàn)的截面計(jì)算應(yīng)用舉例例：直流供電回路各段負(fù)荷電流、長(zhǎng)度（回路長(zhǎng)度需乘以2）見(jiàn)下圖，請(qǐng)計(jì)算出紅色線(xiàn)段直流電力線(xiàn)的線(xiàn)徑和壓降。計(jì)算過(guò)程：首先確定全程

8、壓降為3.2V，除去設(shè)備壓降，線(xiàn)路段壓降為2.4V，即U總=2.4V。（1）先計(jì)算第一段（蓄電池直流配電屏）線(xiàn)纜線(xiàn)徑=（500×20×2+100×50×2+150×30×2+150×40×2+100×50×2+10×10×2×10+15×10×2×10+10×5×2×10+10×10×2×10）/（57×2.4）=（20000+10000+9000+12000+100

9、00+2000+3000+1000+2000）/（57×2.4）504mm2經(jīng)計(jì)算，S1段線(xiàn)徑為504mm2，即S1可以采用63×8的銅母線(xiàn)。（2）計(jì)算第一段壓降（蓄電池直流配電屏）=（500×20×2）/（57×504）0.70（V）（3）計(jì)算第二段（直流配電屏高阻柜）線(xiàn)纜線(xiàn)徑第二段線(xiàn)纜由四部分組成，分別從直流配電屏到高阻柜（PDF1-4），所以需要分段計(jì)算，此時(shí)的全程壓降為U總-U1=1.7V。我們以紅色線(xiàn)段為例，即直流配電屏到PDF1段。=（100×50×2+10×10×2×10）/（57

10、×1.7）124mm2經(jīng)計(jì)算，S2為124 mm2，我們選擇S2為150 mm2的線(xiàn)纜。（4）計(jì)算第二段壓降=（100×50×2）/（57×150）1.17（V）由于表（1-1）中規(guī)定直流配電屏到PDF段的壓降不能超過(guò)0.6V，所以此段壓降過(guò)高，需要重新選定電纜，加粗電纜到240 mm2，經(jīng)過(guò)計(jì)算壓降降到0.73V，即S2=240mm2，U2=0.73V基本可以滿(mǎn)足要求。按照（3）、（4）的順序方法計(jì)算直流配電屏到其他三個(gè)PDF的線(xiàn)纜線(xiàn)徑和壓降。（5）計(jì)算第三段（PDF通信設(shè)備）的線(xiàn)纜線(xiàn)徑第三段線(xiàn)纜由四部分組成，分別從高阻柜（PDF1-4）到各通信設(shè)備，

11、所以需要分段計(jì)算，我們以紅色線(xiàn)段為例，即PDF1到第一架通信設(shè)備，此段的壓降為U3=U總-U1-U2=0.97V。S3=（I3×L3）/（3×U3）=（10×10×2）/（57×0.97）4 mm2經(jīng)過(guò)計(jì)算，紅色直流電力線(xiàn)各段線(xiàn)徑及壓降如下表：區(qū)間蓄電池直流配電屏直流配電屏PDF1PDF1通信設(shè)備1線(xiàn)徑（mm2）5042404壓降（V）0.70.730.97三、 交流供電回路電力線(xiàn)的選擇與計(jì)算1、交流供電回路電力線(xiàn)的選擇交流供電回路，這里僅指配電工程中的低壓電力線(xiàn)。2、交流供電回路電力線(xiàn)的計(jì)算（1） 按發(fā)熱情況（載流量）選擇導(dǎo)線(xiàn)截面各類(lèi)導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)

12、電流時(shí)，由于導(dǎo)線(xiàn)電阻功率損耗使之發(fā)熱，溫度升高。導(dǎo)線(xiàn)溫度過(guò)高，會(huì)使絕緣破壞、起火，也會(huì)使導(dǎo)體變軟，機(jī)械強(qiáng)度降低，接頭處氧化加劇。因此，制造廠(chǎng)家對(duì)各種導(dǎo)線(xiàn)連續(xù)發(fā)熱的容許溫升都作出規(guī)定，并且根據(jù)散熱條件制定了各類(lèi)導(dǎo)線(xiàn)的持續(xù)容許電流及各種敷設(shè)條件下的修正系數(shù)。按發(fā)熱量情況計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)截面應(yīng)滿(mǎn)足下式： KIIjs式中：Ijs最大計(jì)算負(fù)荷電流（A）； I考慮標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件（空氣溫度為25，土壤溫度為15）及導(dǎo)線(xiàn)連續(xù)發(fā)熱的容許溫升而制定的導(dǎo)線(xiàn)持續(xù)容許電流（A）；常用導(dǎo)線(xiàn)的持續(xù)容許電流見(jiàn)附表1； K考慮不同敷設(shè)條件的修正系數(shù)。 不同敷設(shè)條件的修正要考慮的因素很多，主要因素由下式表示： K=Kt·K1·K2 式中：Kt溫度校正系數(shù)，見(jiàn)附表2； K1電纜直埋地敷設(shè)多根并列校正系數(shù)，見(jiàn)附表3； K2電纜穿管多根并列在空氣中敷設(shè)校正系數(shù)，見(jiàn)附表 4。附表1表5 銅芯聚乙烯絕緣電纜在空氣中敷設(shè)的載流量（A）（環(huán)境溫度按30考慮，取Kt=0.935(65芯線(xiàn)工作溫度)截面（mm2）主芯