电缆截面的选择方法及计算示例

电缆截面的选择方法及计算示例1 按长期允许载流量选择电缆截面 为了保证电缆的使用寿命，运行中的导体电缆温度应不超过规定的长期允许工作温度：聚氯乙烯绝缘电缆为70，交联聚乙烯绝缘电缆为90。根据这一原则，在选择电缆截面时，必须满足下列条件：ImaxI0K式中：Imax通过的最大连续负荷载流量（A）； I0 指定条件下的长期允许载流量（A），见附表1； K 长期允许载流量修正系数，见附表2.举例：某工厂主变压器容量S为12000KVA，若以直埋35KV交联电缆供电，试问应选择多大电缆截面？（土壤温度最高30，土壤热阻系数2.5）解：按下列计算电缆线路应通过的电流值 I=198（A）查附表1-12得：铜芯交联电缆8.7/10KV 395mm，最大连续负荷载流量为220A，25。由于敷设土壤温度最高为30，应进行温度修正。查附表2-2得修正系数为0.96. I修=220（A）0.96=211（A）通过土壤温度的修正后该电缆的连续负荷载流量虽只有211（A），仍能满足电缆线路198（A）的要求。2 按经济电流密度选择电缆截面国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸即导体截面经济最佳化的观点：电缆导体截面的选择，不仅要考虑电缆线路的初始成本，而且要同时考虑电缆在寿命期间的电能损耗成本。因此要从经济电流密度来选择电缆截面。（1）经济电流密度计算式： J=（2）电缆经济电流截面计算式：Sj=Imax/J式中：J经济电流密度（A/mm）； Sj经济电流截面（mm）； B=（1+Yp+Ys）(1+1+2)，可取平均值1.0014； P2020时电缆导体电阻率（mm2/m） 铜芯为18.410-9，铝芯为3110-9，计算时可分别取18.4和31。 d2020时电缆导体的电阻温度系数（1/）。铜芯为0.00393，铝芯为0.00403.（3）10KV及以下电力电缆按经济电流密度选择电缆截面，宜符合下列要求：按照工程条件、电价、电缆成本、贴现率等计算拟选用的10KV及以下铜芯或铝PVC/XLPE绝缘电力电缆的经济电流密度值。（详见GB 502172007电力工程电缆设计规范附录B10KV及以下电力电缆经济电流截面选用方法）。对备用回路的电缆，如备用的电动机回路等，宜按正常运行小时数的一半选择电缆截面。对一些长期不使用的回路，不宜按经济电流密度选择电缆截面。当电缆经济截面比按热稳定、容许电压降或持续载流量要求的截面小时，则应按热稳定、容许电压降或持续截流量较大要求的截面选择。当电缆经济截面介于电缆标称截面档次之间，可视其接近程度、选择较近一档截面，且宜偏小选取。（4）上述计算式及要求虽然精确但比较繁杂。为方便起见，推荐下列简化的经济电流密度计算方法：首先应知道电缆线路中年最大负荷利用时间，然后从下表中查得我国目前规定的电缆导体材料的经济电流密度，再按下式计算电缆截面。 Sj= 式中：Imax最大负荷电流（A）； J经济电流密度（A/mm）。根据计算所得的经济电流截面，通常选择不小于这个计算值并靠近这个值的电缆标称截面。我国规定的电缆经济电流密度线路类别导体材料年最大负荷利用小时3000300050005000架空线路铝1.651.150.90铜3.002.251.75电缆线路铝1.921.731.54铜2.502.252.00按经济电流密度选择电缆，一般只适用于高压线路。3 根据电网允许电压降选择电缆截面 当电流通过电线电缆时，由于线路中存在阻抗，必然产生电压降（电压损失），线路越长，截面越小，电压损失越大。一般规定：照明线路中允许相对电压降不应超过2.55%，户内动力线路不应超过46%允许值，输配电线路不应超过7%。如果线路电压降超过允许值，供电品质将无法达到设计要求。应适当增大电缆截面，使之达到要求。在低压线路中，当给定了负载的电功率P，送电距离L，所允许的相对电压降为时，则电缆截面按下式计算：S=式中：P负载的电功率（KW）； L送电线路距离（m）; C根据导体材料及送电电压确定的线路功率系数（见下表） 允许的相对电压降（%）线路功率系数C值线路电压（V）线路类别线路功率系数C铜导体铝导体AC 380三相四线76.546.2AC 220/380二相三线34.020.5AC 220单相12.87.74DC 110直流3.211.94举例：有一条380V三相四线制线路，总长2500m，终端负载功率为6KW，线路末端允许电压降为4%，使用铜芯电缆，求电缆截面。解：已知L=2500m P=6KW =4，表中查得C=76.5 代入上式：S=49.02mm该线路电缆主线芯应选50mm，三相四线制电缆型号规格应选择VV 0.6/1KV 350+125电力电缆。附表1：电力电缆载流量表1.1 聚氯乙烯绝缘电力电缆载流量 连续负荷载流量见表1-1 表1-3。W和D的（水分迁移）为热阻系数。 表1-1 单芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号VV VLV VY VLY （导体温度70）0.6/1 1.8/3 （KV）排列三根电缆三角形紧靠排列敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (25)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝2.525193627332530212517433264735433239283323641345846534148364129105744785871526546553816765910076926884607249259876130981158710577936435115901551151401051259311077501451101851451651251501101309370180140225170200150185135165115952251752702052401802251652001401202602003102352752052551902301601503002303502653102352902152601851853452703953003502653252452952102404103204553504053103802803402453004753705153954553504303203852804005554405854555154004853704403205006405106605205804555504204953656307305957405906505206154755554158008306908206657205806755356154701000780735645595520表1-2 单芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号VV VLV VY VLY （导体温度700C）0.6/1 1.8/3 （KV）排列三根电缆平行间隔排列（间隔距离等于电缆直径）敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝1.524292828282.531243830372936283628441324939473747374737652426150584858475847107255836478607759765916957310583100779976987625120961351051259912598125973515011516012515011515011514511550180140195150175135175135175135702301752401852151702151652101659528021528522026020025520025519512032525032525029523029022529022515037529056528533025532525532525018543033541532037529037028536528524051039548037543534043033542533030058545554542549538548538048037540069054062549056544055543555043050080063071056064050563050062549563092074081064573058071557071056580010608609107358206608056507956401000980825740730720表1-3 三芯 四芯和五芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号VV VLV VY VLY （导体温度700C）0.6/1 1.8/3 （KV）敷设空气中（450C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.22.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝1.515191715132.51913271925172315191342519362733253021251763326473543323928332310413458465341483641291657447858715265465538257659100769268846072493598761309811587105779364501159015511514010512593110777014511018514516512515011013093951801402251702001501851351651151202251752702052401802251652001401502602003102352752052551902301601853002303502653102352902152601852403452703953003502653252452952103003903054453503953053652803252501.2 交流聚乙烯绝缘电力电缆载流量 连续负荷载流量见表1-4 表1-11。w和D(水分迁移)为热阻系数。表1-4 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）0.6/1 1.8/3 （KV）排列三根电缆三角形紧靠排列敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝1.526332825212.5342643323627322327184443556424735423035246564570545845523943311077599469775769495840161007812090100748964765225130100155115125951158398683516012518513515011013599115825019515022016518013516011514098702451902702002201652001451751209530023032024026019524017521014512035037036527530022527520024017015040031041031033525531022527519518546536046535538028535026031022024055043054041044033540530036026030063549561046549537546034041029540074559069553556043552039546534050086068578061063549559045052539063099080088069571056566051059044580011209309707857906357355806555001000126010501060875860705800645720555表1-5 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）0.6/1 1.8/3 （KV）排列三根电缆平行间隔排列（间隔距离等于电缆直径）敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝1.532454444442.54233594657455744574445644776174587358735767057977992759174917410977513010012095120941209316125991701351601201551201551202516512522017020015520015519515035200155265205240185240185235180502451903202452852202802202752157030524039530535027034526534026595375290475370420325410320405315120435340545420480370470365460355150500390610475535415525405515400185580450695540605470595460585455240685535810630705545690535675525300795615910710795620780605765595400930730105082091071089069587068550010808501190940103081510107959907806301250100013501180117093011409101120895800144011601520122013101050128010301260101010001630133016901380145011801420116013901140表1-6 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）3.6/6 12/20（KV）排列三根电缆三角形紧靠排列敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝251401101501151309912089105753517013518013515511514010512590502051602151601801351701251501057026020026520022016520515018013095315245315240265200245180215155120360280360270300225275205245175150410320405305335255310230275195185470365455345380285350260310220240555435530400440330405300360255300640500595455495375455340405290400745585680520560430515385460330500855680765595630490585440520375630980790860680710555655500580430800110091095076578562572556564548510001230103010408508506957856257005351200132011201100910900745830670735575表1-7 