建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

電纜就如同建築物系統裡的血管,輸送著整個系統所需的能量。電纜的選型是建築電氣設計工作中很重要的一部分,電纜截面的選擇準確與否也至關重要。其不僅僅只是關係到電氣線路是否安全,還關係到投資成本、節約能耗等諸多方面。

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本文來講一下我們電氣設計中經常用到的和常常忽略的幾個電纜截面較選條件。

根據GB 50217-2007《電力工程電纜設計規範》的第“3.7 電力電纜導體截面”章節,對電纜截面的選擇有詳細規定,具體內容詳見規範。結合《工業與民用供配電設計手冊》第四版(以下簡稱配四):

建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

可以簡單總結下就是,電纜截面的選擇應遵循:①導體允許溫升(載流量校驗)、②經濟電流、③電壓損失、④熱穩定校驗、⑤機械強度、⑥接地故障保護靈敏度(低壓電纜有)這六個條件來進行。其中①③項是設計中經常用到的條件;②④⑤⑥是設計中常常忽略了的條件。④⑥項由於系統實際短路容量未知,一般未做驗算(載流量校驗正常情況下能滿足該要求),只有在某個特殊迴路供電距離特別遠(供電半徑超過250m)的情況下才進行單獨驗算。⑤項一般針對於水下敷設或絕緣子上敷設的電纜,建築電氣中銅電纜敷設一般不用驗算此條件。因此我們來結合規範和設計手冊來主要談談①②③項對電纜截面選擇的具體要求。

1、按導體允許溫升選擇截面

建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

解析:要求電纜載流量IZ≥Ijs。此Iz為各種敷設條件下校正後的允許持續載流量。具體內容詳見GB 50217-2007《電力工程電纜設計規範》的附錄D。其中需要注意的是D.0.6的校正係數,在電氣設計中用得最多。

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在斷續工作制和短時工作制情況下導線載流量也需要校正,具體內容詳見配四

的12.8章節,裡面有校正後的載流量表可以直接查詢。

建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

2、按經濟電流選擇截面

規範中對於這個條件要求都是宜,所以這是一個設計中經常忽略的較選條件。在配四的“16.4 配電線路節能設計”中有詳細介紹。現在節能降耗是一個重要的課題,因此我們有必要認真考慮按經濟電流來選擇電纜截面。

建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

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建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

解析:①根據表16.4-2和表16.4-4可進行低壓銅芯電纜的經濟電流選取截面。同時應注意與技術條件(載流量、壓降等)選取的截面進行比較後取大值。比如住宅小區電氣設計中,專變出線電纜由於在橋架內集中敷設,其載流量校正後的截面可能已大於經濟電流截面;而公變出線電纜由於只有一根或者二根主電纜,其載流量不需要校正,因此經濟電流截面可能是最大的。

②根據表1.9-1和圖16.4-3可知:當Tmax值不是2000h,4000h或6000h時候,電價不是表16.4中所列範圍時候,可查電纜的經濟電流密度曲線。

示例:

普通住宅小區,根據表1.9-1Tmax取3000h,中電價0.6元/kwh。某專變出線迴路,Ijs=185A,YJV電纜,選用200A開關,則Iz≥200/0.7=285A。根據GB 50217的表C.0.1-3查得,應選用120mm2 ;某公變出線迴路,同樣Ijs=185A,YJV電纜,選用200A開關;則Iz不需要進行0.7係數的校正,查表選用70mm2。

而按圖16.4-3經濟電流密度曲線5,j=1.5A/mm2,

應選取S=185/1.5=123mm2,選接近截面120mm2。

經濟電流密度是一個變動的數據,與Tmax值和電價有很大關係,而Tmax也是一個估算的經驗值,因此用經濟電流密度來選擇電纜截面應優先適用於工作時間長,負荷穩定的線路。

3、按電壓損失校驗截面

配電設計中,應使各種用電設備端電壓符合電壓允許偏差值。校驗方法有幾種,可根據電纜規格長度、負荷大小,電纜截面利用軟件進行計算後校驗,或者查表校驗等。請注意配四這段內容:

建築電氣:你還在用載流量來選擇電纜截面嗎?

解析:這段內容對消防設備,特別是供電距離遠的消防設備所用的耐火電纜有一個特殊要求,需要按著火條件核算電壓降,其電纜截面應視情況放大等級。設計中也經常忽視了這個要求。

從以上電力電纜的校驗和選擇方法,我們可以看出,電線電纜的選擇不僅是一個簡單的載流量的問題,要兼顧多個方面來進行選擇。

從節能方面考慮,選擇截面稍大的電纜是比較節能的,原因是電纜截面越大阻抗越小有利於降低運行損耗。但截面過大又會增加電纜的成本。因此設計中需對此進行綜合考慮,提倡節能降耗。

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