电缆截面选择方法计算示例

电缆截面的选择方法及计算例如

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，必须满足以下条件：

Ima*≤I0K

式中：Ima*——通过的最续负荷载流量〔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：*工厂主变压器容量S为12000KVA，假设以直埋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2.5〕

解：按以下计算电缆线路应通过的电流值 I=

S12000==198〔A〕 3U335查附表1-12得：铜芯交联电缆8.7/10KV3×95mm²，最续负荷载流量为220A，25℃。由于敷设土壤温度最高为30℃，应进展温度修正。

修

=220〔A〕×0.96=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正确化的观点：电缆导体截面的选择，不仅要考虑电缆线路的初始本钱，而且要同时考虑电缆在寿命期间的电能损耗本钱。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=

A

F20B[1＋20（m20）]1000〔2〕电缆经济电流截面计算式：

Sj=Ima*/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1.0014； P20————20℃时电缆导体电阻率〔Ω·mm2/m〕

，

铜芯为18.4×10-9，铝芯为31×10-9，计算时可分别取18.4和31。

d20————20℃时电缆导体的电阻温度系数〔1/℃〕。铜芯为0.00393，铝芯为0.00403. 〔3〕10KV及以下电力电缆按经济电流密度选择电缆截面，宜符合以下要求：

①按照工程条件、电价、电缆本钱、贴现率等计算拟选用的10KV及以下铜芯或铝PVC/*LPE绝缘电力电缆的经济电流密度值。〔详见GB50217—2007?电力工程电缆设计规?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准确但比拟繁杂。为方便起见，推荐以下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=

Imax J 式中：Ima*——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

年最大负荷利用小时 线路类别 导体材料 ≤3000 铝 架空线路 铜 铝 电缆线路 铜 2.50 2.25 2.00 3.00 1.92 2.25 1.73 1.75 1.54 1.65 3000~5000 1.15 ≥5000 0.90 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2.5~5%，户动力线路不应超过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，供电品质将无法到达设计要求。应适当增大电缆截面，使之到达要求。

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=

PL Cε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

线路功率系数C 线路电压〔V〕 线路类别 铜导体 AC 380 AC 220/380 AC 220 DC 110 三相四线 二相三线 单相 直流 76.5 34.0 12.8 3.21 铝导体 46.2 20.5 7.74 1.94 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：L=2500m P=6KW ε=4，表中查得C=76.5 代入上式：S=

62500=49.02mm²

76.54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 0.6/1KV 3×50+1×25电力电缆。

附表1：电力电缆载流量表 1.1 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 排列 敷设 空气中 〔400C〕 ρw VV VLV VY VLY 〔导体温度70℃〕0.6/1 1.8/3 〔KV〕 三根电缆三角形紧靠排列 土壤中/(K·m/W) (25℃) ρD(水分迁移)

