蔣澤清 重慶市江北電力設(shè)計(jì)所
摘 要：本文通過電纜選擇的基本原則的分析，參照工程建設(shè)及重慶地區(qū)的實(shí)際情況，總結(jié)計(jì)算出四個(gè)實(shí)用的表格，并闡述了電纜的簡(jiǎn)化選擇原則，從而達(dá)到快捷、高效選擇電纜的目的，進(jìn)而加快設(shè)計(jì)速度和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：電纜；截面，選擇原則；計(jì)算電流
1、概述
隨著城市地皮的緊俏，規(guī)劃對(duì)線路走廊的控制，政府和公眾對(duì)城市景觀的要求，使得電纜的應(yīng)用日益普遍，這樣一來如何選擇電纜就顯得很重要。而電纜的選型問題，已是老生常談的事了，相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)均對(duì)電纜的選型作了詳細(xì)規(guī)定和說明，在《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)電纜芯線材質(zhì)、電力電纜芯數(shù)、電纜絕緣水平、電纜絕緣類型、電纜外護(hù)層類型、電力電纜截面均作了規(guī)范性的要求，除電力電纜截面外，其它條件比較容易選擇。
2、電纜截面選擇原則
電纜截面的選擇直接關(guān)系到設(shè)備、電纜本身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全，是電纜選擇中最為重要和復(fù)雜的環(huán)節(jié)。2006年重慶遭遇了百年一遇的特大干旱高溫天氣，其高溫持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，為重慶有氣象記錄以來的最長(zhǎng)記錄，從而使重慶電網(wǎng)亦經(jīng)受了百年一遇的考驗(yàn)，其間出現(xiàn)不少變壓器、空開、電纜因過負(fù)荷、溫度過高而發(fā)生爆炸的事故，給電網(wǎng)的安全帶來威脅，給社會(huì)和群眾的生活帶來不便，而其中又以電纜事故帶來的影響和損失最大，并發(fā)生過一條電纜溝中的十多回電纜因一回電纜爆炸而火燒連營(yíng)的大事故，其原因中電纜截面選擇不當(dāng)是重要誘因，由此可見電纜截面選擇之重要性。
電纜截面選擇的基本原則為：
①按允許載流量選擇即最大工作電流作用下的纜芯溫度，不得超過按電纜使用壽命確定的允許值。
②按允許電壓降選擇即連接回路在最大工作電流作用下的電壓降，不得超過該回路允許值。
③按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。
④按機(jī)械強(qiáng)度選擇。
⑤按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。
而對(duì)10KV及以下電纜按持續(xù)工作電流確定特定條件下的允許最小纜芯截面時(shí)，還應(yīng)按下列使用條件差異影響計(jì)入校正系數(shù)所確定的允許載流量。
① 環(huán)境溫度差異。
② 直埋敷設(shè)時(shí)土壤熱阻系數(shù)差異。
③ 電纜多根并列的影響。
④ 戶外架空敷設(shè)無遮陽時(shí)的日照影響。
3、電纜截面簡(jiǎn)化選擇原則
上述電纜截面的選擇原則比較復(fù)雜，可變因素較多，同一配電工程由不同的設(shè)計(jì)人員所選擇出的電纜差異較大，在工程實(shí)際中頗感不便，因此在實(shí)際工程中并未嚴(yán)格按照上述原則進(jìn)行選擇。
考慮到在配電網(wǎng)中變電站的10KV側(cè)短路電流在最大運(yùn)行方式下均限制在25KA以內(nèi)，而正常運(yùn)行方式大多在20KA以內(nèi)，因此除大容量配電工程外，10KV及以下電纜一般可不進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。同時(shí)對(duì)有機(jī)械強(qiáng)度要求的場(chǎng)合可考慮選用帶塏的電纜，若低壓出線電纜在200米以內(nèi)，起電壓降一般可滿足要求。因此可工程工程實(shí)際情況將電纜截面的選擇簡(jiǎn)化為按允許載流量選擇并計(jì)入使用條件差異的影響（特殊情況需按照基本原則進(jìn)行選擇）。