单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号3.6/6 12/20（KV）排列三根电缆平行间隔排列（间隔距离等于电缆直径）敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝251651301601201401101351051351053520515519014516513016012516012550245190225175195150190150190145703052352752152401852351802301809537029033025528522028021527521012043033537529032525031524531024015049038042533036528035527534527018556043548037041032040031039030524066551555543547537046036045535030076559563049053541552040551040040089069572556561048059546558545550010308108256506955506805356655256201190950940745790625770610755600800137011001050850890715865695850680100015401260117095098080095078094076512001670138012501040105087010208451000830表1-8单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）18/20 26/35（KV）排列三根电缆三角形紧靠排列敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝5022017021516519014017513016011070270210265200230175215160190135953302553152402752052551902301601203752903602703102352902152601851504253304003053452603202402902051854853804553453902953602703252302405604355254004503404203103752653006505105954555053854703504203004007605956805255804405354004803455008756907756006555056054555403906301000800875685735575680520610445800113092097077081564575558567550010001250104010608608857158206507305551200135011301120820930770870695770595表1-9 单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）18/20 26/35（KV）排列三根电缆平行间隔排列（间隔距离等于电缆直径）敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.02.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝503451902251752001552001551951507030523527521524519024018524018595370285330255295225290225285220120425330375290335260325255320250150485375420325375290365285360280185555430475370420325410320405315240650505555430485380475370470365300745580630490550425535415530410400870680720565630490615480605470500100079082564571556070035068554063011609209407408106407906257806158001330106010608459107308907108757001000149012101170950101082098080096078512001620134012801030107089010508651030850表1-10三芯、四芯和五芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）电压0.6/1 1.8/3 （KV）敷设空气中（400C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.22.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝1.521272420172.5262133272824252021164342643323627322327186443556424735423035241056457054584552394331167759946977576949584025100781209010074896476523513010015511512595115839868501601251851351501101359911582701951502201651801351601151409895245190270200220165200145175120120300230320240260195240175210145150350370365275300225275200240170185400310410310335255310225275195240465360465355380285350260310220300550430540410440335405300360260表1-11 三芯、四芯和五芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量计算（A）型号YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）3.6/6 8.7/10（KV）敷设空气中（450C）土壤中/(Km/W) (250C)wD(水分迁移)1.22.53.03.5截面/mm2铜铝铜铝铜铝铜铝铜铝2511590120921058010070856035140110150115130100120851057550170135180135155115140105125907020516021516018013517012515010595260200265200220165205150180130120315245315240265200245180215155150360280360270300225275205245175185410320405305335255310230275195240470365455345380285350260310220附表2 载流量修正系数表2-1 不同环境温度下（空气中）载流量修正系数导体工作温度/0C环境温度(空气中)/ 0C101520253035404550601.581.501.411.421.221.111.000.860.73651.481.411.441.261.181.091.000.8