低壓電纜截面選擇實例

孫 蓉（艾博識生物制藥技術咨詢（天津）有限公司,上海 200235）

低壓電纜截面選擇實例

孫 蓉
（艾博識生物制藥技術咨詢（天津）有限公司,上海 200235）

如何選擇低壓電纜截面是電氣設計中一個十分基礎和重要的知識點。現在通過一個實例介紹一下如何根據載流量，環境溫度,電纜敷設方式，電壓降，短路熱效應，等因素來選擇和校驗電纜截面。

電纜截面;載流量;電壓降;短路熱穩定;變壓器;馬達

0 引言

本文所討論的電纜為電壓等級為0.6/1kV,頻率為50HZ的電纜.本文通過一個典型實例就如何選擇從變頻器至馬達電纜截面，直觀地介紹了低壓電纜截面選擇和校驗方法。

1 變頻馬達電纜選擇設計實例

以電纜敷設至一臺額定電壓（Un）為380V，額定功率（Pe）為55kW，功率因數（COS?）為0.95，效率（?）為0.92的變頻器，電纜敷設溫度為50?C，安裝在有爆炸危險的場所ZOON2，沿梯級式橋架接觸敷設，電纜橋架有三層，電纜敷設長度185米為例。

1.1 確定電纜形式

所例設備為變頻馬達故選擇電纜形式為3C+3E變頻專用電纜。

1.2 確定電纜類型

選擇電纜為YJY-0.6/1kV交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套銅芯電纜。線芯長期允許工作溫度90?C，短路熱穩定允許溫度250?C。

1.3 計算電流

Ij（計算電流）=P/Un? （三相馬達）；j=55/ （1.732x0.38x0.95x0.92）=95.6（A）

Is（啟動電流）=IxKs；Is=3x95.6=286.84A

當Ks為普通饋電時K取 1.1；當Ks為變頻馬達時K取3

當Ks為直啟馬達時，參見具體樣本。

1.4 環境溫度對電纜載流量的影響

K1=

θn-電線、電纜線芯允許長期工作溫度?C θa-敷設處的環境溫度?C

θc-已知載流量數據的對應溫度?C

K1==0.9注，本論文參考的載流量值，空氣中敷設是以環境溫度40?C為基準。

1.5 敷設方式對電纜載流量的影響

按工業與民用配電設計手冊第九章表9-24敷設在自由空氣中多芯電纜載流量校正系數中，選擇梯架夾板等托盤數為3，接觸排放電纜數按最不利情況9根選得電纜載流量修正系數K2=0.7

1.6 預估電纜最小需要承受的載流量

Ie/（K1xK2）=95.6/（0.9x0.7）=151.7A

根據《工業與民用配電設計手冊》表9-34按敷設方式E三芯選，可選電纜截面為50mm2。載流量40 ?C為175A YJY-0.6/1kV-3x50+3x25。

1.7 根據電纜在防爆區敷設的要求復核載流量

因為電纜敷設在1，2防爆區導體允許載流量，不應小于保護熔斷器熔體額定電流的1.25倍，或斷路器反時限電流脫口器整定電流的1.25倍（低壓籠型電動機支線除外）；低壓籠型電動機支線的允許載流量不應小于電動機額定電流的1.25倍，所以防爆區電纜的載流量必須大于設備額定電流的1.25倍。即1.25xIe=1.25x95.6=119.5A＜175A 所以電纜截面選擇符合要求。

1.8 確認電纜載流量大于所選斷路器載流量

設備額定電流95.6A 選擇斷路器125A， 175A＞125A 所以電纜截面選擇符合要求。

2 電壓降復核（正常運行和啟動狀態（僅適用于馬達，不適用于饋電回路））

（1）正常運行時：三相平衡負荷線路電壓降復核查《工業與民用配電設計手冊》表9-781kV交聯聚乙烯絕緣電力電纜用于三相380V系統的電壓損失表，可知當截面為50mm2阻抗和電抗分別為

由于電壓降3.35%小于允許值5%所以電纜截面選擇符合要求。（2）啟動狀態下電壓降復核

1-（）

Zm=Un/（1.732xIs）=400/（1.732x286.84）=0.805；Zsupply=0.00491

注：Zsupply 為系統阻抗是從高壓系統一直計算到馬達的阻抗，此處本值是通過ETAP軟件計算求得的

R=0.435Ω/km，X=0.079Ω/km Un=380V, =0.95,l=185m

1-（）=0.1

允許啟動電壓降不大于0.2

0.1＜0.2小于允許值經復核電纜截面選擇符合要求。

3 短路電流熱效應校驗

Smin=

C為熱穩定系數-當導體長期允許溫度90 ?C，導體材質為銅芯，YJY短路熱穩定允許溫度250?C時 C取值143

I2t 此處以ABB斷路器為例，查相關ABB開關樣本，可得當斷路器為125A時, I2t為350000代入公式得

Smin==4.13mm2

4.13 mm2小于相線電纜截面50 mm2且也小于接地線電纜截面25 mm2

經復核電纜截面選擇均符合要求。

4 結束語

總之，在低壓電纜截面選擇時要從載流量，溫升，敷設方式，電壓降，短路熱穩定等多方面因素充分考慮，希望讀者通過以上兩個實例，舉一反三，能夠全面準確的掌握低壓電纜截面選擇的方法，準確地運用在實際設計中。

參考資料:

[1]工業與民用配電設計手冊第三版.

[2]電力工程電纜設計規范.

[3]IEC 60287 Electrical cables-Calculation of the current rating （all Parts）.

[4]AS/NZS 3008 Electrical installation-Selection of Cables.