高压电缆截面选择计算书.docx

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高压电缆截面选择计算书

电缆截面选择计算

1.计算条件

A.环境温度：

40℃。

B.敷设方式：

●穿金属管敷设；

●金属桥架敷设；

●地沟敷设；

●穿塑料管敷设。

C.使用导线：

铜导体电力电缆

●6~10kV高压：

XLPE（交联聚乙烯绝缘）电力电缆。

●380V低压：

PVC（聚氯乙烯绝缘）或XLPE电力电缆。

2.导线截面选择原则

导线的载流量

1）载流量的校正

A.温度校正

K1=√（θn－θa）/（θn－θc）

式中：

θn：

导线线芯允许最高工作温度，℃；

XLPE绝缘电缆为90℃，PVC绝缘电缆为70℃。

θa：

敷设处的环境温度，℃；

θc：

已知载流量数据的对应温度，℃。

2）敷设方式的校正

国标《电力工程电缆设计规范》GB50217-94中给出了不同敷设方式的校正系数。

综合常用的几种敷设方式的校正系数，并考虑到以往工程的经验及经济性，取敷设方式校正系数K2=

3）载流量的校正系数

K=K1×K2

电力电缆载流量表

表16~10kVXLPE绝缘铜芯电力电缆载流量表

电缆规格

空气中

25℃（A）

电缆桥架中40℃（A）

电缆规格

空气中

25℃（A）

电缆桥架中40℃（A）

3×25mm2

137

3×120mm2

341

208

3×35mm2

168

102

3×150mm2

394

240

3×50mm2

205

125

3×185mm2

436

266

3×70mm2

252

154

3×240mm2

520

317

3×95mm2

299

182

3×300mm2

593

363

表21kVPVC绝缘电力电缆载流量表

电缆规格

空气中

40℃（A）

电缆桥架中40℃（A）

电缆规格

空气中

40℃（A

电缆桥架中40℃（A）

3×4mm2

3×70mm2

145

102

3×6mm2

3×95mm2

185

130

3×10mm2

3×120mm2

210

147

3×16mm2

3×150mm2

245

172

3×25mm2

3×185mm2

280

196

3×35mm2

3×240mm2

335

235

3×50mm2

115

3×300mm2

375

263

表31kVXLPE绝缘电力电缆载流量表

电缆规格

空气中

40℃（A）

电缆桥架中40℃（A）

电缆规格

空气中

40℃（A

电缆桥架中40℃（A）

3×4mm2

3×70mm2

176

123

3×6mm2

3×95mm2

213

149

3×10mm2

3×120mm2

246

172

3×16mm2

3×150mm2

279

195

3×25mm2

3×185mm2

319

223

3×35mm2

119

3×240mm2

374

262

3×50mm2

143

100

3×300mm2

426

298

短路保护协调

1）6~10kV回路电力电缆短路保护协调

S≥I×√t×102/C

式中：

S：

电缆截面，mm2；

I：

短路电流周期分量有效值，A；

t：

短路切除时间，秒。

C：

电动机馈线C=15320；其他馈线C=13666

2）380V低压回路电力电缆短路保护协调

●配电线路的短路保护协调

S≥I×√t/K

式中：

S：

电缆截面，mm2；

I：

短路电流有效值（均方根值），A；

t：

短路电流持续作用时间，秒。

K：

