电缆截面的选择方法及计算示例

电缆截面的选择方法及计算示例

1 按长期允许载流量选择电缆截面

为了保证电缆的使用寿命，运行中的导体电缆温度应不超过规定的长期允许工作温度：聚氯乙烯绝缘电缆为70℃，交联聚乙烯绝缘电缆为90℃。根据这一原则，在选择电缆截面时，必须满足下列条件：

Imax≤I0K

式中：Imax——通过的最大连续负荷载流量（A）；

I0 ——指定条件下的长期允许载流量（A），见附表1；

K ——长期允许载流量修正系数，见附表2.

举例：某工厂主变压器容量S为12000KVA，若以直埋35KV交联电缆供电，试问应选择多大电缆截面（土壤温度最高30℃，土壤热阻系数）

解：按下列计算电缆线路应通过的电流值

I=US3=35312000=198（A）

查附表1-12得：铜芯交联电缆10KV 3×95mm²，最大连续负荷载流量为220A，25℃。由于敷设土壤温度最高为30℃，应进行温度修正。

查附表2-2得修正系数为. I修=220（A）×=211（A）

通过土壤温度的修正后该电缆的连续负荷载流量虽只有211（A），仍能满足电缆线路198（A）的要求。

2 按经济电流密度选择电缆截面

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸即导体截面经济最佳化的观点：电缆导体截面的选择，不仅要考虑电缆线路的初始成本，而且要同时考虑电缆在寿命期间的电能损耗成本。因此要从经济电流密度来选择电缆截面。

（1）经济电流密度计算式：

J=1000]201[2020）（＋mBFA

（2）电缆经济电流截面计算式：

Sj=Imax/J

式中：J——经济电流密度（A/mm²）；

Sj——经济电流截面（mm²）；

B=（1+Yp+Ys）(1+λ1+λ2)，可取平均值；

P20————20℃时电缆导体电阻率（Ω·mm2/m）

铜芯为×10-9，，铝芯为31×10-9，计算时可分别取和31。

d20————20℃时电缆导体的电阻温度系数（1/℃）。铜芯为，铝芯为.

（3）10KV及以下电力电缆按经济电流密度选择电缆截面，宜符合下列要求：

①按照工程条件、电价、电缆成本、贴现率等计算拟选用的10KV及以下铜芯或铝PVC/XLPE绝缘电力电缆的经济电流密度值。（详见GB 50217—2007《电力工程电缆设计规范》附录B《10KV及以下电力电缆经济电流截面选用方法》）。

②对备用回路的电缆，如备用的电动机回路等，宜按正常运行小时数的一半选择电缆截面。对一些长期不使用的回路，不宜按经济电流密度选择电缆截面。

③当电缆经济截面比按热稳定、容许电压降或持续载流量要求的截面小时，则应按热稳定、容许电压降或持续截流量较大要求的截面选择。当电缆经济截面介于电缆标称截面档次之间，可视其接近程度、选择较近一档截面，且宜偏小选取。

（4）上述计算式及要求虽然精确但比较繁杂。为方便起见，推荐下列简化的经济电流密度计算方法：

首先应知道电缆线路中年最大负荷利用时间，然后从下表中查得我国目前规定的电缆导体材料的经济电流密度，再按下式计算电缆截面。

Sj=JImax

式中：Imax——最大负荷电流（A）；

J——经济电流密度（A/mm²）。

根据计算所得的经济电流截面，通常选择不小于这个计算值并靠近这个值的电缆标称截面。

我国规定的电缆经济电流密度

线路类别 导体材料 年最大负荷利用小时 ≤3000 3000~5000 ≥5000

架空线路 铝

铜

电缆线路 铝

铜

按经济电流密度选择电缆，一般只适用于高压线路。

3 根据电网允许电压降选择电缆截面

当电流通过电线电缆时，由于线路中存在阻抗，必然产生电压降（电压损失），线路越长，截面越小，电压损失越大。一般规定：照明线路中允许相对电压降不应超过~5%，户内动力线路不应超过4~6%允许值，输配电线路不应超过7%。如果线路电压降超过允许值，供电品质将无法达到设计要求。应适当增大电缆截面，使之达到要求。

在低压线路中，当给定了负载的电功率P，送电距离L，所允许的相对电压降为ε时，则电缆截面按下式计算：

S=εCPL

式中：P——负载的电功率（KW）；

L——送电线路距离（m）;

