通信工程供電配電電線電纜選擇選型

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

2、格截面。計算選擇導(dǎo)線截面的方法有多種，我們目前主要采用的是按照載流量來選擇導(dǎo)線截面，具體計算方法將在下面介紹。二、 直流供電回路電力線的選擇與計算1、 直流供電回路電力線的組成直流供電回路的電力線，包括除遠供電源架出線以外的所有電力線，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線端子和高壓控制或信號設(shè)備的接線端子，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端子至事故照明設(shè)備，列柜至信號設(shè)備，以及各種整流器至直流配電設(shè)備或蓄電池的導(dǎo)線等等。上述各段導(dǎo)線中，蓄電池到用電設(shè)備的導(dǎo)線按照容許電壓降選擇。2、 直流供電回路電力線的

3、截面計算根據(jù)允許壓降計算選擇直流供電回路電力線的截面，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算直流供電回路電力線的截面及各段壓降。（1） 電流矩法采用電流矩法計算導(dǎo)線截面，是按容許電壓降來選擇導(dǎo)線的方法。它以歐姆定律為依據(jù)。在直流供電回路中，某段導(dǎo)線通過最大電流I時，根據(jù)歐姆定律，該段導(dǎo)線上由于直流電阻造成的壓降可按下式計算：（1-1）式中：U導(dǎo)線上的電壓降（V）； I流過導(dǎo)線的電流（A）； R導(dǎo)體的直流電阻（）；導(dǎo)體的電阻率（mm2/m） L導(dǎo)線長度（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。對于單條分段線路，不論分段各點有無負荷，線路的導(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的電流、導(dǎo)線長度、電導(dǎo)率和導(dǎo)體截面面積。根據(jù)式（1-2）進行等值變換，可以導(dǎo)出靠近直流電源設(shè)備的第一段導(dǎo)線的截面面積，其計算公式如下： （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總見式（1-2）。按照式（1-3）計算得出的導(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)線中導(dǎo)體截面略大于S1的導(dǎo)線，設(shè)其截面面積為S1，則該段導(dǎo)線的實際壓降值必定比計算值略小。其計算公式為： （1-4） 式中：U靠近電源第一段導(dǎo)線壓降（V）； I1、L1、S1、1見式（1-1）?？拷娫吹诙渭捌湟韵碌膶?dǎo)線實際允許壓降，可按下式計算：（1-5）式中：Ui除靠近電源第一段導(dǎo)線以外，不同段落各段導(dǎo)體上的壓降（V）；U總見式（1-2）；U1見式（1-4）?？拷娫吹诙螌?dǎo)體的截面可按下式計算其面積：（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)線以外，不同段落各段通過電流及導(dǎo)體長度，單位見式（1-2）。U總見式（1-2）；U見式（1-4）；Ui見式（1-5）。根據(jù)式（1-6）計算的結(jié)果和導(dǎo)線規(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算選擇第三段、第四段····第n段導(dǎo)線的截面面積。對于有多條分支或同時兼有若干分流（負荷）點的線路，也可通過等值變換，導(dǎo)出和式（1-3）一樣的關(guān)系式，用以計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、次計算選擇各段導(dǎo)線的導(dǎo)體截面面積，選擇出適用的導(dǎo)線。必須注意，所謂線路導(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）的進線端子的最大允許壓降中，扣除設(shè)備和元器件的實際壓降后，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)備合計分配壓降（V）0.20.70.40.70.21.03.23、 直流供電回路電力線的截面計算應(yīng)用舉例例：直流供電回路各段負荷電流、長度（回路長度需乘以2）見下圖，請計算出紅色線段直流電力線的線徑和壓降。計算過程：首先確定全程

8、壓降為3.2V，除去設(shè)備壓降，線路段壓降為2.4V，即U總=2.4V。（1）先計算第一段（蓄電池直流配電屏）線纜線徑=（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)計算，S1段線徑為504mm2，即S1可以采用63×8的銅母線。（2）計算第一段壓降（蓄電池直流配電屏）=（500×20×2）/（57×504）0.70（V）（3）計算第二段（直流配電屏高阻柜）線纜線徑第二段線纜由四部分組成，分別從直流配電屏到高阻柜（PDF1-4），所以需要分段計算，此時的全程壓降為U總-U1=1.7V。我們以紅色線段為例，即直流配電屏到PDF1段。=（100×50×2+10×10×2×10）/（57

10、×1.7）124mm2經(jīng)計算，S2為124 mm2，我們選擇S2為150 mm2的線纜。（4）計算第二段壓降=（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0.6V，所以此段壓降過高，需要重新選定電纜，加粗電纜到240 mm2，經(jīng)過計算壓降降到0.73V，即S2=240mm2，U2=0.73V基本可以滿足要求。按照（3）、（4）的順序方法計算直流配電屏到其他三個PDF的線纜線徑和壓降。（5）計算第三段（PDF通信設(shè)備）的線纜線徑第三段線纜由四部分組成，分別從高阻柜（PDF1-4）到各通信設(shè)備，

11、所以需要分段計算，我們以紅色線段為例，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)過計算，紅色直流電力線各段線徑及壓降如下表：區(qū)間蓄電池直流配電屏直流配電屏PDF1PDF1通信設(shè)備1線徑（mm2）5042404壓降（V）0.70.730.97三、 交流供電回路電力線的選擇與計算1、交流供電回路電力線的選擇交流供電回路，這里僅指配電工程中的低壓電力線。2、交流供電回路電力線的計算（1） 按發(fā)熱情況（載流量）選擇導(dǎo)線截面各類導(dǎo)線通過

12、電流時，由于導(dǎo)線電阻功率損耗使之發(fā)熱，溫度升高。導(dǎo)線溫度過高，會使絕緣破壞、起火，也會使導(dǎo)體變軟，機械強度降低，接頭處氧化加劇。因此，制造廠家對各種導(dǎo)線連續(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導(dǎo)線的持續(xù)容許電流及各種敷設(shè)條件下的修正系數(shù)。按發(fā)熱量情況計算導(dǎo)線截面應(yīng)滿足下式： KIIjs式中：Ijs最大計算負荷電流（A）； I考慮標準敷設(shè)條件（空氣溫度為25，土壤溫度為15）及導(dǎo)線連續(xù)發(fā)熱的容許溫升而制定的導(dǎo)線持續(xù)容許電流（A）；常用導(dǎo)線的持續(xù)容許電流見附表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)，見附表2； K1電纜直埋地敷設(shè)多根并列校正系數(shù)，見附表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芯線工作溫度)截面（mm2）主芯