交流供電電纜線徑選擇的十個(gè)誤區(qū)辨析

舟航

機(jī)房供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的規(guī)范,，用戶新建機(jī)房供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)單位選擇合適的交流線徑,，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件施工,。對(duì)于現(xiàn)有機(jī)房新增一般性負(fù)載，往往由用戶自行設(shè)計(jì)并安裝,。
: }2 c- ?1 L' }8 m5 r安全用電是動(dòng)力設(shè)備安裝與維護(hù)人員的基本要求,，所有安裝與維護(hù)人員都有必要了解交流電纜線徑選擇的方法和原則。維護(hù)人員在日常工作中不局限于發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障,，也應(yīng)關(guān)注線纜等配套設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn),，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化維護(hù)。在具體的安裝與維護(hù)工作中,，不少工程師對(duì)電纜線徑的選擇存在著一些誤區(qū),，需要對(duì)這些誤區(qū)進(jìn)行分析。選擇了錯(cuò)誤的電纜線徑,，輕則增加了建設(shè)或運(yùn)行成本,，重則可能帶來(lái)巨大的安全隱患。
: \; f6 E- _6 B# `) P5 s本文列出的十個(gè)誤區(qū)都是工程與維護(hù)人員容易發(fā)生的,，事實(shí)上導(dǎo)線線徑選擇還有更多的影響因素,，具體選擇線徑時(shí)應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、允許溫升,、敷設(shè)方式等查詢電工手冊(cè)或其它相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,。
誤區(qū)一：經(jīng)濟(jì)電流密度2~4A/mm2，選2偏安全,，選4偏經(jīng)濟(jì)
按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇交流線徑是通行的方法,，銅質(zhì)電纜經(jīng)濟(jì)電流密度為2~4A/mm2,。顯然，取經(jīng)濟(jì)電流密度為2A/mm2時(shí),，線徑較粗,，投資成本較高；取經(jīng)濟(jì)電流密度為4A/mm2時(shí),，線徑較細(xì)較經(jīng)濟(jì),。一些工程人員認(rèn)為，按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜即可,，選2A/mm2偏安全,，選4A/mm2偏經(jīng)濟(jì)，都是可行的選擇,。
; ~9 R& D. ?9 Z; ~) e1 P! n! H當(dāng)電纜較細(xì)時(shí),，電纜比表面積大，對(duì)散熱有利,；當(dāng)電纜較粗時(shí),，電纜比表面積小，熱量不易散發(fā),，單位截面積導(dǎo)線通過(guò)相同的電流時(shí),，粗電纜溫度較高。如果電纜溫度超過(guò)允許值,，就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn),。下表為在空氣中敷設(shè)的塑料絕緣銅芯電線長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷載流量（《電工手冊(cè)》第14章第99頁(yè)，上�,？茖W(xué)技術(shù)出版社第四版,，呂如良等主編，2002年1月）,，周圍環(huán)境溫度為25℃,，線芯長(zhǎng)期允許工作溫度為70℃。

線徑（mm2）	1	2.5	4	6	10	16	25	50	120	150	185
安全載流量	20	34	45	56	85	113	146	225	400	450	505
每mm2電流	20	13.6	11.25	9.33	8.5	7.06	5.84	4.5	3.33	3	2.73

由上表可見(jiàn),，較細(xì)的電纜每平方載流量遠(yuǎn)大于4A,，隨著電纜線徑的增加，每單位mm2載流量明顯下降,。由于電纜不應(yīng)一直運(yùn)行于最高溫度,，同時(shí)存在可能的過(guò)流或其它因素影響，選擇時(shí)導(dǎo)線載流量應(yīng)小于上表載流量數(shù)值,。
由此看來(lái)，經(jīng)濟(jì)電流密度理解為粗電纜取2,、細(xì)電纜取4,，比理解為選2偏安全,、選4偏經(jīng)濟(jì)更合乎實(shí)際。
' r, y# l/ y1 P( m9 L4 K2 @誤區(qū)二：只按經(jīng)濟(jì)電流密度,，不復(fù)核電纜壓降
假定某單相交流負(fù)載最大電流不超過(guò)16A（單相負(fù)載電流通常不超過(guò)20A）,，按經(jīng)濟(jì)電流密度法選用4mm2電纜，如果負(fù)載距離100米,，銅電導(dǎo)率σ為57,，電纜電阻為：
R=L/（σS）=100×2/（57×4）=0.88Ω
' ~5 w8 s) g) i6 f電纜上電壓降ΔU為
; l& g, r( I+ [$ cΔU=IR=16×0.88=14.1V
連接回路在最大工作電流作用下的電壓降，不得超過(guò)該回路允許值（《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》第6頁(yè),，GB50217-94）,，該例電纜上電壓降達(dá)到14.1/220=6.4%，超過(guò)多數(shù)設(shè)備線路上壓降不應(yīng)大于5%的要求,。負(fù)載工作電壓下降6.4%,，相應(yīng)的工作電流上升1A，需要選用更粗的電纜（如6mm2）,，重新計(jì)算電壓降,，直至電壓降小于5%。
# N; ~4 I9 f/ p+ l( h8 \: O* u誤區(qū)三：只選擇電線線徑,，不考慮電線類型
3 N/ h8 `; z0 I# U計(jì)算電纜線徑時(shí),，只確定了電纜金屬介質(zhì)的截面積。只要截面積相同,，不論何種絕緣層與護(hù)套,，電纜本身性質(zhì)完全相同（銅質(zhì)，通信機(jī)房電力電纜一般不用鋁芯電線）,。但正是由于絕緣層與護(hù)套的不同,，散熱性能、允許溫升就有區(qū)別,，如常用的VV（聚氯乙烯絕緣）電纜與JYV（交聯(lián)聚乙烯絕緣）電纜,，前者允許溫度為70℃，后者可達(dá)90℃,，因此JYV電纜允許的截流量更大,，同樣的負(fù)載電流條件下，可以選擇較小的線徑,。此外,，單芯與多芯電纜（指內(nèi)部含互相絕緣的多芯成套電纜）散熱條件不同，截流量也有區(qū)別,。例如,，銅芯導(dǎo)體截面為50mm2，單芯與多芯明敷電纜在環(huán)境溫度為25℃、導(dǎo)體溫度分別為70℃（VV電纜）和90℃（JYV電纜）時(shí)載流量規(guī)格如下表所示（數(shù)據(jù)來(lái)源：北京電纜網(wǎng)）,。

