电缆截面选择计算书

电缆截面选择计算书

计算：黄永青

2005年7月28日

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. 运用导线：铜导体电力电缆

- 6~10kV高压：XLPE〔交联聚乙烯绝缘〕电力电缆。 - 380V高压：PVC〔聚氯乙烯绝缘〕或XLPE电力电缆。

2. 导线截面选择原那么

2.1 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：导线线芯允许最高任务温度，℃；

XLPE绝缘电缆为90℃，PVC绝缘电缆为70℃。

θa：敷设处的环境温度，℃； θc：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，并思索到以往

工程的阅历及经济性，取敷设方式校正系数K2=0.7 3〕载流量的校正系数

K=K1×K2 2.2电力电缆载流量表

表1 6~10kV XLPE绝缘铜芯电力电缆载流量表

电缆规格 3×25mm2 3×35mm2 3×50mm2 3×70mm2 3×95mm2 空气中 25℃〔A〕 137 168 205 252 299 电缆桥架中40℃〔A〕 84 102 125 154 182 电缆规格 3×120mm2 3×150mm2 3×185mm2 3×240mm2 3×300mm2 空气中 电缆桥架25℃〔A〕 中40℃〔A〕 341 394 436 520 593 208 240 266 317 363

表2 0.6/1kV PVC绝缘电力电缆载流量表

电缆规格 3×4mm2 3×6mm2 3×10mm2 3×16mm2 3×25mm2 3×35mm2 3×50mm2 空气中 40℃〔A〕 26 32 46 60 77 95 115 电缆桥架中40℃〔A〕 18 22 32 42 54 67 81 电缆规格 3×70mm2 3×95mm2 3×120mm2 3×150mm2 3×185mm2 3×240mm2 3×300mm2 空气中 40℃〔A 145 185 210 245 280 335 375 电缆桥架中40℃〔A〕 102 130 147 172 196 235 263

表3 0.6/1kV XLPE绝缘电力电缆载流量表

电缆规格 3×4mm2 3×6mm2 3×10mm2 3×16mm2 3×25mm2 3×35mm2 3×50mm2 空气中 40℃〔A〕 33 41 57 76 98 119 143 电缆桥架中40℃〔A〕 23 29 40 53 68 83 100 电缆规格 3×70mm2 3×95mm2 3×120mm2 3×150mm2 3×185mm2 3×240mm2 3×300mm2 空气中 40℃〔A 176 213 246 279 319 374 426 电缆桥架中40℃〔A〕 123 149 172 195 223 262 298

2.3 短路维护协调

1〕6~10kV回路电力电缆短路维护协调 S≥I×√t×102/C 式中：S：电缆截面，mm2；

I：短路电流周期重量有效值，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高压回路电力电缆短路维护协调 - 配电线路的短路维护协调 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：短路电流继续作用时间，秒。

K：PVC绝缘电缆 K=115；XLPE绝缘电缆 K=143 - 380V电动机回路短路维护协调

电缆的允许电流大于线路短路维护熔断器熔体额外电流的40%。 2.4 电缆的最小截面

A. 6~10kV电力电缆：依据铜冶炼厂实践运用阅历，采用断路器时，最小截面70~95 mm2。〔在新设计的工程中应依据短路电流数据停止计算〕

B. 高压电力电缆：最小截面：4 mm2。

关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2.5 mm2。

C. 交流控制回路的控制电缆最小截面 - 电流回路：最小截面：≥2.5 mm2； - 电压回路：最小截面：≥1.5 mm2； - 其他回路：最小截面：1.5 mm2。

D. 数字信号和模拟信号控制电缆最小截面：≥0.5 mm2，有特殊要求的数字通讯电缆按设备制造厂要求选择。 2.5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，正常运转时线路的电压降在2%以内。

线路电压降计算公式：

ΔU%=K〔Rcosφ+Xsinφ〕I l/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=2πf L

L=〔2ln〔Dj/r〕+0.5〕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=1.5√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

4.1 关于电力电缆的载流量

表1~表3中的电缆载流量选自国际大消费厂家样本数据，但与«电力工程电缆设计规范»附录B中的数据有一定的偏向〔偏小〕。 4.2 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计算满足热动摇条件的缆芯最小截面，与用以前常用公式计算的截面相似。

确定高压电缆的最小截面时应思索到单相接地缺点维护要求〔单相接地缺点电流的数值主要由线路的长度和截面确定〕。对高压电动机线路是按采用熔断器做短路维护器件协调电缆载流量，此法较为复

杂，在以前的规范中也采用过。有关高压电缆的热动摇校验参见«高压配电设计规范»GB50054-95。

需指出的是按«通用用电设备配电设计规范»GB50055-93只需对必需确保牢靠的电动机线路停止热动摇校验。

在爆炸和火灾风险场所的电缆最小截面应按«爆炸和火灾风险环境电力装置设计规范»GB50058-92的相关条款规则选择。

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践工程设计中仍应按有关规范要求停止必要的校验，以确保测量或维护的精度。 4.3 高压电力电缆的选型

