浅谈电缆截面选择的几种依据

覃旭伟

（广东寰球广业工程有限公司，广东 广州 510655）

浅谈电缆截面选择的几种依据

覃旭伟

（广东寰球广业工程有限公司，广东 广州 510655）

本文通过对配电电缆截面选择的几种方法进行分析比较，以得出最理想的电缆截面选择方案。使得电缆设计做到技术先进、经济合理、安全适用、便于施工与维护。避免因为电缆截面选择不当而造成的损失或浪费。

电缆截面选择；载流量；热稳定；经济电流密度；电压降

概述

电力电缆截面选择是电气（供配电）设计的主要内容之一。电缆截面选择方法一般是按照如下原则进行的：

（1）按长期允许载流量选择电缆截面；（2）校验其短路时的热稳定度；（3）按经济电流密度选择电缆截面；（4）按电网允许电压降校验电缆截面。

1 按长期允许载流量选择电缆截面

1.1 电缆的长期允许载流量取决于电缆的材质、敷设处的环境温度、敷设方式及土壤热阻系数等因素。为了保证电缆的使用寿命，运行中的电缆导体温度不应超过其规定的长期允许工作温度。因此，在选择电缆截面时，必须满足下列条件：Imax≤KI0。

式中：Imax-通过电缆的最大持续电流；I0-电缆载流量；

K-电缆长期允许载流量的总修正系数。

在不同的敷设环境与条件下，总修正系数K不同：

（1）单根直埋敷设时：K=K1K2；（2）并列直埋敷设时：K=K1K2K3；

（3）空气中并列敷设时：K=K1K4；（4）空气中单根穿管敷设时：K=K1K5；

（5）电缆桥架中敷设时：K=K1K6。

式中：K1—温度修正系数；K2—土壤热阻系数不同时的修正系数；K3—并列直埋修正系数；

K4—空气中并列修正系数；K5—空气中穿管修正系数；K6—电缆桥架中敷设修正系数。

1.2 电缆运行环境温度不同时的载流量修正。当电缆敷设处环境温度不同时，电缆运行环境温度的改变，会导致电缆长期允许载流量的改变，电缆载流量须乘相应的修正系数，即载流量乘温度修正系数。

电缆在不同周围环境温度下的修正系数，我们可查阅其他相关资料得出。如《工业与民用配电设计手册》、《电力电缆应用技术问答》等相关资料。

1.3 电缆运行环境热阻不同时的载流量修正。土壤热阻是指土壤与电缆表面界面的热阻，它和界面大小、土壤性质、土壤密度、含水量及电缆表面温度等因素有关。当电缆直埋或穿管埋地时，土壤热阻系数是影响电缆载流量的主要因素之一。电缆周围环境热阻越大，电缆散热情况越差，电缆的长期允许载流量就越小。

不同土壤的特征、热阻系数及其载流量修正系数不同，其土壤修正系数我们同样可查阅其他相关资料得出。

1.4 电缆并列敷设运行时的载流量修正。电缆多回路并列敷设时，尤其是在电缆敷设受到一定限制而导致电缆间距较小时，电缆所产生的热量就更难以散发出去，因而其电缆长期允许载流量比正常情况下载流量要小些许，并列电缆的根数越多电缆间距越小，则电缆的长期允许载流量修正系数就越小。

并列直埋敷设和空气中单层多根并列敷设电缆长期允许载流量修正系数可查阅其他相关资料得出。

1.5 电缆穿管或在桥架内敷设运行时的载流量修正。电缆运行中，为了防护机械外力的损伤等原因，将电缆线路的某个危险段穿管运行，如果穿管段长度大于10m时，其长期载流量需要修正。电缆桥架上无间距配置多层并列电缆敷设运行时的载流量也需要修正。载流量修正系数可查阅其他相关资料得出。

2 按电缆短路时热稳定性选择电缆截面

对于电压为0.6/1kV及以下的电缆，当采用自动开关或熔断器作保护时，一般电缆均可满足短路热稳定性的要求，不必再进行核算。而对于3.6/6kV及以上电压等级的电缆，应按下列公式校核其短路热稳定性

式中：Smin-短路热稳定要求的最小截面积，mm2；I∞—稳态短路电流，A；

t-短路电流的作用时间，S；C-热稳定系数。（可查阅其他相关资料得出。）

3 按经济电流密度选择电缆截面

选择电缆截面除了要考虑初始投资外，还应考虑电缆在使用期内的损耗。选择小截面电缆可以减少初始投资，但损耗会增加；反之，增大电缆截面可以减少电缆损耗，但初始投资则增加。因此在电缆某一截面区间内，找到使投资与损耗总用度和最少的截面，就是我们电缆截面的最终选择。

式中：Imax—最大负荷电流，A；jn—经济电流密度，A/mm2；

根据公式，首先要知道电缆线路中年最大负荷利用时间，然后按从表中查得线芯材料的经济电流密度计算。计算所得的截面值，通常选择不小于这个值、并最靠近这个值的标准电缆截面。经济电流密度可查阅其他相关资料得出。

4 按电网允许压降校验电缆截面

配电设计中，按电压损失检验截面时，应使各种用电设备端电压符合电压偏差允许值。还应考虑设备的运行状况，对于少数远离变电所的用电设或者使用次数很少的用电设备，其电压偏移的允许范围可适当放宽，以免过多地耗费投资。

为了保证供电质量，按允许电压降校核电缆截面积时，其校核公式如下：

式中：S-电缆截面积，mm2；I-负荷电流，A；

U-网络额定电压，三相系统为线电压，单相系统为相电压；L-电缆长度，m；

Δu%-网络允许电压降百分数；ρ-电阻率，Ω·mm2/m。

结语

在电缆截面选择时，无论按哪种方法选择的电缆截面，都应该用其他方法去校核，用各种方法分别求出最小截面，从中选择出合适的最终选定值。经济离不开技术的支持，技术最终是为降低成本减少投入来提高收益，两者是互不可分割、相互制约、相互依存的。使用多种方法相互验证电缆截面的选择，可以节约电力运行总用度，改进电力运行的可靠性，还可以节省能源、改善环境、推动可持续发展。

[1]GB50217-2007，电力工程电缆设计规范[S].

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社.

[3]于景丰.电力电缆应用技术问答[M].北京：中国水力水电出版社.

TU85

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.090