建筑電氣導線選擇方法探索

姜偉華

摘 要 建筑電氣導線選擇是建筑供配電系統設計的重要組成部分，導線的選擇得當與否關系到供電的安全和用電質量。根據電氣設計通則，導線選擇的依據有三：一是其允許電流按長期工作制允許電流確定，以保證導線溫升不致過高，損壞絕緣強度；二是線路電壓損失應符合允許值；三是導線最小截面應符合機械強度的要求。從滿足供電配電的可靠性出發，設計規范中規定大型公共建筑、高層建筑、商場、圖書、檔案館以及防爆場所均應使用銅導線。家用供電線路中，可以選擇銅芯絕緣導線也可以選擇鋁芯絕緣導線，特殊場合可采用電纜。

關鍵詞 電氣導線設計；導線選擇；允許電流；電壓損失；機械強度；絕緣導線

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0079-02

從建筑工程的角度看，建筑電氣是建筑工程的重要部分。按電氣系統的不同作用，可分為：供電與照明、通信與控制。本文討論前者即強電工程。建筑電氣設備是否優良，選用是否得當，布置合理與否，控制是否靈敏等都將影響到建筑功能的實現。建筑電氣應該與采暖、通風、排水，結構等工程綜合設計。建筑電氣部分由電源、導線、控制器、用電設備等組成。

現代化建筑內，無論是工業建筑或是民用建筑，對電能的利用都是不可或缺的。根據用電情況不同，需要設計不同的供電線系統方案。原則上要求動力線路與照明線路分開設計安裝，照明線路中，插座供電線路與照明線路也應分開敷設，以便于運行、控制和維護。電能的傳輸使用和分配都要依靠電氣線路即導線來提供。因此，建筑電氣導線的選擇至關重要。建筑電氣線路導線的選擇是否合理，對供電質量，線路安全，經濟運行有很關鍵的影響，并且影響到用戶消耗導線的數量和投資，因此審慎的選擇線路導線很關鍵。

凡是能導電的物體，都稱作導體，但考慮到導體的機械性能、導電性能，密度，熔點等參數，一般常用銅和鋁作為導體，金銀等其他導電材料只在特殊情況下使用。常用的導線類型有三種：裸導線、絕緣導線、電纜。高低壓架空線路一般采用鋼芯鋁絞線，進戶線可用架空絕緣鋁絞線、絕緣銅導線或電纜，室內布線一般用銅芯或鋁芯絕緣導線。建筑電氣線路通常采用絕緣導線或電纜。

確定導線類型主要由電氣線路的計算負荷來確定，根據計算出來的計算負荷值和使用的工作環境場所來確定導線截面和類型。因此選擇導線，首先要確定計算負荷，和導線的截面。導線截面的大小決定了導線允許流動電流的大小。當小截面的導線流過大電流時，導線會因發熱而破壞絕緣層，引起火災。導線截面越小，機械強度越小；導線越長，線路上的電壓降越大，用電設備所得電壓就越小，就無法保證設備正常運行。合理的選擇導線截面很重要，導線截面必須滿足三個方面的要求：發熱條件、允許電壓損耗、機械強度。

1 按照發熱條件選擇導線橫截面積

按照發熱條件選擇導線截面是指按照導線允許載流量來確定。即在通過正常最大負荷電流時候，溫升不能過大，不能破壞絕緣材料的性能。一般銅導線的允許載流量為5～8 A/mm2，鋁導線的允許載流量為3～5 A/mm2。比如：4 mm2 BVV銅導線允許載流量的推薦值4×8 A/mm2=32 A。

負荷計算電流的確定方法：需要系數法。

設備的額定容量是設備在額定條件下輸出的最大功率。但用電設備實際上不一定同時運行，運行的設備不一定都是滿負荷的，同時設備本身、供電線路等都有功率損耗，所以不能把所有設備的容量做一個簡單的加法來確定重負荷。應該考慮以上因素，根據實際檢測相比較，得出需要系數。核算處計算負荷，用來選定導線截面。先要確定不同負荷持續率下的有功折算，然后要對設備按照工作情況進行分類計算，最后計算配電線路的有功負荷和無功負荷。最終確定線路中的計算電流大小。計算步驟如下：

