民用建筑电气设计中的导线选择

【摘要】：电缆线在民用建筑的使用中至关重要，不仅关系到电气的使用，而且也事关安全。所以在电气设计中导线选择十分重要。本文从导线的使用环垅、敷设方式、机械强度、发热条件、电压损失、经济电流密度等多个方面介绍了导线类型和截面的选择。

【关键词】：导线选择？？ 条件？？ 截面

正确地选择导线截面在民用建筑电气设计中至关重要，正确选择导线不仅对于民用建筑配电系统的可靠合理运行非常重要，对于建筑的防火用电安全以及建筑造价的控制也同样重要。另外，合理选择导线对于节约有色金属和电能的作用也是不可忽视的。

1 导线的选择

1.1 导线的选择种类

根据不同标准导线的类型可以分为以下几种。根据使用材料不同可以分为：铝芯线、铜芯线、角钢滑触线；根绝绝缘以及保护层不同可以分有：橡皮绝缘导线、塑料绝缘导线、氯丁橡皮绝缘导线、聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套导线（以上统称电线）等， 以及油浸纸绝缘电力电缆、聚氯乙稀绝缘及护套电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、交联聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套电力电缆（以上统称电缆）等。

1.2 导线选择的依据

导线的选择，一般按下列原则进行：按使用环境和敷设方法选择导线的类型；按机械强度条件选择导线的截面；按发热条件选择导线的截面；按电压损失条件选择导线截面；按经济电流密度选择导线截面。

按照上述条件选择计算的导线具有几种不同规格的截面时，应该选取其中较大的一种，用以保证全部满足上述选择的要求。

2 导线的安全性能及选择依据

现代楼宇的装备水平和自动化程度较高，建筑造型以及结构形式多种多样，对电气防火有特殊要求，导线的安全性能应引起足够的重视，因此，在选用时按以下几点考虑：

1）导体材料：民用建筑电气设计中电线和电缆导体一律采用铜芯材质，不可用铝芯线。

2）绝缘材料：民用建筑电气导线选择的电线和电缆大多采用塑料或橡胶绝缘， 高层建筑选用阻燃型（ZR），应急负荷和消防设备选用耐火型（NH）。

3）外护层及恺装：外护层及恺装的选择与敷设方式及使用环境条件有关。如在环境条件良好时采用电线， 在环境条件较恶劣（易燃、腐蚀、水中）时采用电缆；导线从室外直埋敷设引入室内时由于需要保护层则采用带恺装电缆， 导线在室内采用穿管或线槽等敷设方式时由于已有保护层采用电线。

3 导线（相线）的截面选择

3.1 按连接机械强度选择

由于导线本身的重量不能忽略以及风、雨、雪、冰等原因可能增加导线的承担的重力， 使导线承受一定的应力， 如果导线截面不足， 就容易使导线拉断或折断， 从而引起停电事故。因此，导线应有一定的连接强度。由以上分析可知，按机械强度条件选择导线截面的方法只适合导线架空连接这种情况。由于现代建筑对设备的要求越来越高，特别是在民用建筑中，基导线本上不会架空敷设， 所以民用建筑电气设计中基本不用此种方式选择导线。

3.2 根据发热量条件选择

1）导线的发热原理。金属导线中流通电流时，因为导体电阻的存在，电流使导体产生热效应，使导体温度升高，当温度超过周围温度时就会向导体周围介质发散热量。这样就要求导线的绝缘介质所允许承受的最高温度必须大于载流导体表面的最高温度， 即。才能使绝缘介质不燃烧，老化不加速。

2）长期工作制负荷。导线按发热条件允许工作电流所受环境温度影响， 可用校正系数进行较正， 以决定该导线的额定允许载流量， 即

式中， 为导线允许长期工作电流值，A； 为经校正后的导线长期额定电流，A； 为线路上的计算电流，A。

在决定导线允许载流量时， 导线周围环境温度在空气中取℃ ， 在土壤中取℃ 作为标准值。当导线敷设环境温度不是时， 则载流量应乘以温度校正系数。

式中， 为导线敷设处实际环境温度， ℃；为导线长期允许工作温度， ℃ 。

3）短时重复性工作负荷。当负荷重复周期T≤10min，工作时间t≤4min时， 导线的允许电流不能直接按长期工作制考虑应该按下述情况决定：若导线截面S>6mm2的铜线， 或S≤10mm2的铝线， 其允许电流按前述长期工作制计算；若导线截面S>6mm2的铜线， 或S>10mm2的铝线， 其允许电流等于长期允许电流的倍， 是该用电设备的暂载率百分数。

4）短时工作制负荷。当用电工作时间， 在停止用电时间内， 导线已经散热结束，并且温度降到周围环境温度时， 此时导线的允许电流按重复短时工作制决定。

电线电缆生产厂家对各种型号规格的导线都做了大量试验，规定了和种型号导线的最大载流量，并列成表格，提供设计时选用。当确定了导线的额定电流量时， 之后就可以查导线的载流量表确定导线的截面S1了。

3.3 按电压损失量选择

当有电流流过导线时，由于线路中存在电阻、电感等因素， 必然引起电压降落，电能的损耗。如果电源端的输出电压为U1 ， 而负载端得到的电压为U2， 那么线路上电压损失的绝对值为：△U=U1-U2

由于用电设备的端电压偏移有一定的允许范围，低于此范围设备将不能正常运行，所以一切线路的电压缺失有一定的允许值。如果线路上的电压损失超过了允许值， 就将影响用电设备的正常运行。为了保证电压损失在允许值的范围内， 就必须保证导线有足够的截面积，从而使电压下降不至于过多。

对于不同等级的电压，电压损失的绝对值△U并不能确切地表达电压损失的程度， 所以工程上常用△U与额定电压UN的百分比来表示相对电压损失， 即：

线路电压损失的大小是与导线的材料、截面的大小、线路的长短和电流的大小密切相关的， 线路越长、负荷越大， 线路电压损失也将越大。在工程计算中， 可采用计算相对电压损失的一种简化公式：

在给定允许电压损失之后， 便可计算并确定相应的导线截面：

式中， P为线路输送的电功率，KW；l为线路长度m；△U%为允许电压损失；S2为导线截面积mm2；C为电压损失计算常数， 见表1。

4 保护导体以及零线的截面选择

4.1 N线的截面选择

三相四线制供电线路中的零线截面的选择，可根据流过的最大电流值按发热量不超过限值进行选择，也可以按不小于相线截面的1/2选择。对于可能发生逐相切断电源的三相线路，其零线截面应与相线截面相等。对于单相线路的零线截面， 应与相线截面相同。

4.2线的截面选择

对于民用建筑电气，若线路设了PE线，则PE线截面可按《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）第14.6.2.1进行选择，具体可见表2.

5 结语

总体来说，应该根据导线的不同用途以及不用的使用情况而使用不同的方式选择导线的截面积。但无论是根据何种方式计算出的导线截面， 最终都不能低于规范的要求。

【参考文献】：

[1]《民用建筑电气技术与设计》胡国文；清华大学出版社

[2]《现代民用建筑电气工程设计与施工》胡国文，蔡桂龙，胡乃定；中国电力出版社

[3]《民用建筑电气设计与安装图集》林福光；水利水电出版社

[4]《民用建筑电气设计手册（第二版）》戴瑜兴，黄铁兵，梁志超；中国建筑工业出版社