刍议长距离低压配电系统电缆截面的选择

刘军

摘要：在实施长距离的低压配电综合系统设计实践中，对于电缆截面具体选择方面，往往有着一定特殊要求和标准。可以说，电缆截面选定的科学合理性，不仅直接关系着长距离的低压配电综合系统设计质量，更影响着长距离的低压配电综合系统运行安全及稳定，这就决定了合理选择电缆截面的必要性和重要性。鉴于此，本文主要围绕着长距离的低压配电综合系统当中电缆截面合理选择开展深入的研究和探讨，期望能够为今后此方面设计实践工作的有序进展提供有价值的参考或者依据。

关键词：低压;长距离;配电系统;选择;电缆截面

1  前言

电缆截面，即为电线内部铜芯截面，属于长距离的低压配电综合系统设计当中核心部分。通过合理科学地选定电缆截面，能够确保长距离的低压配电综合系统一致维持稳定可靠地运行状态，防止系统故障问题出现。对此，深入研究长距离的低压配电综合系统当中电缆截面合理选择，有着一定的现实意义和价值。

2  合理选择电缆截面的现实意义

选择电缆是工业企业设计供电網络的核心，这主要是因电缆属于供电网络重要构成元件，只有依靠着电缆才可实现电能输送。选定电缆截面期间，不仅要确保工业企业安全可靠的供电，还需注重电缆负载能力的有效利用。因电缆所使用的有色金属均属于我国经济建设重要物资[1]。故而，正确合理地选定电缆截面，不但可确保装置维持稳定可靠的生产运行状态，还可实现有色金属的节约和生产能耗的有效降低，现实意义较为突出。

3  电缆截面合理选择实施对策

3.1  工况

以中信重工总承包柬埔寨的KCC2水泥工程低压配电项目为例，该项目低压配电综合系统内设电力车间9个，但因受场地限制，存储煤粉车间设备内15kW胶带输送装置配电线路长度在550m以上。那么，为确保电缆可维持稳定安全的运行状态，就需要对该长距离的低压配电综合系统当中，做好电缆截面合理选择工作。故而，本文以该项目工程为例，对长距离的低压配电综合系统当中电缆截面合理选择开展深入研究。

3.2  选定电缆截面

厂家设备资料当中，存储煤粉车间15kW电动机为380V额定电压、0.8功率因数，89.7%效率。依据民用和工业配电设计标准，电动机额定电流的计算列式是：[Ir=Pr3Urηcos?]（cos[?]是电动机满载条件下功率因数;[η]是电动机满载条件下功效率;Ur是电动机额定的电压;Pr是电动机额定的功率）。从中可解析出Ir=31.8A。处于35℃温度环境下，且为明敷这一敷设方式条件下，选定YJV-0.6/1kV-4×4电缆可符合长距离的低压配电综合系统各项设计标准[2]。

3.3  修正电缆的载流量

此低压配电项目当中，敷设电缆方式有三种不同的情况，即为电缆沟式敷设、桥架式敷设、穿管明敷。此项目工程当中全厂桥架的类别均为梯架，并列的电缆数均在7根以上，结合电力项目工程电缆的设计规范和标准，在桥架上面无间距式多层并列的电缆，校正载流量系数一般取值为0.65，故而，经修正处理过后，载流量即为48.92A。对此，选定YJV-0.6/1kV-4×6电缆可符合长距离的低压配电综合系统各项设计标准。

3.4  校验电压损失

因线路上面均有电抗、电阻，电流经过电缆，会有热量和电压损失产生，对电压质量会产生一定影响。用电装置端子电压值若偏离了额定参数值后，将会直接影响到设备自身性能，则电压偏差需确保把控至±5%范围，故针对于电缆，需校验好电压损失。三相平衡的负荷线路当中，实际负荷情况通常以电流矩Il（A·km）来表示出来，下列是计算线路电压实际损失列式：[Δu%=310UnR，0cos?+X，0sin?Il=Δua%Il]