-

1.0 截面/mm2 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1000 型号 排列 敷设 截面1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 铜 25 33 41 57 76 98 115 145 180 225 260 300 345 410 475 555 640 730 830 — 铝 19 26 34 44 59 76 90 铜 36 47 58 78 100 130 155 铝 27 35 46 58 76 98 115 145 170 205 235 265 300 350 395 455 520 590 665 735 铜 33 43 53 71 92 2.5 铝 25 32 41 52 68 87 105 125 150 180 205 235 265 310 350 400 455 520 580 645 铜 30 39 48 65 84 105 125 150 185 225 255 290 325 380 430 485 550 615 675 — 3.0 铝 21 28 36 46 60 77 93 110 135 165 190 215 245 280 320 370 420 475 535 595 铜 25 33 41 55 72 93 110 130 165 200 230 260 295 340 385 440 495 555 615 — 3.5 铝 17 23 29 38 49 64 77 93 115 140 160 185 210 245 280 320 365 415 470 520 115 140 165 200 240 275 310 350 405 455 515 580 650 720 — 110 185 140 225 175 270 200 310 230 350 270 395 320 455 370 515 440 585 510 660 595 740 690 820 780 — 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〕 VV VLV VY VLY 〔导体温度700C〕0.6/1 1.8/3 〔KV〕 三根电缆平行间隔排列〔间隔距离等于电缆直径〕 空气中 土壤中/(K·m/W) (250C) ρw ρD(水分迁移) 〔400C〕 1.0 2.5 3.0 3.5 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 24 — 29 — 28 — 28 — 28 — 31 24 38 30 37 29 36 28 36 28 41 32 49 39 47 37 47 37 47 37 52 42 61 50 58 48 58 47 58 47 72 55 83 64 78 60 77 59 76 59 95 73 105 83 100 77 99 76 98 76 120 96 135 105 125 99 125 98 125 97 150 115 160 125 150 115 150 115 145 115 180 140 195 150 175 135 175 135 175 135 230 175 240 185 215 170 215 165 210 165 280 215 285 220 260 200 255 200 255 195 325 250 325 250 295 230 290 225 290 225 375 290 565 285 330 255 325 255 325 250 430 335 415 320 375 290 370 285 365 285 510 395 480 375 435 340 430 335 425 330

-

300 400 500 630 800 1000 型号 敷设 截面1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 585 690 800 920 1060 — 455 540 630 740 860 980 545 625 710 810 910 — 425 490 560 645 735 825 495 565 640 730 820 — 385 440 505 580 660 740 485 555 630 715 805 — 380 435 500 570 650 730 480 550 625 710 795 — 375 430 495 565 640 720 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〕 VV VLV VY VLY 〔导体温度700C〕0.6/1 1.8/3 〔KV〕 土壤中/(K·m/W) (250C) 空气中 ρw ρD(水分迁移) 〔450C〕 1.2 2.5 3.0 3.5 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 铜 铝 15 — 19 — 17 — 15 — 13 — 19 13 27 19 25 17 23 15 19 13 25 19 36 27 33 25 30 21 25 17 33 26 47 35 43 32 39 28 33 23 41 34 58 46 53 41 48 36 41 29 57 44 78 58 71 52 65 46 55 38 76 59 100 76 92 68 84 60 72 49 98 76 130 98 115 87 105 77 93 64 115 90 155 115 140 105 125 93 110 77 145 110 185 145 165 125 150 110 130 93 180 140 225 170 200 150 185 135 165 115 225 175 270 205 240 180 225 165 200 140 260 200 310 235 275 205 255 190 230 160 300 230 350 265 310 235 290 215 260 185 345 270 395 300 350 265 325 245 295 210 390 305 445 350 395 305 365 280 325 250 1.2 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 排列 敷设 截面/mm2 1.5 2.5 4 6 10 空气中 〔400C〕 铜 26 34 44 56 77 铝 — 26 35 45 59 铜 33 43 56 70 94 ρw 1.0 铝 — 32 42 54 69 铜 28 36 47 58 77 2.5 铝 — 27 35 45 57 铜 25 32 42 52 69 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕0.6/1 1.8/3 〔KV〕 三根电缆三角形紧靠排列 土壤中/(K·m/W) (250C) ρD(水分迁移) 3.0 铝 — 23 30 39 49 铜 21 27 35 43 58 3.5 铝 — 18 24 31 40

