建筑电气导线选择方法探索

姜伟华

摘 要 建筑电气导线选择是建筑供配电系统设计的重要组成部分，导线的选择得当与否关系到供电的安全和用电质量。根据电气设计通则，导线选择的依据有三：一是其允许电流按长期工作制允许电流确定，以保证导线温升不致过高，损坏绝缘强度；二是线路电压损失应符合允许值；三是导线最小截面应符合机械强度的要求。从满足供电配电的可靠性出发，设计规范中规定大型公共建筑、高层建筑、商场、图书、档案馆以及防爆场所均应使用铜导线。家用供电线路中，可以选择铜芯绝缘导线也可以选择铝芯绝缘导线，特殊场合可采用电缆。

关键词 电气导线设计；导线选择；允许电流；电压损失；机械强度；绝缘导线

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0079-02

从建筑工程的角度看，建筑电气是建筑工程的重要部分。按电气系统的不同作用，可分为：供电与照明、通信与控制。本文讨论前者即强电工程。建筑电气设备是否优良，选用是否得当，布置合理与否，控制是否灵敏等都将影响到建筑功能的实现。建筑电气应该与采暖、通风、排水，结构等工程综合设计。建筑电气部分由电源、导线、控制器、用电设备等组成。

现代化建筑内，无论是工业建筑或是民用建筑，对电能的利用都是不可或缺的。根据用电情况不同，需要设计不同的供电线系统方案。原则上要求动力线路与照明线路分开设计安装，照明线路中，插座供电线路与照明线路也应分开敷设，以便于运行、控制和维护。电能的传输使用和分配都要依靠电气线路即导线来提供。因此，建筑电气导线的选择至关重要。建筑电气线路导线的选择是否合理，对供电质量，线路安全，经济运行有很关键的影响，并且影响到用户消耗导线的数量和投资，因此审慎的选择线路导线很关键。

凡是能导电的物体，都称作导体，但考虑到导体的机械性能、导电性能，密度，熔点等参数，一般常用铜和铝作为导体，金银等其他导电材料只在特殊情况下使用。常用的导线类型有三种：裸导线、绝缘导线、电缆。高低压架空线路一般采用钢芯铝绞线，进户线可用架空绝缘铝绞线、绝缘铜导线或电缆，室内布线一般用铜芯或铝芯绝缘导线。建筑电气线路通常采用绝缘导线或电缆。

确定导线类型主要由电气线路的计算负荷来确定，根据计算出来的计算负荷值和使用的工作环境场所来确定导线截面和类型。因此选择导线，首先要确定计算负荷，和导线的截面。导线截面的大小决定了导线允许流动电流的大小。当小截面的导线流过大电流时，导线会因发热而破坏绝缘层，引起火灾。导线截面越小，机械强度越小；导线越长，线路上的电压降越大，用电设备所得电压就越小，就无法保证设备正常运行。合理的选择导线截面很重要，导线截面必须满足三个方面的要求：发热条件、允许电压损耗、机械强度。

1 按照发热条件选择导线横截面积

按照发热条件选择导线截面是指按照导线允许载流量来确定。即在通过正常最大负荷电流时候，温升不能过大，不能破坏绝缘材料的性能。一般铜导线的允许载流量为5～8 A/mm2，铝导线的允许载流量为3～5 A/mm2。比如：4 mm2 BVV铜导线允许载流量的推荐值4×8 A/mm2=32 A。

负荷计算电流的确定方法：需要系数法。

设备的额定容量是设备在额定条件下输出的最大功率。但用电设备实际上不一定同时运行，运行的设备不一定都是满负荷的，同时设备本身、供电线路等都有功率损耗，所以不能把所有设备的容量做一个简单的加法来确定重负荷。应该考虑以上因素，根据实际检测相比较，得出需要系数。核算处计算负荷，用来选定导线截面。先要确定不同负荷持续率下的有功折算，然后要对设备按照工作情况进行分类计算，最后计算配电线路的有功负荷和无功负荷。最终确定线路中的计算电流大小。计算步骤如下：

