交流供電電纜線徑選擇的十個(gè)誤區(qū)分析

機(jī)房供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的規(guī)范，用戶新建機(jī)房供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)通過設(shè)計(jì)單位選擇合適的交流線徑，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件施工。對于現(xiàn)有機(jī)房新增一般性負(fù)載，往往由用戶自行設(shè)計(jì)并安裝。

　　安全用電是動力設(shè)備安裝與維護(hù)人員的基本要求，所有安裝與維護(hù)人員都有必要了解交流電纜線徑選擇的方法和原則。維護(hù)人員在日常工作中不局限于發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，也應(yīng)關(guān)注線纜等配套設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化維護(hù)。在具體的安裝與維護(hù)工作中，不少工程師對電纜線徑的選擇存在著一些誤區(qū)，需要對這些誤區(qū)進(jìn)行分析。選擇了錯誤的電纜線徑，輕則增加了建設(shè)或運(yùn)行成本，重則可能帶來巨大的安全隱患。

　　本文列出的十個(gè)誤區(qū)都是工程與維護(hù)人員容易發(fā)生的，事實(shí)上導(dǎo)線線徑選擇還有更多的影響因素，具體選擇線徑時(shí)應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、允許溫升、敷設(shè)方式等查詢電工手冊或其它相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。

　　當(dāng)電纜較細(xì)時(shí)，電纜比表面積大，對散熱有利;當(dāng)電纜較粗時(shí)，電纜比表面積小，熱量不易散發(fā)，單位截面積導(dǎo)線通過相同的電流時(shí)，粗電纜溫度較高。如果電纜溫度超過允許值，就會發(fā)生危險(xiǎn)。下表為在空氣中敷設(shè)的塑料絕緣銅芯電線長期連續(xù)負(fù)荷載流量(《電工手冊》第14章第99頁，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社第四版，呂如良等主編，2002年1月)，周圍環(huán)境溫度為25℃，線芯長期允許工作溫度為70℃。

　　由上表可見，較細(xì)的電纜每平方載流量遠(yuǎn)大于4A，隨著電纜線徑的增加，每單位mm2載流量明顯下降。由于電纜不應(yīng)一直運(yùn)行于最高溫度，同時(shí)存在可能的過流或其它因素影響，選擇時(shí)導(dǎo)線載流量應(yīng)小于上表載流量數(shù)值。

　　由此看來，經(jīng)濟(jì)電流密度理解為粗電纜取2、細(xì)電纜取4，比理解為選2偏安全、選4偏經(jīng)濟(jì)更合乎實(shí)際。

　　R=L/(σS)=100×2/(57×4)=0.88Ω

　　ΔU=IR=16×0.88=14.1V

　　連接回路在最大工作電流作用下的電壓降，不得超過該回路允許值(《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》第6頁，GB50217-94)，該例電纜上電壓降達(dá)到14.1/220=6.4%，超過多數(shù)設(shè)備線路上壓降不應(yīng)大于5%的要求。負(fù)載工作電壓下降6.4%，相應(yīng)的工作電流上升1A，需要選用更粗的電纜(如6mm2)，重新計(jì)算電壓降，直至電壓降小于5%。

　　誤區(qū)三：只選擇電線線徑，不考慮電線類型

　　計(jì)算電纜線徑時(shí)，只確定了電纜金屬介質(zhì)的截面積。只要截面積相同，不論何種絕緣層與護(hù)套，電纜本身性質(zhì)完全相同(銅質(zhì)，通信機(jī)房電力電纜一般不用鋁芯電線)。但正是由于絕緣層與護(hù)套的不同，散熱性能、允許溫升就有區(qū)別，如常用的VV(聚氯乙烯絕緣)電纜與JYV(交聯(lián)聚乙烯絕緣)電纜，前者允許溫度為70℃，后者可達(dá)90℃，因此JYV電纜允許的截流量更大，同樣的負(fù)載電流條件下，可以選擇較小的線徑。此外，單芯與多芯電纜(指內(nèi)部含互相絕緣的多芯成套電纜)散熱條件不同，截流量也有區(qū)別。例如，銅芯導(dǎo)體截面為50mm2，單芯與多芯明敷電纜在環(huán)境溫度為25℃、導(dǎo)體溫度分別為70℃(VV電纜)和90℃(JYV電纜)時(shí)載流量規(guī)格如下表所示(數(shù)據(jù)來源：北京電纜網(wǎng))。