-

16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1000 100 130 160 195 245 300 350 400 465 550 635 745 860 990 78 100 125 150 190 230 370 310 360 430 495 590 685 800 1050 120 155 185 220 270 320 365 410 465 540 610 695 780 880 970 90 115 135 165 200 240 275 310 355 410 465 535 610 695 785 100 125 150 180 220 260 300 335 380 440 495 560 635 710 790 860 74 95 110 135 165 195 225 255 285 335 375 435 495 565 635 705 89 115 135 160 200 240 275 310 350 405 460 520 590 660 735 800 64 83 99 115 145 175 200 225 260 300 340 395 450 510 580 645 76 98 115 140 175 210 240 275 310 360 410 465 525 590 655 720 52 68 82 98 120 145 170 195 220 260 295 340 390 445 500 555 1120 930 1260 1060 875 表1-5 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 排列 敷设 截面/mm2 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 空气中 〔400C〕 铜 32 42 56 70 97 125 165 200 245 305 375 435 500 580 685 795 930 铝 — 33 44 57 75 99 125 155 190 240 290 340 390 450 535 615 铜 45 59 77 97 130 170 220 265 320 395 475 545 610 695 810 910 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕0.6/1 1.8/3 〔KV〕 三根电缆平行间隔排列〔间隔距离等于电缆直径〕 土壤中/(K·m/W) (250C) ρw 1.0 铝 — 46 61 79 100 135 170 205 245 305 370 420 475 540 630 710 铜 44 57 74 92 120 160 200 240 285 350 420 480 535 605 705 795 910 2.5 铝 — 45 58 75 95 120 155 185 220 270 325 370 415 470 545 620 710 铜 44 57 73 91 120 155 200 240 280 345 410 470 525 595 690 780 890 ρD(水分迁移) 3.0 铝 — 44 58 74 94 120 155 185 220 265 320 365 405 460 535 605 695 铜 44 57 73 91 120 155 195 235 275 340 405 460 515 585 675 765 870 3.5 铝 — 44 57 74 93 120 150 180 215 265 315 355 400 455 525 595 685 730 1050 820

-

500 630 800 1000 1080 850 1190 940 1030 1250 1440 1630 1000 1160 1330 1350 1520 1690 1180 1220 1380 1170 815 930 1010 1140 795 910 1030 1160 990 1120 1260 1390 780 895 1010 1140 1310 1050 1280 1450 1180 1420 表1-6 单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 排列 敷设 截面/mm2 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1000 1200 空气中 〔400C〕 铜 140 170 205 260 315 360 410 470 555 640 745 855 980 铝 110 135 160 200 245 280 320 365 435 500 585 680 790 1030 1120 铜 150 180 215 265 315 360 405 455 530 595 680 765 860 950 ρw 1.0 铝 115 135 160 200 240 270 305 345 400 455 520 595 680 765 铜 130 155 180 220 265 300 335 380 440 495 560 630 710 785 850 900 2.5 铝 99 115 135 165 200 225 255 285 330 375 430 490 555 625 695 745 铜 120 140 170 205 245 275 310 350 405 455 515 585 655 725 785 830 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕3.6/6 12/20〔KV〕 三根电缆三角形紧靠排列 土壤中/(K·m/W) (250C) ρD(水分迁移) 3.0 铝 89 105 125 150 180 205 230 260 300 340 385 440 500 565 625 670 铜 105 125 150 180 215 245 275 310 360 405 460 520 580 645 700 735 3.5 铝 75 90 105 130 155 175 195 220 255 290 330 375 430 485 535 575 1100 910 1230 1320 1040 850 1100 910 表1-7 单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 排列 敷设 截面/mm2 空气中 〔400C〕 铜 铝 铜 3.6/6 12/20〔KV〕 三根电缆平行间隔排列〔间隔距离等于电缆直径〕 土壤中/(K·m/W) (250C) ρw 1.0 铝 铜 2.5 铝 铜 ρD(水分迁移) 3.0 铝 铜 3.5 铝