经过比拟相反截面的高压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，对异样长度、截面的线路停止电压降校验，XLPE电缆并无优势〔参见表5-1和表5-2〕。思索到经济性，在高压电缆用量较大时本文引荐选择PVC电缆。 4.4 电动机的额外电流

表4-1、表4-2和表5-1、表5-2中电动机的额外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外电流值略有差异，需准确数据时应向制造厂查询。 4.5 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，按在额外电流运转时计算线路电压

降。

表4-1 6kV电动机回路电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 220 250 280 315 355 400 450 500 560 630 800 1000 1250 1800 2000 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 5600 6300 7100 8000 9000 10000 额外电流 〔A〕 26 29 33 37 41 46 50 57 63 71 90 113 140 200 217 275 309 355 388 434 486 546 612 680 770 868 970 1076 50m 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 120mm2 150mm2 240mm2 240mm2 120mm2 X2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 240mm2 X3 300mm2 X3 300mm2 X3 线路长度 300m 600m 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 95mm2 120mm2 150mm2 240mm2 240mm2 120mm2 X2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 240mm2 X3 300mm2 X3 300mm2 X3 备注 最小截面按95mm2思索。 两根并用 三根并用 注：电动机外壳的接地线截面：

铜导体：≥50 mm2； 钢导体：≥120 mm2。

表4-2 10kV电动机回路电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 220 250 280 315 355 400 450 500 560 630 800 1000 1250 1800 2000 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 5600 6300 7100 8000 9000 10000 14000 额外电流 〔A〕 16 18 20 22 25 28 31 45 50 55 67 76 92 126 139 173 194 210 235 2 298 328 365 416 466 523 583 3 7 50m 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 95mm2 120mm2 150mm2 150mm2 185mm2 240mm2 95mm2X2 120mm2 X2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 线路长度 300m 600m 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 70mm2 95mm2 120mm2 150mm2 150mm2 185mm2 240mm2 95mm2 X2 120mm2 X2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 240mm2 X3 备注 最小截面按70mm2思索。 两根并用 注：电动机外壳的接地线截面：

铜导体：≥50 mm2； 钢导体：≥120 mm2。

表5-1 380V电动机回路PVC电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 ＜0.55 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3.0 4.0 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 额外电流 〔A〕 1.6 2.1 2.7 3.7 5 6.8 8.8 11.6 15.4 22.6 30.3 35.9 42.5 56.8 70.4 84.2 102.5 139.7 1.3 50m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 100m 4mm2 150m 4mm2 6mm2 10mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 线路长度 200m 4mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 16mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 185mm2 250m 4mm2 6mm2 6mm2 16mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 240mm2 300m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 6mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 120mm2 185mm2 240mm2 备注 表5-1续 380V电动机回路PVC电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 110 132 160 185 200 220 250 280 315 400 450 500 560 630 额外电流 〔A〕 202 242 294 331 358 388 440 497 557 693 785 860 969 1083 50m 240mm2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2 100m 150m 240mm2 185mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2 线路长度 200m 120mm2 X2 2-120mm2 X2 150mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 250m 150mm2 X2 300m 120mm2 X2 185mm2 X2 宜采用6~10kV高压电动机 备注 两根并用 说明：依据«高压配电设计规范»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5-2 380V电动机回路XLPE电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 ＜0.55 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3.0 4.0 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 额外电流 〔A〕 1.6 2.1 2.7 3.7 5 6.8 8.8 11.6 15.4 22.6 30.3 35.9 42.5 56.8 70.4 84.2 102.5 139.7 1.3 50m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 100m 4mm2 6mm2 150m 4mm2 6mm2 10mm2 10mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 120mm2 150mm2 线路长度 200m 4mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 16mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 185mm2 250m 4mm2 6mm2 6mm2 16mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 150mm2 240mm2 300m 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 4mm2 6mm2 6mm2 10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 120mm2 185mm2 240mm2 备注 表5-2续 380V电动机回路XLPE电缆截面选择表

电动机功率〔kW〕 110 132 160 185 200 220 250 280 315 400 450 500 560 630 额外电流 〔A〕 202 242 294 331 358 388 440 497 557 693 785 860 969 1083 50m 240mm2 120mm2 X2 150mm2 X2 185mm2 X2 185mm2 X2 240mm2 X2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2 100m 150m 240mm2 185mm2 X2 2-185mm2 240mm2 X2 300mm2 X2 300mm2 X2 线路长度 200m 120mm2X2 120mm2 X2 150mm2 X2 240mm2 X2 2-240mm2 2-240mm2 X2 250m 150mm2 X2 300m 120mm2 X2 185mm2 X2 宜采用6~10kV高压电动机 备注 两根并用 说明：依据«高压配电设计规范»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。