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高压电缆截面选择计算书
技术资料
电缆截面选择计算
计算：黄永青 2005 年 7 月 28 日
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=√（θ n－θ a）/（θ n－θ c）
式中：θ n：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℃。 θ a：敷设处的环境温度，℃； θ c：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 电缆规格 3×25mm2 3×35mm 3×50mm 3×70mm 3×95mm
2 2 2 2
空气中 25℃（A） 137 168 205 252 299
电缆桥架中 40℃（A） 84 102 125 154 182
电缆规格 3×120mm2 3×150mm 3×185mm 3×240mm 3×300mm
2 2 2 2
空气中 25℃（A） 341 394 436 520 593
电缆桥架 中 40℃ （A） 208 240 266 317 363
表2 电缆规格 3×4mm2 3×6mm
2 2 2 2 2 2
0.6/1kV PVC 绝缘电力电缆载流量表 空气中 40℃（A） 26 32 46 60 77 95 115 电缆桥架中 40℃（A） 18 22 32 42 54 67 81 电缆规格 3×70mm2 3×95mm
2 2 2 2 2 2
空气中 40℃（A 145 185 210 245 280 335 375
电缆桥架 中 40℃ （A） 102 130 147 172 196 235 263
3×10mm 3×16mm 3×25mm 3×35mm 3×50mm
3×120mm 3×150mm 3×185mm 3×240mm
3×300mm
表3 电缆规格 3×4mm2 3×6mm
2 2 2 2 2 2
0.6/1kV XLPE 绝缘电力电缆载流量表 空气中 40℃（A） 33 41 57 76 98 119 143 电缆桥架中 40℃（A） 23 29 40 53 68 83 100 电缆规格 3×70mm2 3×95mm
2 2 2 2 2 2
空气中 40℃（A 176 213 246 279 319 374 426
电缆桥架 中 40℃ （A） 123 149 172 195 223 262 298
3×10mm 3×16mm 3×25mm 3×35mm 3×50mm
3×120mm 3×150mm 3×185mm 3×240mm
3×300mm
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： Δ U%=K（Rcosφ +Xsinφ ）I l/10Un 式中：Δ U%：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=2π f 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） （2） （3） （4） 三相平衡负荷线路：K=√3； 接于线电压的单相负荷线路：K=2； 接于相电压的两相-N 线平衡负荷：K=1.5√3。 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
电动机功率 （kW） 220 250 280 315 355 400 450 500 560 630 800 1000 1250 1800 2000 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 5600 6300 7100 8000 9000 10000
6kV 电动机回路电缆截面选择表
额定电流 （A） 26 29 33 37 41 46 50 57 63 71 90 113 140 200 217 275 309 355 388 434 486 546 612 680 770 868 970 1076 50m 95mm2 95mm
2
线路长度 300m 600m 95mm2 95mm
2
备注 最 小 截 面 按 95mm2 考虑。
95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 120mm2 150mm2 240mm2 240mm2 120mm2 X2 120mm X2 150mm X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 240mm X3 300mm X3 300mm2 X3
2 2 2 2
95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 120mm2 150mm2 240mm2 240mm2 120mm2 X2 120mm X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 240mm X3 300mm2 X3 300mm2 X3
2 2
两根并用
三根并用
注：电动机外壳的接地线截面：
铜导体：≥50 mm2； 钢导体：≥120 mm2。
表 4-2
电动机功率 （kW） 220 250 280 315 355 400 450 500 560 630 800 1000 1250 1800 2000 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 5600 6300 7100 8000 9000 10000 14000
10kV 电动机回路电缆截面选择表
额定电流 （A） 16 18 20 22 25 28 31 45 50 55 67 76 92 126 139 173 194 210 235 264 298 328 365 416 466 523 583 643 897 50m 70mm2 70mm
2
线路长度 300m 600m 70mm2 70mm
2
备注 最小截面按 70mm2 考虑。
70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 95mm2 120mm2 150mm2 150mm2 185mm2 240mm2 95mm2X2 120mm X2 120mm X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3
2 2
70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 95mm2 120mm2 150mm2 150mm2 185mm2 240mm2 95mm2 X2 120mm X2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3
2
两根并用
注：电动机外壳的接地线截面：
铜导体：≥50 mm2； 钢导体：≥120 mm2。
表 5-1
电动机功率 （kW） ＜0.55 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3.0 4.0 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 1.6 2.1 2.7 3.7 5 6.8 8.8 11.6 15.4 22.6 30.3 35.9 42.5 56.8 70.4 84.2 102.5 139.7 164.3 额定电流 （A）
380V 电动机回路 PVC 电缆截面选择表
线路长度 50m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 185mm2 10mm2 4mm2 4mm2 6mm2 4mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 16mm2 16mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 240mm2 4mm2 6mm2 6mm2 100m 150m 200m 250m 300m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 6mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 120mm2 185mm2 240mm2 备注
表 5-1 续
电动机功率 （kW） 110 132 160 185 200 220 250 280 315 400 450 500 560 630 额定电流 （A） 202 242 294 331 358 388 440 497 557 693 785 860 969 1083 50m 240mm2 120mm2 X2 150mm X2 185mm X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2
2 2
380V 电动机回路 PVC 电缆截面选择表
线路长度 100m 150m 240mm2 200m 120mm2 X2 2-120mm2 X2 150mm X2 185mm X2 185mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2
2 2
备注 250m 150mm2 X2 300m 120mm2 X2 185mm2 X2 两根并用
240mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2
宜采用 6~10kV 高压电动机
说明：根据《低压配电设计规范》GB50054-95，相线芯线截面 S（mm ）≤16，采用四芯等截面电缆；
2
相线芯线截面 16＜S（mm2）≤35，采用 PE 线截面为 16（mm2）的四芯电缆； 相线芯线截面 S（mm2）＞35，采用 PE 线截面为 S/2（mm2）的四芯电缆。 表 5-2
电动机功率 额定电流
380V 电动机回路 XLPE 电缆截面选择表
线路长度 备注