（I是负荷电流;l是线路长度;Un是标称线的电压;[R，0X，0]是三相线路的长度单位电阻与单位感抗;[Δua%]是三相线路1A·km电压损失百分比;[Δu%]是线路电压的损失百分比）。1kV交联式聚乙烯的绝缘电缆，采用380V三相电压损失。电缆截面若超过35mm2，则[Δu%]>5;若若截面是35mm2，则[Δu%]<5[3]。经过计算分析后，则可确定选定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16电缆可符合长距离的低压配电综合系统各项设计标准。

3.5  校验电缆的热稳定

依据低压配电系统设计规范和标准，绝缘导体热稳定性，需依据截面积做好校验工作，短路持续的时间若在5s范围内，则绝缘导体截面需与下列公式要求相符合：[S≥IKt]（K是针对铜芯YJV型的电缆系数;t是保护电器电流自动切断动作时间;I是经保护电器预期短路电流或者是故障电流;S是保护导体截面积）。电动装置末端在有三相短路发生后，三相起始处短路电流的交流分量实际有效参数值需代入到以下列式中计算分析：

（在上述列式当中，XL、RL是配电线路实际电抗及电阻;XM、RM是变电装置低压侧的母线段电抗及电阻;XT、RT是变压装置电抗及电阻;Xs、Rs是变压装置高压侧的系统电抗及电阻;Xk、Rk、Zk、是短路电路的总电抗、总电阻、总阻抗）。变电所上级容量考虑到无限度，Xk和Rk均为0。变压装置阻抗则是：XT=7mΩ、RT=1.65mΩ;母线单位的长度阻抗是：XM=0.181mΩ、RM=0.025mΩ;线路单位的长度阻抗则是：XT=0.079mΩ、RT=0.351mΩ。而后便可得到：Xk=53.07mΩ、Rk=195.06mΩ。故而，[I"S]=1.13kA。因电动机电流是31.8A，则Ir在0.01[I"S]以上范围。因考虑到电动机针对于短路点所产生影响因素，结合[I"M=KstMIr×10-3]I（KstM是电动装置反馈的电流倍数，一般取6倍;[I"M]是电动装置反馈电流的交流分量初定值）。因[I"M]取值为0.19kA，故短路总电流则取值为1.32kA，将其代入至[S≥]列式当中，电流自动切断动作时间则为0.4s，S则取值为5.8mm2。由此可了解到，电缆截面若在6mm2以上，则可满足于热稳定性实际要求和标准。经系统化分析可了解到，选定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16电缆，可满足于长距离的低压配电综合系统在热稳定性、载流量、压降等各方面标准。

3.6   敷设电缆

该中信重工总承包柬埔寨的KCC2水泥工程低压配电项目当中，电缆分层的布置基本原则即为：自上而下分别为控制电缆、电力低压电力、高压电力，此辐射方式和现阶段国内大部分水泥厂做法有着一定差异性。该低压配电项目当中，电缆敷设主要方式为沿梯子桥架敷设形式。电缆的总截面积和桥架内部横断面积比值，控制电缆需在50%范围内，而电力电缆则需在40%范围内。

4  结语

综上所述，通过以上分析论述之后我们对于长距离的低压配电综合系统当中电缆截面合理选择现实意义及其合理选定实施对策，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，在实施长距离的配电期间，务必要结合电缆实际长度、所用敷设方式、修正处理电缆的载流量等各个方面，科学合理选定电缆截面，以确保电缆处于长期运行状态下不会有过热现象产生，保证长距离的低压配电综合系统总体设计质量和效果，维持电缆可靠稳定且安全地运行状态。

参考文献：

[1]方敏，崔丽珍.电缆的保护导体截面选择的探讨[J].有色冶金设计与研究， 2018， v.39;No.182（04）：614-615.

[2]赵恺.远距离低压电动机动力电缆选择[J].油气田地面工程， 2019，22（17）：449-450.

[3]马维贵，董廷杰.建筑照明配电系统电线电缆的选择要点%Selection of Wire and Cable for Building Lighting Distribution System[J].电子测试， 2018， 37（018）：101-102.