周煥　呂繼杰

摘要：電氣設(shè)計(jì)過程中，涉及到低壓電纜截面選擇的問題，作為電氣專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，許多電氣設(shè)計(jì)人員往往沒有按照規(guī)范的依據(jù)選擇電纜和驗(yàn)證電纜截面積，電纜選型偏大或者偏小?，F(xiàn)在就某污泥處置項(xiàng)目為例給大家分享一下低壓電纜截面積的選擇過程及方法（此文主要講述的是主進(jìn)線電纜截面的選擇）。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì);低壓電纜;截面選擇;負(fù)荷計(jì)算

正文：末污泥處置項(xiàng)目為典型的河湖道淤泥處置項(xiàng)目，主要用電設(shè)備包括板框壓濾機(jī)、進(jìn)料泵、空壓機(jī)、泥漿泵、攪拌器、生活設(shè)施等，項(xiàng)目建設(shè)周期短，工期緊張，經(jīng)營周期短，項(xiàng)目完工后設(shè)備需回收利用。工程項(xiàng)目主要設(shè)備清單如下：

要選擇低壓電纜截面，首先要做的工作就是計(jì)算用電設(shè)備負(fù)荷。根據(jù)設(shè)備清單，同時(shí)考慮無功補(bǔ)償，電負(fù)荷計(jì)算表如下：

根據(jù)計(jì)算的負(fù)荷，現(xiàn)場配備五臺(tái)箱式變壓器，三臺(tái)630KVA變壓器（標(biāo)記為1#變壓器，2#變壓器，3#變壓器），一臺(tái)800KVA變壓器（標(biāo)記為4#變壓器），一臺(tái)500KVA變壓器（標(biāo)記為5#變壓器）。其中5#變壓器留作備用。

根據(jù)負(fù)荷分配的原則，1#變壓器分配負(fù)荷為518KVA，2#變壓器分配負(fù)荷為518KVA，3#變壓器分配負(fù)荷為517KVA，4#變壓器分配負(fù)荷為665KVA。

查詢變壓器銘牌參數(shù)，我們已知1#-3#變壓器低壓側(cè)額定電流為909A，4#變壓器低壓側(cè)額定電流為1154A，同時(shí)根據(jù)負(fù)荷計(jì)算得出，1#變壓器負(fù)載電流為747A，2#變壓器負(fù)載電流為747A，3#變壓器負(fù)載電流為746A，4#變壓器負(fù)載電流為960A。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇電纜時(shí)，先確定電纜的型號(hào)，然后確定電纜的規(guī)格，也就是電纜的截面。清淤項(xiàng)目主要是運(yùn)營項(xiàng)目，同時(shí)運(yùn)營周期短，項(xiàng)目結(jié)束后設(shè)備需要回收利用，考慮現(xiàn)場電纜回收利用及所受的拉力，現(xiàn)場所有動(dòng)力電纜采用鋼帶鎧裝交聯(lián)聚乙烯電纜。同時(shí)根據(jù)TN-S接地原則，配電動(dòng)力電纜采用五芯電纜。選擇電纜截面積一般考慮電纜載流量（溫升），電壓損失，經(jīng)濟(jì)電流密度，短路電流熱穩(wěn)定等，現(xiàn)主要從如下幾個(gè)方面講述電纜截面的選擇過程。

1）按長期允許載流量選擇電纜截面積

為了保證電纜的實(shí)際工作溫度不超過允許值，電纜按發(fā)熱條件的允許長期工作電流（載流量），不應(yīng)小于線路的計(jì)算電流。電纜通過不同散熱條件地段，其對(duì)應(yīng)的纜芯工作溫度會(huì)有差異，一般按5m長最惡劣散熱條件來選擇電纜截面積。

按長期允許載流量選擇電纜截面應(yīng)滿足公式：

kIxu≧Ijs

式中，Ixu-------標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下電纜最大負(fù)荷連續(xù)載流量（A）;

Ijs-------線路計(jì)算電流（A）;

k-------不同敷設(shè)條件的修正系數(shù)。

北湖現(xiàn)場主進(jìn)線電纜主要在土壤中直埋。埋深≧0.7m，現(xiàn)場主要運(yùn)行月份為4-7月，剛好處于武漢夏季，按最熱月平均低溫考慮（35℃）。

查詢《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)-電氣與自控》第三版，按照90℃導(dǎo)體工作溫度查詢35℃土壤中的修正系數(shù)K=0.92，從而計(jì)算可得1#變壓器電纜載流量Ixu≧747/0.92=812A。