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25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 620 800 1000 1200 165 205 245 305 370 430 490 560 665 765 890 130 155 190 235 290 335 380 435 515 595 695 160 190 225 275 330 375 425 480 555 630 725 825 940 120 145 175 215 255 290 330 370 435 490 565 650 745 140 165 195 240 285 325 365 410 475 535 610 695 790 890 980 1050 110 130 150 185 220 250 280 320 370 415 480 550 625 715 800 870 135 160 190 235 280 315 355 400 460 520 595 680 770 865 950 1020 105 125 150 180 215 245 275 310 360 405 465 535 610 695 780 845 135 160 190 230 275 310 345 390 455 510 585 665 755 850 940 1000 105 125 145 180 210 240 270 305 350 400 455 525 600 680 765 830 1030 810 1190 950 1370 1540 1670 1100 1260 1380 1050 850 1170 950 1250 1040 表1-8单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 排列 敷设 截面/mm2 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1000 1200 空气中 〔400C〕 铜 220 270 330 375 425 485 560 650 760 875 铝 170 210 255 290 330 380 435 510 595 690 铜 215 265 315 360 400 455 525 595 680 775 875 970 ρw 1.0 铝 165 200 240 270 305 345 400 455 525 600 685 770 铜 190 230 275 310 345 390 450 505 580 655 735 815 885 930 2.5 铝 140 175 205 235 260 295 340 385 440 505 575 645 715 770 铜 175 215 255 290 320 360 420 470 535 605 680 755 820 870 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕18/20 26/35〔KV〕 三根电缆三角形紧靠排列 土壤中/(K·m/W) (250C) ρD(水分迁移) 3.0 铝 130 160 190 215 240 270 310 350 400 455 520 585 650 695 铜 160 190 230 260 290 325 375 420 480 540 610 675 730 770 3.5 铝 110 135 160 185 205 230 265 300 345 390 445 500 555 595 1000 800 1130 920 1250 1040 1060 860 1120 820 1350 113

-

0 表1-9 单芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 排列 敷设 空气中 〔400C〕 铜 345 305 370 425 485 555 650 745 870 1000 1160 1330 1490 1620 铝 铜 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕18/20 26/35〔KV〕 三根电缆平行间隔排列〔间隔距离等于电缆直径〕 土壤中/(K·m/W) (250C) ρw 1.0 截面/mm2 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1000 1200 铝 铜 2.5 铝 155 190 225 260 290 325 380 425 490 560 640 730 820 890 铜 200 240 290 325 365 410 475 535 615 700 790 890 980 1050 ρD(水分迁移) 3.0 铝 155 185 225 255 285 320 370 415 480 350 625 710 800 865 铜 195 240 285 320 360 405 470 530 605 685 780 875 960 1030 3.5 铝 150 185 220 250 280 315 365 410 470 540 615 700 785 850 190 225 175 200 235 275 215 245 285 330 255 295 330 375 290 335 375 420 325 375 430 475 370 420 505 555 430 485 580 630 490 550 680 720 565 630 790 825 645 715 920 940 740 810 1061060 845 910 1211170 950 1010 1341280 1031070 表1-10三芯、四芯和五芯交流聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量〔A〕

型号 电压 敷设 截面/mm2 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 空气中 〔400C〕 铜 21 26 34 44 56 77 100 130 160 195 245 300 铝 — 21 26 35 45 59 78 100 125 150 190 230 铜 27 33 43 56 70 94 120 155 185 220 270 320 ρw 1.2 铝 — 27 32 42 54 69 90 115 135 165 200 240 铜 24 28 36 47 58 77 100 125 150 180 220 260 2.5 铝 — 24 27 35 45 57 74 95 110 135 165 195 铜 20 25 32 42 52 69 89 115 135 160 200 240 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕 0.6/1 1.8/3 〔KV〕 土壤中/(K·m/W) (250C) ρD(水分迁移) 3.0 铝 — 20 23 30 39 49 64 83 99 115 145 175 铜 17 21 27 35 43 58 76 98 115 140 175 210 3.5 铝 — 16 18 24 31 40 52 68 82 98 120 145

-

150 185 240 300 350 400 465 550 370 310 360 430 365 410 465 540 275 310 355 410 300 335 380 440 225 255 285 335 275 310 350 405 200 225 260 300 240 275 310 360 170 195 220 260 表1-11 三芯、四芯和五芯交联聚乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量计算〔A〕

