高压电缆截面选择计算书

电缆截面选择计算

1.计算条件

A.环境温度：40℃。

B.敷设方式：

●穿金属管敷设；

●金属桥架敷设；

●地沟敷设；

●穿塑料管敷设。

C.使用导线：铜导体电力电缆

●6~10kV高压：XLPE（交联聚乙烯绝缘）电力电缆。

●380V低压：PVC（聚氯乙烯绝缘）或XLPE电力电缆。

2.导线截面选择原则

2.1导线的载流量

1）载流量的校正

A.温度校正

K1=√（θn－θa）/（θn－θc）

式中：θn：导线线芯允许最高工作温度，℃；

XLPE绝缘电缆为90℃，PVC绝缘电缆为70℃。

θa：敷设处的环境温度，℃；

θc：已知载流量数据的对应温度，℃。

2）敷设方式的校正

国标《电力工程电缆设计规范》GB50217-94中给出了不同敷设方式的校正系数。综合常用的几种敷设方式的校正系数，并考虑到以往工程的经验及经济性，取敷设方式校正系数K2=0.7

3）载流量的校正系数

K=K1×K2

2.2电力电缆载流量表

表1 6~10kV XLPE绝缘铜芯电力电缆载流量表

表2 0.6/1kV PVC绝缘电力电缆载流量表

表3 0.6/1kV XLPE绝缘电力电缆载流量表

2.3短路保护协调

1）6~10kV回路电力电缆短路保护协调

S≥I×√t×102/C

式中：S：电缆截面，mm2；

I：短路电流周期分量有效值，A；

t：短路切除时间，秒。

C：电动机馈线C=15320；其他馈线C=13666 2）380V低压回路电力电缆短路保护协调

●配电线路的短路保护协调

S≥I×√t/K

式中：S：电缆截面，mm2；

I：短路电流有效值（均方根值），A；

t：短路电流持续作用时间，秒。

K：PVC绝缘电缆K=115；XLPE绝缘电缆K=143

●380V电动机回路短路保护协调

电缆的允许电流大于线路短路保护熔断器熔体额定电流的40%。

2.4电缆的最小截面

A.6~10kV电力电缆：根据铜冶炼厂实际使用经验，采用断路器时，最小截面70~95 mm2。

（在新设计的工程中应根据短路电流数据进行计算）

B.低压电力电缆：最小截面：4 mm2。

对于二次配电的容量较小或小功率电动机的电缆线路其截面经校核后可选为2.5 mm2。

C.交流控制回路的控制电缆最小截面

-电流回路：最小截面：≥2.5 mm2；

-电压回路：最小截面：≥1.5 mm2；

-其他回路：最小截面：1.5 mm2。

D.数字信号和模拟信号控制电缆最小截面：≥0.5 mm2，有特殊要求的数字通信电缆按设

备制造厂要求选择。

2.5线路的电压降

电动机起动时从配电盘到电动机端子之间线路的允许电压降在10~12%以内，正常运行时线路的电压降在2%以内。

线路电压降计算公式：

ΔU%=K（Rcosφ+Xsinφ）I l/10Un

式中：ΔU%：线路电压降百分数，%；

Un：标称电压，kV；

R，X：线路单位长度的电阻和感抗，Ω/km；

I：负荷计算电流，A；

l：线路长度，km；

cosφ：功率因数。

其中：X=2πf L

L=（2ln（Dj/r）+0.5）10-4

L：电缆每相单位长度电感量，H/km；

f：频率，Hz；

Dj：几何均距，cm；

r：电缆主芯线半径，cm；

K值：

（1）三相平衡负荷线路：K=√3；

（2）接于线电压的单相负荷线路：K=2；

（3）接于相电压的两相-N线平衡负荷：K=1.5√3。

（4）接于相电压的单相负荷：K=2，式中Un为标称相电压，kV。

3.计算结果

6~10kV和380V电动机回路电缆截面选择见表4-1、表4-2和表5-1、表5-2。

4.几点说明

4.1关于电力电缆的载流量

表1~表3中的电缆载流量选自国内大生产厂家样本数据，但与《电力工程电缆设计规范》附录B中的数据有一定的偏差（偏小）。

4.2电缆允许最小截面

高压电缆是按《电力工程电缆设计规范》附录D计算满足热稳定条件的缆芯最小截面，与用以前常用公式计算的截面相似。

确定低压电缆的最小截面时应考虑到单相接地故障保护要求（单相接地故障电流的数值主要由线路的长度和截面确定）。对低压电动机线路是按采用熔断器做短路保护器件协调电缆载流量，此法较为简单，在以前的规范中也采用过。有关低压电缆的热稳定校验参见《低压配电设计规范》GB50054-95。

需指出的是按《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93只需对必须确保可靠的电动机线路进行热稳定校验。

在爆炸和火灾危险场所的电缆最小截面应按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的相关条款规定选择。

控制电缆的最小截面是参照有关规程条款要求，也是在工程中通常采用的，但对交流电流回路的控制电缆截面在实际工程设计中仍应按有关规范要求进行必要的校验，以确保测量或保护的精度。

4.3低压电力电缆的选型

通过比较相同截面的低压XLPE电缆和PVC电缆，虽然XLPE电缆的允许载流量较PVC 电缆大，但两者单位长度的线路阻抗值是近似的，对同样长度、截面的线路进行电压降校验，XLPE电缆并无优势（参见表5-1和表5-2）。考虑到经济性，在低压电缆用量较大时本文推荐选择PVC电缆。

4.4电动机的额定电流

表4-1、表4-2和表5-1、表5-2中电动机的额定电流摘自设备手册和厂家样本资料数据，不同厂家、不同型号的电动机其额定电流值略有差异，需准确数据时应向制造厂查询。

4.5电动机起动时的线路电压降

直接起动的电动机，起动时的线路压降是按线路的芯线温度为40℃计算。对降压起动的电动机，按在额定电流运行时计算线路电压降。

表4-1 6kV电动机回路电缆截面选择表