查詢《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007，240平方Y(jié)JV22電纜埋地敷設(shè)電纜載流量為450A。因此兩根電纜并聯(lián)電流900A≧812A，可以選擇兩根截面積240平方的YJV22電纜并聯(lián)作為出線主電纜。（注：此處未考慮箱變低壓側(cè)配電柜斷路器額定電流大小以及受電柜斷路器額定電流大小，也未考慮并聯(lián)電纜的并聯(lián)系數(shù)，僅代表理想條件下，電纜和電流的計(jì)算過程。）

同理2#變壓器，3#變壓器同樣選擇兩根截面積240平方的YJV22電纜并聯(lián)作為出線主電纜。

4#變壓器電纜載流量Ixu≧958/0.92=1042A。

查詢《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007，185平方Y(jié)JV22電纜埋地敷設(shè)電纜載流量為390A。因此三根電纜并聯(lián)電流1170A≧1042A，可以選擇三根截面積185平方的YJV22電纜并聯(lián)作為出線主電纜。

2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面積

經(jīng)濟(jì)電流密度可以理解為電纜的截面積影響線路的投資及電能損耗，為了節(jié)省投資，希望電纜截面積小，為了降低電能損耗，電纜截面積需大一些。綜合考慮，需要確定一個(gè)合理的電纜截面積，稱為經(jīng)濟(jì)截面積，對(duì)應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。

根據(jù)計(jì)算所得的經(jīng)濟(jì)電流截面，通常選擇不小于這個(gè)計(jì)算值或者接近這個(gè)值的電纜標(biāo)稱截面。另外根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)-電氣與自控》第三版，10KV及以下配電線路一般不按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)截面，北湖項(xiàng)目作為臨時(shí)性項(xiàng)目也不適用經(jīng)濟(jì)截面校驗(yàn)，其他永久性項(xiàng)目工程可以按照此經(jīng)濟(jì)截面公式校驗(yàn)電纜截面積。

3）按電壓損失校驗(yàn)截面積

電流通過電纜后，由于電纜線路存在阻抗，必然產(chǎn)生電壓損失，如果線路電纜較長，電壓損失較大，不利于設(shè)備的運(yùn)行，并且影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，使電網(wǎng)造成較大的電能消耗，所以電纜根據(jù)連續(xù)運(yùn)行載流量或者其他條件選擇后，還須按允許電壓損失校驗(yàn)截面，以保證電氣設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)-電氣與自控》各種用電設(shè)備的電壓損失允許值見下表：

同時(shí)根據(jù)《電工手冊(cè)》要求，我們按照400V線路的壓降不能低于5%考慮，即400VX5%=20V，壓降計(jì)算公式（此處只考慮純電阻性壓降）。

1#變壓器最大運(yùn)行電流為747A，采用銅芯電纜（銅的ρ=0.0175Ω.mm2/m），要求壓降小于5%（U=20V），現(xiàn)場箱變至配電室開關(guān)柜的電纜長度為60m，根據(jù)上述公式我們先計(jì)算電壓降U=747x0.0175x60/480=1.63V<20V，線路壓降損失在正?？煽胤秶鷥?nèi)。

同理，不難計(jì)算出2#-4#變壓器電纜截面積選擇計(jì)算壓降也在合理范圍之內(nèi)。通過壓降校驗(yàn)電纜截面積滿足現(xiàn)場要求。如果通過壓降校驗(yàn)電纜截面積不符合要求，電壓降超過合理范圍，必須加大電纜截面積。

4）按短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)截面

做完上述步驟后，對(duì)于一般電纜線路應(yīng)按照短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，但北湖現(xiàn)場0.4KV電纜是用空氣開關(guān)進(jìn)行保護(hù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則，當(dāng)電纜故障時(shí)不至引起爆炸、火災(zāi)，一般電纜都能滿足熱穩(wěn)定要求，不用按此方法去校驗(yàn)。對(duì)于高壓電纜，電纜截面積選擇確定后，還需要按照公式嚴(yán)格校驗(yàn)是否滿足短路電流熱穩(wěn)定的要求。

結(jié)論：以上就是個(gè)人就某清淤項(xiàng)目為例，給大家分享的低壓電纜截面積的選擇過程及步驟方法，也是個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。電氣設(shè)計(jì)就是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和積累的過程，電纜選型也要通過合理的計(jì)算和驗(yàn)證，使得選型合理，并且適用經(jīng)濟(jì)性和安全性原則。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)-電氣與自控》 第三版第8冊(cè)

[2] 《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007

[3] 呂如良.《電工手冊(cè)》第五版? 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2014