C——根据导体材料及送电电压确定的线路功率系数（见下表）

ε——允许的相对电压降（%）

线路功率系数C值

线路电压（V） 线路类别 线路功率系数C

铜导体 铝导体

AC 380 三相四线

AC 220/380 二相三线

AC 220 单相

DC 110 直流

举例：有一条380V三相四线制线路，总长2500m，终端负载功率为6KW，线路末端允许电压降为4%，使用铜芯电缆，求电缆截面。

解：已知L=2500m P=6KW ε=4，表中查得C= 代入上式：S=45.7625006=²

该线路电缆主线芯应选50mm²，三相四线制电缆型号规格应选择VV 1KV 3×50+1×25电力电缆。

附表1：电力电缆载流量表

聚氯乙烯绝缘电力电缆载流量

连续负荷载流量见表1-1 表1-3。ρW和ρD的（水分迁移）为热阻系数。

表1-1 单芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）

型号 VV VLV VY VLY （导体温度70℃）1 3 （KV）

排列 三根电缆三角形紧靠排列

敷设 空气中

（400C） 土壤中/(K·m/W) (25℃)

ρw ρD(水分迁移)

截面/mm2 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝

25 19 36 27 33 25 30 21 25 17

4 33 26 47 35 43 32 39 28 33 23

6 41 34 58 46 53 41 48 36 41 29

10 57 44 78 58 71 52 65 46 55 38

16 76 59 100 76 92 68 84 60 72 49

25 98 76 130 98 115 87 105 77 93 64

35 115 90 155 115 140 105 125 93 110 77

50 145 110 185 145 165 125 150 110 130 93

70 180 140 225 170 200 150 185 135 165 115

95 225 175 270 205 240 180 225 165 200 140

120 260 200 310 235 275 205 255 190 230 160

150 300 230 350 265 310 235 290 215 260 185

185 345 270 395 300 350 265 325 245 295 210 240 410 320 455 350 405 310 380 280 340 245

300 475 370 515 395 455 350 430 320 385 280

400 555 440 585 455 515 400 485 370 440 320

500 640 510 660 520 580 455 550 420 495 365

630 730 595 740 590 650 520 615 475 555 415

800 830 690 820 665 720 580 675 535 615 470

1000 — 780 — 735 — 645 — 595 — 520

表1-2 单芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）

型号 VV VLV VY VLY （导体温度700C）1 3 （KV）

排列 三根电缆平行间隔排列（间隔距离等于电缆直径）

敷设 空气中

（400C） 土壤中/(K·m/W) (250C)

ρw ρD(水分迁移)

截面铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝

2— 2— 2— 2— 28 —

323332328 36 28

4 434343437 47 37

6 546554547 58 47

10 758676759 76 59

16 971817976 98 76

25 191119198 1297

35 111111111141150 111111113171370 212121216211695 2222222202519120 3232222222922150 3252323253225185 4343323283628240 5343434334233300 5454434384837400 6564545435543500 8675656506249630 9786757577156800 18978686579641000 — 9— 8— 7— 73— 72表1-3 三芯 四芯和五芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）

型号 VV VLV VY VLY （导体温度700C）1 3 （KV）

敷设 空气中 土壤中/(K·m/W) (250C)

ρw ρD(水分迁移) （450C）

截面铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝

1— 1— 1— 1— 13 —

112121215 19 13

4 213232321 25 17

6 324343328 33 23

10 435454436 41 29

16 547575646 55 38

25 751796860 72 49

35 971918177 93 64

50 191111193 1177

70 1111111111393

95 1121211131611120 2122212162014150 2232222192316185 3232322212618240 3233323242921300 3343333283225

交流聚乙烯绝缘电力电缆载流量

连续负荷载流量见表1-4 表1-11。ρw和ρD(水分迁移)为热阻系数。

表1-4 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）

型号 YJV YJLV YJY YJLY（导体温度900C）1 3 （KV）

排列 三根电缆三角形紧靠排列

敷设 空气中

（400C） 土壤中/(K·m/W) (250C)

ρw ρD(水分迁移)

截面/mm2 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝

26 — 33 — 28 — 25 — 21 —

34 26 43 32 36 27 32 23 27 18

4 44 35 56 42 47 35 42 30 35 24

6 56 45 70 54 58 45 52 39 43 31

10 77 59 94 69 77 57 69 49 58 40

16 100 78 120 90 100 74 89 64 76 52

25 130 100 155 115 125 95 115 83 98 68