导地线怎么选择

导、地线是输电线路中最重要的元件，依靠导线输送电力至用户，依靠它形成电力网络，平衡各地电力供应。依靠地线防雷保护，通讯。导线材料可用铜、钢、铝。铜材国内比较稀缺，多用在国防及电缆，很少用于输电线路。铝、电气性能仅次于铜，国产较丰，目前国内电线绝大部分都是铝制。钢在解放初期，由于经济条件及技术条件的原因，曾经用过一段时间，但因其电气性能较差，导电率很低，电能损耗大，而且易于锈蚀，运行费用很高，近代已经很少应用。铝线分为纯铝线（LG），钢芯铝线（LGJ）及加强钢芯铝线（LGJJ），及轻型钢芯铝线（LGJQ）。现国家标准只有LGJ，要加强或减轻张力，钢芯截面多少而已。为了加强导线的强度已产生了铝合金（LHGJ）和铜包钢线（GLGJ），这些线多用在大跨越或架空地线上（称良导体地线）为适应短路时热稳定而设。
 
1.  各种金属抗拉强度  
 
 
材料
 
 抗拉强度N
 
 抗拉强度kg
 
   铝
   159--200
     16—20
 
   铝合金
   290—310
     30—31
 
   钢
   1175--1570
     120--160
 
 
2.  电线计算拉力
бm=бLA+бgA
   式中б、LA……铝抗拉强度及截面积
σgA-分别为钢部分抗拉强度及截面积
例：LGJ-185/25            计算拉力=187.04x160+1200x24.25=59026
与手册上59420相差不大，因取σ值有个上下限导线的铝主要是起导电作用，当然也有机械作用。钢主要时期机械作用，带电的作用很小。
导线的计算抗拉强度还要考虑接续管及耐张线夹的握力，因此尚需要一个新线系数0.95
 
 
3.导线截面选择：
 导线选择原则应考虑导电能力好及抗张能力强的材料之外。一般都按一下几方面考虑。
 1）.上级建设部门，喜用方面的要求
 2）.满足电晕要求.60kv及一下线路.电晕现象可能性很小一般不考虑。110kv线路及以上需考虑。
                   不验算电晕导线最小直径
电压kv
 110
 220
 330
 500
 
导线外径mm
 9.6
 21.6
 33.6
 2x21.6
 3x17.6
 2x36.24
 3x26.82
 4x21.6
 
型号
 LGJ-50/8
 LGJ-240/30
 LGJ-630/45
 LGJ-240/30
 LGJ-185/10
 LGJ-630/45
 LGJ-400/20
 LGJ-240/30
 
             
 
 3）.经济电流密度                          
 a.先求出最大输送电流Im                式中P···输送容量千瓦
 Im=P/√3ucosθ                            u···额定电压kv
                                       Cosθ···负荷因素一般取0.85-0.9
 
b.  S=2m/J    式中S——导线截面mm2。
经济电流密度与国家政策有关，也与用电小时有关
       经济电流密度表
用电小时
 3000以下
 3000~5000
 5000以上
 
铜
 3.0
 2.5
 1.75
 
铝
 1.65
 1.15
 0.9
 
例：某线路用电小时按5000小时，电压11KV，输送容量为5万千瓦
2m=50000/（√3×110×0.9）=291.6安
S=291.6/0.9=323.9mm2  则应选300mm2  截面。
若用电小时取3000-5000
S=291.6/1.15=253.6mm2  则应选240mm2  截面。
在这种情况下，就应作技术经济比较而决定导线截面。
4）.  按电压降选择：
       电压降公式    ΔUg0=PmL/U2  ×（R+X  tgθ）
       式中ΔUg0  ——电压降百分数
           Pm——最大输送容量（兆瓦）
           L——线路长度（km）
           U——电压（KV）
           X——电抗（S/km）
           R——电阻（Ω/km）
一般工业重要负荷ΔUg0为5，农业不重要负荷可为10，
X每公里取0.4.
注：目前一般不按电压降来控制导线截面，而是在变电站两端变压器上抽头解决电压降问题。
 
5、允许电流选择导线截面
钢芯铝绞导线的正常温度在40℃左右，必要时候可以温升到70~80℃，大跨越线路还可以升到90℃，按允许电流选截面，电能损失较大，因此一般不按允许电流而按经济电流密度。只有在短线路或大跨越线路上，才考虑允许电流选择导线截面。
例LGJ-240/40，70℃送655安，80摄氏度可送662安，为经济电流的2.73~2.76倍。
6、导线钢芯选择
导线钢芯是抗张强度的重要部分，它与输送容量关系不大，而与外界气象有关，如大风、结冰、温度变化等。以LGJ-240/30与LGJ-240/55为例，其张力比为75620/  102100，相差35%，若在轻风和轻冰区采用LGJ-240/55，杆塔负荷、绝缘子金具负荷增加35%，将造成不必要的材料消耗和资金浪费。相反如果在重风区和重冰区采用240/30。杆塔负荷、金具绝缘子强度都下降35%，这样将给安全带来严重的隐患。
7、架空地线选择：
   地线的作用主要是防雷，通讯，有时还可以起屏蔽作用。
   跟据需要可以采用钢绞线（GJ），和良导体线地线（钢芯铝绞线、铝合金线、铝包钢线）和OPGW光纤电缆。
   (a)  跟据新规程导地线截面配合表：
导线型号
 LGJ-185/30以下
 LGJ-185/45~LGJ-35
 LGJ-400/50以上
 