1.1 不同負荷持續率下的有功功率折算

連續工作制的電動機：

短時或周期工作制的電動機：折算到負荷持續率25%時的有功功率

電焊機：折算到負荷持續率100%時的有功功率

電氣照明設備：

白熾燈

氣體放電光源：

熒光燈；高壓鈉燈、鏑燈等PS=1.08PN

1.2 負荷計算

1）用電設備組的計算負荷及計算電流。

有功功率：

無功功率：

視在功率：

計算電流：

2）配電線路的計算負荷。

有功功率：

無功功率：

視在功率：

確定好計算電流后，可依據載流量來確定導線規格型號。導線的允許載流量應大于或等于導線所在線路的計算電流：

IN≥I∑js

（500 V銅芯（鋁芯）絕緣導線允許連續負荷允許載流量可參閱相關圖表）

2 按線路導線允許電壓損耗選擇導線截面

由于電氣線路本身存在阻抗，當電流流過線路時候，線路就會產生電壓降，線路越長，電壓降越大；線路截面約小，電壓降越大。當電壓在線路上損耗過多時候，在終端用電設備上得到的電壓就會降低，會影響設備的正常使用。

當線路實際電壓偏離設備的額定電壓到一定數值時候，會導致設備運行異常或發生故障。如照明光源會產生光通量下降或啟動困難無法點亮。電視機聲音和圖像會產生波動和花紋； 三相異步電動機在電壓過低時，轉矩驟減，無法啟動。電壓過高時，或破壞絕緣，損壞設備。

為確保用電設備能正常工作，必須保證用電設備上所施加的電壓在設備允許的偏差范圍內，一般用電設備的電壓損耗為5%。當線路的電壓降不能滿足用電設備的允許電壓偏差時候，應加大導線截面，以滿足要求。

根據不同的用電負荷類型，導線截面的確定方法如下。

2.1 純電阻負載endprint

純電阻負載，可以用下面公式確定導線截面：

備注：C為電壓損耗計算常數，可查閱表格。

2.2 感性負載

感性負載，可以用下面公式確定導線截面：

備注：為感性負責校正系數，可查閱表格。

3 按導線承受的機械強度進行選擇截面

導線在運行中時會受到自身重量和風雨冰霜雪等不同外力的作用，為了不至于在安裝過程和正常工作中發生導線折斷、損傷等事故。導線必須滿足足夠的機械強度，即必須保證導線有足夠的橫截面積。國家有關部門強制規定了在不同的敷設條件下，導線按機械強度要求允許的最小截面的大小。如：

在架空線路時候，銅線最小截面為10 mm2，鋁線最小16mm2。

照明燈頭線，銅線最小截面為0.4或1.0 mm2，鋁線為2.5 mm2。

敷設在支架上的導線，銅線最小截面為1.0，鋁線最小為2.5 mm2。

接戶線，銅線最小截面為4 mm2，鋁線為6 mm2。

導線和電纜的截面的選擇采用上述不同的三種方法，會有不同的計算結果，在具體選擇時候，必須采用最大截面的計算結果，按照最不利的情況進行考慮。一般情況下：低壓動力線路的負荷電流大，先按允許載流量選擇截面，然后用電壓損耗及機械強度運行的最小截面進行核算校驗；對照明線路，先按允許電壓損耗確定截面，再用其他兩項校核。

在實際工作環境中，導線的載流量應按最不利的環境條件選擇導線截面。對零線和保護線的截面，不應小于相線截面。也要考慮在其他特殊情況下導線的防水，防老化，延燃性等其他要求。

總之，在確定了導線的最大橫截面積后，應根據常用的500 V銅芯（鋁芯）絕緣導線長期連續負荷允許載流量表來選擇，找到稍大于計算負荷的導線截面，根據敷設方式，絕緣材料，工作環境溫度，是否穿管敷設，來具體決定選擇的導線型號和規格。考慮到用電設備可能會增加，選擇的導線規格應比計算時確定的型號要稍微高點，以滿足負荷擴容需要，確保線路能承受足夠的電流，保證供電質量和安全運行。

參考文獻

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