　　由上表可知，多芯電纜載流量較單芯為小，VV電纜載流量較YJV電纜為小，設(shè)計(jì)電纜時(shí)需要計(jì)入這些因素。多根單芯電纜平行捆扎敷設(shè)時(shí)，計(jì)算載流量也應(yīng)在單芯電纜的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)小于1的降額矯正系數(shù)。下表為《工廠供電》中多根電纜并列時(shí)載流修正系數(shù)，電纜相距100mm。

　　誤區(qū)四：優(yōu)先選擇長期安全載流量大的電纜

　　一般地，從電纜的絕緣性能、環(huán)保性能和耐候性能等方面看，YJV電纜載流量大，在各方面比VV電纜性能更優(yōu)異，應(yīng)在工程設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮。

　　事實(shí)上，YJY電纜雖然具有載流量大、電纜直徑小、重量輕、方便安裝等優(yōu)點(diǎn)，但在同等截面積條件下，YJY電纜比VV電纜流量大的原因僅僅是因?yàn)槟艹惺艿臏囟雀叨选＝孛娣e相同，銅的質(zhì)量、導(dǎo)電率也相同，因而在輸送同等電流的情況下，選擇YJY電纜可以比選擇VV電纜細(xì)一些的線徑，但線路電阻增加，線損和電壓降也增加，長期運(yùn)行不一定合算。

　　誤區(qū)五：并聯(lián)多大的導(dǎo)線，就相當(dāng)于線徑增大多少平方

　　大型機(jī)房負(fù)載容量大，需要提供很大的電流，如果選擇一根導(dǎo)線，無疑需要線徑很粗的供電電纜，施工并不方便，甚至沒有足夠粗的導(dǎo)線可供使用。多根導(dǎo)線并聯(lián)是允許的，由于線徑小的電線每平方載流量大于粗電線，并聯(lián)方式可能在經(jīng)濟(jì)上更合算。

　　并聯(lián)電線之間的電流在理論上按截面積分配，只要是相同材質(zhì)電線(如銅線)，都可以直接并聯(lián)。但實(shí)際工程中，最好使用相同的線徑。如果線徑相差懸殊，可能由于接線端子存在一定電阻，以及與電纜截面積不成正比的感抗作用，導(dǎo)致電流分配偏差，一根導(dǎo)線可能分配電流過大，超過安全載流量。此外，如果采用不一致的線徑，需仔細(xì)復(fù)核電線上的電流是否小于安全載流量，細(xì)導(dǎo)線的單位載流量只能按粗導(dǎo)線計(jì)算。

　　誤區(qū)六：只依據(jù)負(fù)載電流，未考慮短路電流

　　只根據(jù)負(fù)載電流選擇交流輸入電纜的線徑，事實(shí)上存在著安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，某大樓由功率S為315KVA的變壓器供電，變壓器Z值為5%。現(xiàn)欲在配電室增加一臺3P空調(diào)(單相)，發(fā)現(xiàn)配電柜內(nèi)有一額定容量為500A的斷路器CB3空閑未用，擬通過該斷路器為空調(diào)引入一相交流電，如下圖所示。工程人員按經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇線徑，取經(jīng)濟(jì)電流密度為4A/mm2，空調(diào)工作電流12A，選擇電纜的截面積S為4mm2，并在空調(diào)側(cè)安裝16A空開作為空調(diào)輸入開關(guān)。