型号 敷设 截面/mm2 25 35 50 70 95 120 150 185 240 YJV YJLV YJY YJLY〔导体温度900C〕3.6/6 8.7/10〔KV〕 空气中 〔450C〕 铜 115 140 170 205 260 315 360 410 470 铝 90 110 135 160 200 245 280 320 365 铜 120 150 180 215 265 315 360 405 455 土壤中/(K·m/W) (250C) ρw 1.2 铝 92 115 135 160 200 240 270 305 345 铜 105 130 155 180 220 265 300 335 380 2.5 铝 80 100 115 135 165 200 225 255 285 铜 100 120 140 170 205 245 275 310 350 ρD(水分迁移) 3.0 铝 70 85 105 125 150 180 205 230 260 铜 85 105 125 150 180 215 245 275 310 3.5 铝 60 75 90 105 130 155 175 195 220 附表2 载流量修正系数

表2-1 不同环境温度下〔空气中〕载流量修正系数

环境温度(空气中)/0C 导体工作温度/0C 10 60 65 70 80 90 105 1.58 1.48 1.41 1.42 1.26 1.22 15 1.50 1.41 1.45 1.27 1.22 1.19 20 25 30 35 40 45 50 1.41 1.42 1.22 1.11 1.00 0.86 0.73 1.44 1.26 1.18 1.09 1.00 0.89 0.77 1.29 1.22 1.15 1.08 1.00 0.91 0.81 1.22 1.17 1.11 1.06 1.00 0.93 0.86 1.18 1.14 1.09 1.04 1.00 0.94 0.89 1.15 1.11 1.08 1.04 1.00 0.95 0.91 表2-2 不同环境温度下〔土壤中〕载流量修正系数

-

导体工作温度/0C 60 65 70 80 90 10 1.20 1.17 1.15 1.13 1.11 15 1.13 1.12 1.01 1.09 1.07 环境温度(土壤中)/ 0C 20 1.07 1.06 1.05 1.04 1.04 25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 30 0.93 0.94 0.94 0.95 0.96 35 0.85 0.87 0.88 0.90 0.92 表2-3 不同土壤热阻系数的载流量修正系数 导体截面电压/KV /mm2 ≤35 0.6/1～ 50～150 6/6 ≥185 ≤35 6/10～50～150 12/15 185 12/20～26/35 ≤95 ≥120 1.07 1.05 1.06 1.00 1.00 1.00 0.93 0.95 0.94 0.86 0.90 0.83 0.77 0.82 0.80 0.70 0.76 0.72 1.06 1.00 0.94 0.88 0.79 0.72 1.09 1.05 1.00 1.00 0.93 0.95 0.85 0.89 0.76 0.80 0.69 0.74 1.08 1.00 0.94 0.87 0.77 0.70 0.8 1.06 1.0 1.00 1.2 0.95 1.5 0.88 2.0 0.80 2.5 0.72 土壤热阻系数 表2-4 土中直埋多根平行敷设时电缆载流量修正系数

电缆根数 电缆之间 净距mm 100 200 1 1 1 2 0.90 0.92 3 0.85 0.87 4 0.80 0.84 5 0.78 0.82 6 0.75 0.81

-

300 1 0.93 0.90 0.87 0.86 0.85 注：本表不适用于三相交流系统中单芯电缆。 表2-5 空气中单层多根并行敷设时电缆载流量修正系数 电缆根数 S=d 电缆 S=2d 中心距 S=3d 1.00 1.00 1.00 0.98 0.96 1.00 1.00 0.98 0.95 0.90 1 1.00 2 0.90 3 0.85 4 0.82 5 0.80 注：〔1〕S为电缆中心间的距离，d为电缆外径。当并列敷设电缆外径不同时，d值可近似地取电缆外径的平均值。

〔2〕本表不适用于交流系统中使用的单芯电力电缆。

表2-6 在电缆桥架上无间距配置多层并列电缆时持续载流量修正系数 叠置电缆层数 梯架 桥架类别 托盘

一 0.8 0.7 二 0.65 0.55 三 0.55 0.50 四 0.50 0.45