电气工程中线缆选型的规则和口诀

电气工程中线缆选型是一个复杂而关键的过程，它涉及到多个因素，包括线缆的额定电压、额定电流、导体截面积、绝缘材料、导体材料、电缆结构、敷设方式、环境温度等。以下将详细介绍线缆选型的规则和口诀，并附上相关公式。

一、线缆选型的主要参数及规则

1.额定电压（U0/U）：指电缆正常工作时所能承受的电压。U0指导体与屏蔽或金属护套之间的额定电压，U指导体之间的额定电压。选择电缆的额定电压必须高于线路的额定电压。

2.额定电流（I）：指电缆能够长期安全通过的最大电流，单位为安培（A）。电缆的额定电流受其导体截面积、敷设方式、环境温度等因素影响。

3.导体截面积（mm2）：决定电缆载流量的关键参数。常见规格有1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185等。

4.绝缘材料：电缆绝缘层使用的材料，常见的有聚氯乙烯（PVC）、交联聚乙烯（XLPE）、橡皮等。不同的绝缘材料具有不同的电气性能、耐温性能和机械性能。

5.导体材料：电缆导体常用的材料有铜和铝。铜的导电性能优于铝，但价格较高。

6.电缆结构：指电缆的组成部分，包括导体、绝缘层、填充物、内护层、铠装层、外护层等。不同的电缆结构适用于不同的敷设环境和使用要求。

7.敷设方式：指电缆的安装方式，常见的有直埋、穿管、电缆沟、桥架、隧道等。不同的敷设方式影响电缆的散热和载流量。    

二、线缆选型的步骤

1.确定使用场所和用途：明确电缆的使用环境（如室内、室外、地下、水下、腐蚀性环境等）以及用途（如电力传输、控制信号传输、照明、通信等）。

2.计算负载电流：根据负载的功率和电压计算负载电流。单相：I = P / U（其中，I为电流，P为功率，U为电压，cosφ为功率因数）。三相：I = P / (√3 * U * cosφ)。

3.选择额定电压：电缆的额定电压应高于线路的额定电压。

4.选择导体截面积：查阅电缆载流量手册或国家标准，根据计算出的负载电流、电缆的敷设方式和环境温度，选择合适的导体截面积。

5.选择绝缘材料和导体材料：根据使用环境和要求选择合适的绝缘材料和导体材料。

6.选择电缆结构：根据敷设环境和机械保护要求选择合适的电缆结构。

7.进行载流量、电压降和短路电流校验：确保电缆的实际载流量满足负载要求，并留有一定的裕量。确保电缆末端的电压在允许范围内。确保电缆能够承受短路电流的热效应。

三、线缆选型的口诀及公式

口诀：

   “十下五，百上二，二五三五四三界，七零九五两倍半，穿管温度八九折，铜线升级算，裸线加一半”。

解释：

对于10mm2以下的导线，载流量约为截面数的5倍；

100mm2以上的导线，载流量约为截面数的2倍；

25mm2和35mm2是分界点，分别按4倍和3倍计算；

70mm2和95mm2的导线载流量是截面数的2.5倍；

穿管敷设或环境温度超过25℃时，载流量需打折扣；

铜线的载流量比同规格铝线略大一些，可按铝线加大一个线号的载流量计算；

裸线的载流量需在计算后再加一半。     

公式：

（1）截面积计算公式：铜线：S = IL / (54.4 * U)铝线：S = IL / (34 * U)其中，I为导线中通过的最大电流（A），S为导线的截面积（mm2），U为电压（V），L为导线长度（m）（此公式用于计算导线因压降而需选择的截面积）。

（2）电压降计算公式：ΔU = (√3 * I * L * (Rcosφ + Xsinφ)) / Un其中，ΔU为电压降，I为电流，L为电缆长度，R为电阻，X为电抗，Un为额定电压。

四、线缆选型的注意事项

1.安全可靠性：电缆的各项性能指标必须满足使用要求，确保电力系统的安全可靠运行。

2.经济性：在满足安全可靠性的前提下，应尽量选择价格合理的电缆，降低工程造价和运行成本。

3.适用性：电缆的类型、结构和敷设方式应与使用环境和工程条件相适应。

4.标准化：优先选用符合国家标准或行业标准的电缆产品，以保证产品质量和互换性。

5.专业咨询：对于重要的工程或特殊的应用场合，建议咨询专业人士的意见。

6.质量检查：选择正规厂家生产的合格产品，确保电缆质量。     

7.施工规范：在敷设和安装电缆时，应严格按照相关规范和要求进行，避免损坏电缆。

五、线缆选型实例

     假设需要为一台功率为100kW的三相电动机选择电缆，电源电压为380V，功率因数为0.85，敷设方式为电缆沟敷设，环境温度为30℃。

（1）计算负载电流：I = P / (√3 * U * cosφ) = 100000W / (√3 * 380V * 0.85) ≈ 178A

（2）选择额定电压：选择0.6/1kV的电缆。

（3）选择导体截面积：查阅电缆载流量手册，根据电缆沟敷设方式和环境温度30℃，选择YJV-4×95mm2的电缆，其载流量约为200A，满足要求。

（4）选择绝缘材料和导体材料：选择XLPE绝缘和铜导体。

（5）选择电缆结构：选择无铠装的YJV电缆。

      综上所述，线缆选型是一个复杂而关键的过程，需要综合考虑多个因素。通过遵循上述规则和口诀，以及使用相关公式进行计算和校验，可以较为准确地选择合适的电缆。在实际操作中，建议由具备专业知识的电气工程师进行选型和安装。