1.1 不同负荷持续率下的有功功率折算

连续工作制的电动机：

短时或周期工作制的电动机：折算到负荷持续率25%时的有功功率

电焊机：折算到负荷持续率100%时的有功功率

电气照明设备：

白炽灯

气体放电光源：

荧光灯；高压钠灯、鏑灯等PS=1.08PN

1.2 负荷计算

1）用电设备组的计算负荷及计算电流。

有功功率：

无功功率：

视在功率：

计算电流：

2）配电线路的计算负荷。

有功功率：

无功功率：

视在功率：

确定好计算电流后，可依据载流量来确定导线规格型号。导线的允许载流量应大于或等于导线所在线路的计算电流：

IN≥I∑js

（500 V铜芯（铝芯）绝缘导线允许连续负荷允许载流量可参阅相关图表）

2 按线路导线允许电压损耗选择导线截面

由于电气线路本身存在阻抗，当电流流过线路时候，线路就会产生电压降，线路越长，电压降越大；线路截面约小，电压降越大。当电压在线路上损耗过多时候，在终端用电设备上得到的电压就会降低，会影响设备的正常使用。

当线路实际电压偏离设备的额定电压到一定数值时候，会导致设备运行异常或发生故障。如照明光源会产生光通量下降或启动困难无法点亮。电视机声音和图像会产生波动和花纹； 三相异步电动机在电压过低时，转矩骤减，无法启动。电压过高时，或破坏绝缘，损坏设备。

为确保用电设备能正常工作，必须保证用电设备上所施加的电压在设备允许的偏差范围内，一般用电设备的电压损耗为5%。当线路的电压降不能满足用电设备的允许电压偏差时候，应加大导线截面，以满足要求。

根据不同的用电负荷类型，导线截面的确定方法如下。

2.1 纯电阻负载endprint

纯电阻负载，可以用下面公式确定导线截面：

备注：C为电压损耗计算常数，可查阅表格。

2.2 感性负载

感性负载，可以用下面公式确定导线截面：

备注：为感性负责校正系数，可查阅表格。

3 按导线承受的机械强度进行选择截面

导线在运行中时会受到自身重量和风雨冰霜雪等不同外力的作用，为了不至于在安装过程和正常工作中发生导线折断、损伤等事故。导线必须满足足够的机械强度，即必须保证导线有足够的横截面积。国家有关部门强制规定了在不同的敷设条件下，导线按机械强度要求允许的最小截面的大小。如：

在架空线路时候，铜线最小截面为10 mm2，铝线最小16mm2。

照明灯头线，铜线最小截面为0.4或1.0 mm2，铝线为2.5 mm2。

敷设在支架上的导线，铜线最小截面为1.0，铝线最小为2.5 mm2。

接户线，铜线最小截面为4 mm2，铝线为6 mm2。

导线和电缆的截面的选择采用上述不同的三种方法，会有不同的计算结果，在具体选择时候，必须采用最大截面的计算结果，按照最不利的情况进行考虑。一般情况下：低压动力线路的负荷电流大，先按允许载流量选择截面，然后用电压损耗及机械强度运行的最小截面进行核算校验；对照明线路，先按允许电压损耗确定截面，再用其他两项校核。

在实际工作环境中，导线的载流量应按最不利的环境条件选择导线截面。对零线和保护线的截面，不应小于相线截面。也要考虑在其他特殊情况下导线的防水，防老化，延燃性等其他要求。

总之，在确定了导线的最大横截面积后，应根据常用的500 V铜芯（铝芯）绝缘导线长期连续负荷允许载流量表来选择，找到稍大于计算负荷的导线截面，根据敷设方式，绝缘材料，工作环境温度，是否穿管敷设，来具体决定选择的导线型号和规格。考虑到用电设备可能会增加，选择的导线规格应比计算时确定的型号要稍微高点，以满足负荷扩容需要，确保线路能承受足够的电流，保证供电质量和安全运行。

参考文献

[1]杨其富.建筑供配电系统安装[M].中国建筑工业出版社.

[2]孙志杰.建筑电气照明[M].中国建筑工业出版社.

[3]瞿义勇.民用建筑电气设计规范[M].机械工业出版社.

[4]孙景芝.建筑电气控制系统安装[M].机械工业出版社.endprint