電纜類型	單芯	兩芯	三芯	四芯
VV	170	145	130	138
YJV	230	210	160	165

由上表可知,，多芯電纜載流量較單芯為小，VV電纜載流量較YJV電纜為小,，設(shè)計(jì)電纜時(shí)需要計(jì)入這些因素,。多根單芯電纜平行捆扎敷設(shè)時(shí)，計(jì)算載流量也應(yīng)在單芯電纜的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)小于1的降額矯正系數(shù),。下表為《工廠供電》中多根電纜并列時(shí)載流修正系數(shù),，電纜相距100mm。
0 t8 D2 f0 Z' f& L

并列導(dǎo)線數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
載流量修正系數(shù)	1	0.9	0.85	0.8	0.78	0.75	0.73	0.72

, M% U( e# l2 z1 }( A, @誤區(qū)四：優(yōu)先選擇長(zhǎng)期安全載流量大的電纜
一般地,，從電纜的絕緣性能,、環(huán)保性能和耐候性能等方面看，YJV電纜載流量大,，在各方面比VV電纜性能更優(yōu)異,，應(yīng)在工程設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮。
; B5 M* F+ A" z# @- Y& P7 L事實(shí)上,，YJY電纜雖然具有載流量大,、電纜直徑小、重量輕,、方便安裝等優(yōu)點(diǎn),，但在同等截面積條件下，YJY電纜比VV電纜流量大的原因僅僅是因?yàn)槟艹惺艿臏囟雀叨���,。截面積相同,，銅的質(zhì)量、導(dǎo)電率也相同,，因而在輸送同等電流的情況下,，選擇YJY電纜可以比選擇VV電纜細(xì)一些的線徑，但線路電阻增加,，線損和電壓降也增加,，長(zhǎng)期運(yùn)行不一定合算。
電纜選擇必須全面考慮環(huán)境條件,、使用場(chǎng)所,、敷設(shè)方式、供電距離,、長(zhǎng)期運(yùn)行的費(fèi)用和電壓降,，能用VV電纜的場(chǎng)所一般仍推薦用VV電纜。如果原行線架上已敷設(shè)VV電纜,，新設(shè)計(jì)增加耐受溫升更高的JYV電纜是沒(méi)有意義的,，平行捆扎走線的電纜只能按耐受溫升最低的電纜計(jì)算載流量。
2 I" N- Z- ^( N3 `# Q8 e% y) N誤區(qū)五：并聯(lián)多大的導(dǎo)線，就相當(dāng)于線徑增大多少平方
大型機(jī)房負(fù)載容量大,，需要提供很大的電流,，如果選擇一根導(dǎo)線,，無(wú)疑需要線徑很粗的供電電纜,，施工并不方便，甚至沒(méi)有足夠粗的導(dǎo)線可供使用,。多根導(dǎo)線并聯(lián)是允許的,，由于線徑小的電線每平方載流量大于粗電線，并聯(lián)方式可能在經(jīng)濟(jì)上更合算,。
: i% Z+ D( B" ?# V7 f- U并聯(lián)電線之間的電流在理論上按截面積分配,，只要是相同材質(zhì)電線（如銅線），都可以直接并聯(lián),。但實(shí)際工程中,，最好使用相同的線徑。如果線徑相差懸殊,，可能由于接線端子存在一定電阻,，以及與電纜截面積不成正比的感抗作用，導(dǎo)致電流分配偏差,，一根導(dǎo)線可能分配電流過(guò)大,，超過(guò)安全載流量。此外,，如果采用不一致的線徑,，需仔細(xì)復(fù)核電線上的電流是否小于安全載流量，細(xì)導(dǎo)線的單位載流量只能按粗導(dǎo)線計(jì)算,。
因此,，大小相差懸殊的電纜并聯(lián)使用，電纜載流量往往并不按照理想條件下的電流分配規(guī)律來(lái)分配,，小電纜相對(duì)發(fā)熱明顯,。兩線并聯(lián)時(shí)，粗的電纜不應(yīng)大于細(xì)電纜的兩倍,。

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