PVC绝缘电缆K=115；XLPE绝缘电缆K=143

●380V电动机回路短路保护协调

电缆的允许电流大于线路短路保护熔断器熔体额定电流的40%。

电缆的最小截面

A.6~10kV电力电缆：

根据铜冶炼厂实际使用经验，采用断路器时，最小截面70~95mm2。

（在新设计的工程中应根据短路电流数据进行计算）

B.低压电力电缆：

最小截面：

4mm2。

对于二次配电的容量较小或小功率电动机的电缆线路其截面经校核后可选为2.5mm2。

C.交流控制回路的控制电缆最小截面

-电流回路：

最小截面：

≥2.5mm2；

-电压回路：

最小截面：

≥1.5mm2；

-其他回路：

最小截面：

1.5mm2。

D.数字信号和模拟信号控制电缆最小截面：

≥0.5mm2，有特殊要求的数字通信电缆按设备制造厂要求选择。

线路的电压降

电动机起动时从配电盘到电动机端子之间线路的允许电压降在10~12%以内，正常运行时线路的电压降在2%以内。

线路电压降计算公式：

ΔU%=K（Rcosφ+Xsinφ）Il/10Un

式中：

ΔU%：

线路电压降百分数，%；

Un：

标称电压，kV；

R，X：

线路单位长度的电阻和感抗，Ω/km；

I：

负荷计算电流，A；

l：

线路长度，km；

cosφ：

功率因数。

其中：

X=2πfL

L=（2ln（Dj/r）+）10-4

L：

电缆每相单位长度电感量，H/km；

f：

频率，Hz；

Dj：

几何均距，cm；

r：

电缆主芯线半径，cm；

K值：

（1）三相平衡负荷线路：

K=√3；

（2）接于线电压的单相负荷线路：

K=2；

（3）接于相电压的两相-N线平衡负荷：

K=√3。

（4）接于相电压的单相负荷：

K=2，式中Un为标称相电压，kV。

3.计算结果

6~10kV和380V电动机回路电缆截面选择见表4-1、表4-2和表5-1、表5-2。

4.几点说明

关于电力电缆的载流量

表1~表3中的电缆载流量选自国内大生产厂家样本数据，但与《电力工程电缆设计规范》附录B中的数据有一定的偏差（偏小）。

电缆允许最小截面

高压电缆是按《电力工程电缆设计规范》附录D计算满足热稳定条件的缆芯最小截面，与用以前常用公式计算的截面相似。

确定低压电缆的最小截面时应考虑到单相接地故障保护要求（单相接地故障电流的数值主要由线路的长度和截面确定）。

对低压电动机线路是按采用熔断器做短路保护器件协调电缆载流量，此法较为简单，在以前的规范中也采用过。

有关低压电缆的热稳定校验参见《低压配电设计规范》GB50054-95。

需指出的是按《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93只需对必须确保可靠的电动机线路进行热稳定校验。

在爆炸和火灾危险场所的电缆最小截面应按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的相关条款规定选择。

控制电缆的最小截面是参照有关规程条款要求，也是在工程中通常采用的，但对交流电流回路的控制电缆截面在实际工程设计中仍应按有关规范要求进行必要的校验，以确保测量或保护的精度。

低压电力电缆的选型

通过比较相同截面的低压XLPE电缆和PVC电缆，虽然XLPE电缆的允许载流量较PVC电缆大，但两者单位长度的线路阻抗值是近似的，对同样长度、截面的线路进行电压降校验，XLPE电缆并无优势（参见表5-1和表5-2）。

考虑到经济性，在低压电缆用量较大时本文推荐选择PVC电缆。

电动机的额定电流

表4-1、表4-2和表5-1、表5-2中电动机的额定电流摘自设备手册和厂家样本资料数据，不同厂家、不同型号的电动机其额定电流值略有差异，需准确数据时应向制造厂查询。