钢绞线最小截面mm2
 无冰区
 35
 50
 80
 
有冰区
 50
 80
 100
 
(b)  热稳定计算
I=√[（C/0.24a0  R0  T  ）×  Ln  ×  a0  (t2  -20)/a0(t1-20)]
式中I  ——  短路电流稳定允许电流A
C——  截流部分热容量  cal/℃/cm
a0  ——  电阻温度系数  1°/C
t1  ——  环境温度℃    t2  ——  热稳定温度℃
T  ——  稳定时间
R0  ——  20℃时电阻  Ω/cm
 
(c)、地线最大使用应力
规程规定在15℃，无风，无冰，已知地线支架及串长的情况下，地线应按下式计算：
 
 
 
 
 
 
 
式中  δ  与导线的水平距离（m）
     h    与导线的垂直距离（m）
     gB  gD    分别地线和导线的比载N/mm2
     σB  σD  分别为地线和导线的应力N/mm2
     Lx  可能出现的档距
注：以上计算方法比较麻烦，一般方法是根据导、地线曲线在可能出现档距lx  处，找出导、地线弧垂之差    ，再按杆塔导、地线水平及垂直距离，取其净空距离满足0.012  lx  +1，若不能满足可以调导、地线的最大使用应力，一般首先调整地线，影响较小。
(d)、验算导线允许发热：因计算允许电流非常麻烦，而且很常见难于确定，故一般按实验升温来选择导线。
                     导线允许电流表                          （安培）
导线型号
 经济电流
 70℃
 80℃
 增大倍数
 
LGJ-120/25
 120
 380
 433
 3.2~3.6
 
LGJ-150/25
 150
 445
 487
 3.0~3.25
 
LGJ-185/30
 185
 515
 551
 2.8~3.0
 
LGJ-240/30
 240
 610
 662
 2.8
 
LGJ-300/40
 300
 700
 754
 2.3~2.5
 
LGJ-400/35
 400
 800
 882
 2.0~2.2
 
LGJ-500/45
 500
 960
 1016
 1.9~2.0
 
 
从上表可以看出小截面增加倍数大于大截面。当需要按允许电流选择导线时可按上表选择，宜留有裕度，至少提高一级，如负荷电流为440安培，不宜选LGJ-150，宜选LGJ-185。

导线规格选择
   由于家用的暗线敷设是不可以换的，所以导线的选择截面和质量尤其重要，家庭配线一般选用聚氯乙烯绝缘铜线（BV或BVR型）（以下简称铜线），明敷设时允许载流量如下:  25°C时,1mm²是20A,1.5mm²是25A,2.5mm²是34A,4mm²是45A,6mm²是58A,10mm²是80A,  允许载流量就是允许通过的额定电流，这只是短距离时，环境温度在25°C时的一个参考数。当环境温度高于25°C或线路较长时，允许载流量就要减少，加上家电还要留有裕度等因素，1kW以上的大功率电器独立回路、插座回路或插座照明混合回路宜选用4mm²的铜线，单独的照明回路宜选用2.5——4mm²的铜线，柜式空调、电炒锅等2.5kw以上功率的电器，如果线路长度在10m以上，要选用6mm²的铜线.家庭暗线敷设，最大宜选用到6mm²，需要再大的截面时，可以选用两根。比如需要10mm²导线时，选用2根4mm²比较好，导电能力一样，方便穿管、连接等。家庭用电敷设，基本上从1.  mm²到6mm²的所有线型都要用到，1.  mm²或1.5  mm²，主要用于灯具的分支线（开关线）；2.5mm²，主要用于照明的回路线、插座接线和接地线；4——6mm²，主要用于所有的回路线.配线时最火线统一用一种颜色，零线统一用一种颜色，接地线用双色线或不同于火线零线的颜色。
   选择导线时还要特别注意线的质量，现在市场上的劣质铜线特别多，劣质铜线导电性能较差，容易发热，绝缘材料容易老化或击穿，引起短路甚至火灾，大大威胁着我们的用电安全。劣质铜线和正品铜线很容易区别的，1、正品铜线的价格贵，劣质铜线要便宜1/3甚至更多；2、劣质铜线的实际截面要比标称截面少一个等级（比如标称6mm²的，实际只有4mm²）；劣质铜线的实际长度只有标称长度的60～80（比如标100米的，实际只有60～80m）；3、劣质铜线采用再生铜原料的较多，由于制造工艺不过关，铜芯表面有些发黑，杂质多。而高质量的铜线铜芯外表光亮且稍软。4、劣质铜线外面的绝缘材料，很多是使用回收的再生塑料，颜色较黯淡，厚薄不匀，字迹不清晰，粘性不好，绝缘差，容易老化开裂。高质量铜线的绝缘材料光泽度佳，质地均匀且有很好的韧性。5、劣质铜线表面上看去粗，实际是绝缘厚，导线细；劣质铜线的绝缘厚，但粘性不好，绝缘差，容易老化开裂；6、劣质铜线线质不好，杂质多，电阻率高，同样的长度，电阻大，额定电流就要小些，导电能力差。
   再考虑导线截面的时候，还要看线路距离，如果线路距离短，可以按长期最大负荷电流加裕度按导线额定电流选择导线，要满足发热、电压损失和安全供电的要求，线路越长，需要的导线截面就越大。

导线截面选择：  条件：首先应符合发热条件，即导线允许安全电流与允许电流密度两者值的大小（允许安全电流指在不超过它们最高工作温度条件下允许长期通过的最大电流即负载电流，符号I；允许电流密度指导线芯的单位面积S允许长期通过的最大电流，符号Im。）  计算方法：  S  =  I  /  Im  I  =  S  ×  Im  基本值：  Im=5~8A/mm2(铜导线）  即  1mm2单位面积铜导线允许长期通过最大电流5~8A  。