交流供電電纜線徑選擇的十個誤區(qū)辨析

舟航

機房供配電系統(tǒng)設(shè)計有一定的規(guī)范，用戶新建機房供配電系統(tǒng)時，應(yīng)通過設(shè)計單位選擇合適的交流線徑，嚴格按設(shè)計文件施工。對于現(xiàn)有機房新增一般性負載，往往由用戶自行設(shè)計并安裝。
. j4 G) a0 I% c3 R安全用電是動力設(shè)備安裝與維護人員的基本要求，所有安裝與維護人員都有必要了解交流電纜線徑選擇的方法和原則。維護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)備存在的風險，實現(xiàn)精細化維護。在具體的安裝與維護工作中，不少工程師對電纜線徑的選擇存在著一些誤區(qū)，需要對這些誤區(qū)進行分析。選擇了錯誤的電纜線徑，輕則增加了建設(shè)或運行成本，重則可能帶來巨大的安全隱患。
3 w1 v- U! z+ M; y& q. ^" u7 Q. I本文列出的十個誤區(qū)都是工程與維護人員容易發(fā)生的，事實上導(dǎo)線線徑選擇還有更多的影響因素，具體選擇線徑時應(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或其它相關(guān)設(shè)計規(guī)范。
$ p' M9 a" q9 \9 o! x2 u誤區(qū)一：經(jīng)濟電流密度2~4A/mm2，選2偏安全，選4偏經(jīng)濟
: l& m( ?! q( q# h( n按照經(jīng)濟電流密度選擇交流線徑是通行的方法，銅質(zhì)電纜經(jīng)濟電流密度為2~4A/mm2。顯然，取經(jīng)濟電流密度為2A/mm2時，線徑較粗，投資成本較高；取經(jīng)濟電流密度為4A/mm2時，線徑較細較經(jīng)濟。一些工程人員認為，按照經(jīng)濟電流密度選擇電纜即可，選2A/mm2偏安全，選4A/mm2偏經(jīng)濟，都是可行的選擇。
當電纜較細時，電纜比表面積大，對散熱有利；當電纜較粗時，電纜比表面積小，熱量不易散發(fā)，單位截面積導(dǎo)線通過相同的電流時，粗電纜溫度較高。如果電纜溫度超過允許值，就會發(fā)生危險。下表為在空氣中敷設(shè)的塑料絕緣銅芯電線長期連續(xù)負荷載流量（《電工手冊》第14章第99頁，上海科學技術(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

  k; x# k; G8 N5 z  R由上表可見，較細的電纜每平方載流量遠大于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)一直運行于最高溫度，同時存在可能的過流或其它因素影響，選擇時導(dǎo)線載流量應(yīng)小于上表載流量數(shù)值。
. D, `  M2 s. x由此看來，經(jīng)濟電流密度理解為粗電纜取2、細電纜取4，比理解為選2偏安全、選4偏經(jīng)濟更合乎實際。
& u1 o: ?; z% m% I7 R9 W誤區(qū)二：只按經(jīng)濟電流密度，不復(fù)核電纜壓降
假定某單相交流負載最大電流不超過16A（單相負載電流通常不超過20A），按經(jīng)濟電流密度法選用4mm2電纜，如果負載距離100米，銅電導(dǎo)率σ為57，電纜電阻為：
# o$ I$ r" l+ W, p& \% X( G0 u$ {R=L/（σS）=100×2/（57×4）=0.88Ω
電纜上電壓降ΔU為
ΔU=IR=16×0.88=14.1V
連接回路在最大工作電流作用下的電壓降，不得超過該回路允許值（《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》第6頁，GB50217-94），該例電纜上電壓降達到14.1/220=6.4%，超過多數(shù)設(shè)備線路上壓降不應(yīng)大于5%的要求。負載工作電壓下降6.4%，相應(yīng)的工作電流上升1A，需要選用更粗的電纜（如6mm2），重新計算電壓降，直至電壓降小于5%。
誤區(qū)三：只選擇電線線徑，不考慮電線類型
2 `) j3 P. Z, ~0 u) l4 s* B( E計算電纜線徑時，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套，電纜本身性質(zhì)完全相同（銅質(zhì)，通信機房電力電纜一般不用鋁芯電線）。但正是由于絕緣層與護套的不同，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90℃，因此JYV電纜允許的截流量更大，同樣的負載電流條件下，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）時載流量規(guī)格如下表所示（數(shù)據(jù)來源：北京電纜網(wǎng)）。
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電纜類型	單芯	兩芯	三芯	四芯
VV	170	145	130	138
YJV	230	210	160	165

  L4 c# u' n6 @8 C7 G  F. l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)計電纜時需要計入這些因素。多根單芯電纜平行捆扎敷設(shè)時，計算載流量也應(yīng)在單芯電纜的基礎(chǔ)上乘以一個小于1的降額矯正系數(shù)。下表為《工廠供電》中多根電纜并列時載流修正系數(shù)，電纜相距100mm。
+ u, d2 h9 h, `# t' l) n: G# @8 L3 S

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

誤區(qū)四：優(yōu)先選擇長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)計中優(yōu)先考慮。
事實上，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，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為能承受的溫度高而已。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電纜細一些的線徑，但線路電阻增加，線損和電壓降也增加，長期運行不一定合算。
電纜選擇必須全面考慮環(huán)境條件、使用場所、敷設(shè)方式、供電距離、長期運行的費用和電壓降，能用VV電纜的場所一般仍推薦用VV電纜。如果原行線架上已敷設(shè)VV電纜，新設(shè)計增加耐受溫升更高的JYV電纜是沒有意義的，平行捆扎走線的電纜只能按耐受溫升最低的電纜計算載流量。
( R3 V( L2 o& U) {) H. f誤區(qū)五：并聯(lián)多大的導(dǎo)線，就相當于線徑增大多少平方
1 |3 @% l5 r; q- ~# M: Z大型機房負載容量大，需要提供很大的電流，如果選擇一根導(dǎo)線，無疑需要線徑很粗的供電電纜，施工并不方便，甚至沒有足夠粗的導(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)濟上更合算。
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)線可能分配電流過大，超過安全載流量。此外，如果采用不一致的線徑，需仔細復(fù)核電線上的電流是否小于安全載流量，細導(dǎo)線的單位載流量只能按粗導(dǎo)線計算。
) X! @5 m. X* G! x* ~4 u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)律來分配，小電纜相對發(fā)熱明顯。兩線并聯(lián)時，粗的電纜不應(yīng)大于細電纜的兩倍。

moyfu

學習了~~~
3 g/ v( E' r7 ]' u- c! w6 }收藏


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