低壓電纜截面選擇實(shí)例

孫 蓉（艾博識生物制藥技術(shù)咨詢（天津）有限公司,上海 200235）

低壓電纜截面選擇實(shí)例

孫 蓉
（艾博識生物制藥技術(shù)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(shè)計(jì)中一個(gè)十分基礎(chǔ)和重要的知識點(diǎn)?，F(xiàn)在通過一個(gè)實(shí)例介紹一下如何根據(jù)載流量，環(huán)境溫度,電纜敷設(shè)方式，電壓降，短路熱效應(yīng)，等因素來選擇和校驗(yàn)電纜截面。

電纜截面;載流量;電壓降;短路熱穩(wěn)定;變壓器;馬達(dá)

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(gè)典型實(shí)例就如何選擇從變頻器至馬達(dá)電纜截面，直觀地介紹了低壓電纜截面選擇和校驗(yàn)方法。

1 變頻馬達(dá)電纜選擇設(shè)計(jì)實(shí)例

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

1.1 確定電纜形式

所例設(shè)備為變頻馬達(dá)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(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套銅芯電纜。線芯長期允許工作溫度90?C，短路熱穩(wěn)定允許溫度250?C。

1.3 計(jì)算電流

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

Is（啟動電流）=IxKs；Is=3x95.6=286.84A

當(dāng)Ks為普通饋電時(shí)K取 1.1；當(dāng)Ks為變頻馬達(dá)時(shí)K取3

當(dāng)Ks為直啟馬達(dá)時(shí)，參見具體樣本。

1.4 環(huán)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(shè)處的環(huán)境溫度?C

θc-已知載流量數(shù)據(jù)的對應(yīng)溫度?C

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

1.5 敷設(shè)方式對電纜載流量的影響

按工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊第九章表9-24敷設(shè)在自由空氣中多芯電纜載流量校正系數(shù)中，選擇梯架夾板等托盤數(shù)為3，接觸排放電纜數(shù)按最不利情況9根選得電纜載流量修正系數(shù)K2=0.7

1.6 預(yù)估電纜最小需要承受的載流量

Ie/（K1xK2）=95.6/（0.9x0.7）=151.7A

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》表9-34按敷設(shè)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(jù)電纜在防爆區(qū)敷設(shè)的要求復(fù)核載流量

因?yàn)殡娎|敷設(shè)在1，2防爆區(qū)導(dǎo)體允許載流量，不應(yīng)小于保護(hù)熔斷器熔體額定電流的1.25倍，或斷路器反時(shí)限電流脫口器整定電流的1.25倍（低壓籠型電動機(jī)支線除外）；低壓籠型電動機(jī)支線的允許載流量不應(yīng)小于電動機(jī)額定電流的1.25倍，所以防爆區(qū)電纜的載流量必須大于設(shè)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(rèn)電纜載流量大于所選斷路器載流量

設(shè)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(fù)核（正常運(yùn)行和啟動狀態(tài)（僅適用于馬達(dá)，不適用于饋電回路））

（1）正常運(yùn)行時(shí)：三相平衡負(fù)荷線路電壓降復(fù)核查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》表9-781kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜用于三相380V系統(tǒng)的電壓損失表，可知當(dāng)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(tài)下電壓降復(fù)核

1-（）

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

注：Zsupply 為系統(tǒng)阻抗是從高壓系統(tǒng)一直計(jì)算到馬達(dá)的阻抗，此處本值是通過ETAP軟件計(jì)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(jīng)復(fù)核電纜截面選擇符合要求。

3 短路電流熱效應(yīng)校驗(yàn)

Smin=

C為熱穩(wěn)定系數(shù)-當(dāng)導(dǎo)體長期允許溫度90 ?C，導(dǎo)體材質(zhì)為銅芯，YJY短路熱穩(wěn)定允許溫度250?C時(shí) C取值143

I2t 此處以ABB斷路器為例，查相關(guān)ABB開關(guān)樣本，可得當(dāng)斷路器為125A時(shí), 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(jīng)復(fù)核電纜截面選擇均符合要求。

4 結(jié)束語

總之，在低壓電纜截面選擇時(shí)要從載流量，溫升，敷設(shè)方式，電壓降，短路熱穩(wěn)定等多方面因素充分考慮，希望讀者通過以上兩個(gè)實(shí)例，舉一反三，能夠全面準(zhǔn)確的掌握低壓電纜截面選擇的方法，準(zhǔn)確地運(yùn)用在實(shí)際設(shè)計(jì)中。

參考資料:

[1]工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊第三版.

[2]電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范.

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

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