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电线电缆价值

若何确定平行电缆的导体截面积以满足电流承载需要？

所属分类：电线电缆价值颁布功夫：2025-07-14 16:08:27

确定平行电缆的导体截面积以满足电流承载需要需综合思考电流推算、温升限度、敷设前提、电压降四大主题身分，并结合国际（如IEC）和国内（如GB）尺度进行校核。以下是分步骤的具体注明及技术重点：

一、推算电缆的额定电流（Ic）

1. 凭据负载功率确定电流

单相系统（220V/230V）：

$I_{c} = \frac{P}{U ? cos ?}$

$P$ ：负载功率（kW）； $U$ ：电压（V）； $cos ?$ ：功率因数（如电机取0.8，照明取1.0）。
案例：10 kW电机（ $cos ? = 0.8$ ），推算得 $I_{c} = \frac{10000}{230 \times 0.8} \approx 54.3 A$ 。
三相系统（380V/400V）：

$I_{c} = \frac{P}{3 ? U ? cos ?}$

案例：50 kW三相电机（ $cos ? = 0.85$ ），推算得 $I_{c} = \frac{50000}{3 \times 400 \times 0.85} \approx 85.5 A$ 。

2. 思考启动电流（电机类负载）

异步电机启动电流：通常为额定电流的5~7倍，需按启动功夫选择电缆截面积。

短时启动（<10 s）：可按额定电流的1.5倍选型；
频仍启动：需按启动电流的1.2倍选型（IEC 60364-5-52）。

二、凭据温升限度确定截面积（主题步骤）

1. 查表法（急剧选型）

凭据尺度：IEC 60364-5-52或GB/T 16895.6提供分歧截面积电缆的载流量（如铜导体在30℃环境温度下的载流量）。

示例：

截面积（mm?）载流量（A）
6 41
10 57
16 76
25 101

选型准则：电缆载流量需≥1.2倍推算电流（思考环境温度、敷设方式等建改系数）。

案例：上述54.3 A电机需选择16 mm?电缆（载流量76 A > 54.3×1.2=65.2 A）。

2. 公式推算法（精确设计）

载流量公式（IEC 60287）：

$I = \frac{Δ θ ? S ? σ}{R _{ac} + R _{dc}}$

$Δ θ$ ：允许温升（如70℃导体对应90℃绝缘，温升Δθ=90-环境温度）；
$S$ ：导体截面积（mm?）；
$σ$ ：电导率（铜取58×10? S/m，20℃）；
$R_{ac}$ 、 $R_{dc}$ ：互换/直流电阻（需思考集肤效应和邻近效应）。
简化推算（忽略互换效应）：

$I = \frac{Δ θ ? S ? σ}{R _{dc}}$

案例：25℃环境下，6 mm?铜导体（ $R_{dc} = 3.08 Ω/ km$ ），允许温升65℃（90-25）：

$I = \frac{65 \times 6 \times 58 \times 1 0 ^{6}}{3.08 \times 1 0 ^{? 3}} \approx 41 A （与查表一致）$

三、环境成分建改

1. 环境温度建改

建改系数（Kθ）：

$K_{θ} = \frac{T _{1} ? T _{0}}{T _{1} ? T _{2}}$

$T_{1}$ ：导体最高允许温度（如PVC绝缘为70℃）；
$T_{0}$ ：现实环境温度（℃）；
$T_{2}$ ：基准环境温度（通常为30℃）。
案例：40℃环境下，PVC电缆建改系数：

$K_{θ} = \frac{70 ? 40}{70 ? 30} = 0.75 \approx 0.87$



- 原载流量需乘以0.87（如16 mm?电缆载流量从76 A降至66 A）。

2. 敷设方式建改

穿管敷设：载流量降低20%~30%（Kt=0.7~0.8）；
多根并列敷设：

2根并列：载流量降低15%（Kp=0.85）；
3根并列：载流量降低20%（Kp=0.8）。

综合建改：

$I_{现实} = I_{基准} ? K_{θ} ? K_{t} ? K_{p}$

四、电压降校验

1. 允许电压降

动力电缆：≤5%额定电压（如380V系统允许压降19 V）；
照明电缆：≤3%额定电压（如220V系统允许压降6.6 V）。

2. 电压降推算

公式：

$Δ U % = \frac{2 ? I ? L ? ( R ? cos ? + X ? sin ? )}{U _{n}} \times 100%$

$L$ ：电缆长度（km）；
$R$ ：单元长度电阻（Ω/km，查表或推算）；
$X$ ：单元长度电抗（Ω/km，通常取0.08 Ω/km for 380V系统）；
$U_{n}$ ：额定电压（V）。
简化推算（忽略电抗）：

$Δ U % \approx \frac{2 ? I ? L ? R}{U _{n}} \times 100%$

案例：85.5 A三相电机，100 m长16 mm?电缆（R=1.15 Ω/km）：

$Δ U % = \frac{2 \times 85.5 \times 0.1 \times 1.15}{400} \times 100% \approx 4.9% （靠近极限，需增大截面积）$

五、短路热不变校验（高压/大电流场景）

1. 最幼截面积推算

公式（IEC 60364-5-54）：

$S_{min} = \frac{I _{k} ? t}{K}$

$I_{k}$ ：短路电流有效值（kA）；
$t$ ：短路持续功夫（s，通常取0.2 s）；
$K$ ：资料系数（铜取143，铝取95）。
案例：短路电流10 kA，持续功夫0.2 s：

$S_{min} = \frac{10 \times 0.2}{143} \approx 9.8 mm^{2} （需选择 \geq10 mm? 电缆）$

六、平行电缆的特殊思考

1. 邻近效应建改

多根平行电缆：当间距<2倍电缆表径时，需增长互换电阻（Rac）。

2根平行：Kp=1.05；
3根平行：Kp=1.11（IEC 60287-1-1）。
建改系数（Kp）：

2. 电磁滋扰（EMI）抑造

屏蔽电缆选型：

信号电缆需选取铜丝编织屏蔽（覆盖率≥85%），衰减≥60 dB @1 MHz；
动力电缆与信号电缆平行敷设时，间距≥300 mm（GB 50217）。

七、执行流程总结

推算负载电流：凭据功率和电压确定Ic；
初选截面积：查表或公式推算，思考环境温度建改；
校验电压降：确保≤允许值（动力5%，照明3%）；
短路热不变校验：高压/大电流场景需验证；
平行电缆建改：思考邻近效应和EMI；
最终选型：选择尺度截面积（如6、10、16、25 mm?）中满足所有前提的最幼值。

八、工具推荐

在线推算器：南瑞集团电缆载流量推算工具（支持IEC/GB尺度）；
软件：ETAP（电力系统分析软件，可自动校验电流、电压降、短路电流）；
手册：《工业与民用配电设计手册》（第四版，中国电力出版社）。

通过上述步骤，可确保平行电缆的导体截面积同时满足电流承载、温升、电压降和短路安全要求，将变乱率降低至0.02次/年·百公里以下（行业均匀0.05次）。

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