电动机起动时的线路电压降

直接起动的电动机，起动时的线路压降是按线路的芯线温度为40℃计算。

对降压起动的电动机，按在额定电流运行时计算线路电压降。

表4-16kV电动机回路电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

300m

600m

220

95mm2

最小截面按95mm2考虑。

250

95mm2

280

95mm2

315

95mm2

355

95mm2

400

95mm2

450

95mm2

500

95mm2

560

95mm2

630

95mm2

800

95mm2

1000

113

95mm2

1250

140

95mm2

1800

200

120mm2

2000

217

150mm2

2500

275

240mm2

2800

309

240mm2

3150

355

120mm2X2

两根并用

3550

388

120mm2X2

4000

434

150mm2X2

4500

486

185mm2X2

5000

546

240mm2X2

5600

612

240mm2X2

6300

680

300mm2X2

7100

770

240mm2X3

三根并用

8000

868

240mm2X3

9000

970

300mm2X3

10000

1076

300mm2X3

注：

电动机外壳的接地线截面：

铜导体：

≥50mm2；

钢导体：

≥120mm2。

表4-210kV电动机回路电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

300m

600m

220

70mm2

最小截面按70mm2考虑。

250

70mm2

280

70mm2

315

70mm2

355

70mm2

400

70mm2

450

70mm2

500

70mm2

560

70mm2

630

70mm2

800

70mm2

1000

70mm2

1250

70mm2

1800

126

70mm2

2000

139

95mm2

2500

173

120mm2

2800

194

150mm2

3150

210

150mm2

3550

235

185mm2

4000

264

240mm2

4500

298

95mm2X2

两根并用

5000

328

120mm2X2

两根并用

5600

365

120mm2X2

两根并用

6300

416

150mm2X2

两根并用

7100

466

185mm2X2

两根并用

8000

523

240mm2X2

两根并用

9000

583

240mm2X2

两根并用

10000

643

300mm2X2

两根并用

14000

897

240mm2X3

两根并用

注：

电动机外壳的接地线截面：

铜导体：

≥50mm2；

钢导体：

≥120mm2。

表5-1380V电动机回路PVC电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

100m

150m

200m

250m

300m

＜

4mm2

6mm2

4mm2

6mm2

4mm2

6mm2

10mm2

4mm2

6mm2

10mm2

16mm2

10mm2

16mm2

25mm2

16mm2

25mm2

35mm2

25mm2

35mm2

50mm2

35mm2

50mm2

70mm2

50mm2

70mm2

95mm2

70mm2

95mm2

120mm2

150mm2

185mm2

150mm2

185mm2

240mm2

表5-1续380V电动机回路PVC电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

100m

150m

200m

250m

300m

110

202

240mm2

120mm2X2

132

242

120mm2X2

2-120mm2X2

150mm2X2

185mm2X2

两根并用

160

294

150mm2X2

185

331

185mm2X2

240mm2X2

200

358

185mm2X2

240mm2X2

220

388

240mm2X2

250

440

240mm2X2

280

497

300mm2X2

315

557

300mm2X2

400

693

宜采用6~10kV高压电动机

450

785

500

860

560

969

630

1083

说明：

根据《低压配电设计规范》GB50054-95，相线芯线截面S（mm2）≤16，采用四芯等截面电缆；

相线芯线截面16＜S（mm2）≤35，采用PE线截面为16（mm2）的四芯电缆；

相线芯线截面S（mm2）＞35，采用PE线截面为S/2（mm2）的四芯电缆。

表5-2380V电动机回路XLPE电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

100m

150m

200m

250m

300m

＜

4mm2

6mm2

4mm2

6mm2

4mm2

6mm2

10mm2

4mm2

6mm2

10mm2

6mm2

10mm2

16mm2

10mm2

16mm2

25mm2

16mm2

25mm2

35mm2

25mm2

35mm2

50mm2

35mm2

50mm2

70mm2

50mm2

70mm2

95mm2

70mm2

95mm2

120mm2

150mm2

185mm2

150mm2

185mm2

240mm2

表5-2续380V电动机回路XLPE电缆截面选择表

电动机功率（kW）

额定电流（A）

线路长度

备注

50m

100m

150m

200m

250m

300m

110

202

240mm2

120mm2X2

132

242

120mm2X2

150mm2X2

185mm2X2

两根并用

160

294

150mm2X2

185

331

185mm2X2

240mm2X2

200

358

185mm2X2

2-185mm2

2-240mm2

220

388

240mm2X2

2-240mm2X2

250

440

240mm2X2

280

497

300mm2X2

315

557

300mm2X2

400

693

宜采用6~10kV高压电动机

450

785

500

860

560

969

630

1083

说明：

根据《低压配电设计规范》GB50054-95，相线芯线截面S（mm2）≤16，采用四芯等截面电缆；

相线芯线截面16＜S（mm2）≤35，采用PE线截面为16（mm2）的四芯电缆；

相线芯线截面S（mm2）＞35，采用PE线截面为S/2（mm2）的四芯电缆。

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