本人根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在工程實(shí)際中根據(jù)負(fù)荷P，綜合各種因素影響簡(jiǎn)化為綜合系數(shù)K，直接計(jì)算出計(jì)算電流I=KP，在根據(jù)規(guī)程推薦的電纜載流量進(jìn)行修正，然后直接對(duì)比選擇的簡(jiǎn)化選型方式（僅針對(duì)負(fù)荷不易確定的居民用電）。該方式簡(jiǎn)單、快捷，不同人員、不同部門間易形成共識(shí)，亦避免建設(shè)單位要求節(jié)約投資而減小電纜截面而供電部門要求電纜截面滿足居民5-10年的中長(zhǎng)期負(fù)荷增長(zhǎng)需求之間的矛盾，并經(jīng)過多年的運(yùn)行亦未出現(xiàn)問題。
①、負(fù)荷估算
居民負(fù)荷參照《小康住宅設(shè)計(jì)導(dǎo)則》、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范和重慶地區(qū)的實(shí)際情況，可用下表進(jìn)行估算：
表一 居民負(fù)荷參考表（可按60W/m 校核）
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每戶住宅面積(m ) |
60以下 |
60-90 |
90-120 |
120-180 |
180-240 |
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每戶負(fù)荷(KW) |
4 |
4-6 |
6-8 |
7-12 |
12-18 |
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備注 |
對(duì)別墅等按裝中央空調(diào)考慮,按大于80W/m 計(jì)。 |
表二 需要系數(shù)K 表（根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)）
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K 戶數(shù) |
1-10 |
10-20 |
21-100 |
100-200 |
200以上 |
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10層以下 |
1-0.8 |
0.7-0.63 |
0.6-0.54 |
0.54-0.46 |
0.46-0.42 |
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10層及以上 |
1-0.8 |
0.75-0.65 |
0.63-0.55 |
0.55-0.45 |
0.45-0.43 |
②環(huán)境條件選擇
居民住宅用電負(fù)荷的功率因數(shù) ，配電房考慮0.85-0.9的同時(shí)系數(shù)。根據(jù)重慶地區(qū)的實(shí)際情況，并根據(jù)2006年夏天對(duì)部分地段實(shí)際測(cè)量結(jié)果，并考慮到實(shí)際施工時(shí)并未將電纜一根一根分開放在電纜支架上，而是直接放在電纜溝內(nèi)，特別是變電站附近及負(fù)荷密度大的城市電纜溝大多是許多電纜擠在一起的實(shí)際情況，綜合考慮，可采用如下典型的環(huán)境條件：配電房及戶外電纜溝的環(huán)境溫度按48℃，橋架按42℃，電井按35℃計(jì)，橋架考慮0.85的校正系數(shù)，6根電纜溝考慮0.8的校正系數(shù),12根電纜溝考慮0.62的校正系數(shù)。
考慮上述因素后，綜合修正系數(shù) （式中 為環(huán)境溫度變化時(shí)的校正系數(shù)， 為多根電纜并列敷設(shè)時(shí)的校正系數(shù)），可有如下參考結(jié)果（如遇環(huán)境條件比較惡劣的，尚需根據(jù)規(guī)范進(jìn)行校驗(yàn)）:
1）中壓電纜對(duì)6根電纜溝其綜合校正系數(shù)K為0.733，對(duì)12根電纜溝其綜合校正系數(shù)K為0.57，對(duì)從線路下線的尚應(yīng)乘以系數(shù)0.9。
2）低壓電纜對(duì)其綜合校正系數(shù)K為0.833。
③電纜載流量
在考慮上述綜合因素后，根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中推薦的電纜載流量，列舉目前采用很普遍的YJV22型電纜的修正載流量如表三、表四所示。
表三 高壓電纜載流量 (A) 參考表
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YJV22- 8.7/10KV |
|
纜芯截面(平方毫米) |
環(huán)境溫度(40℃) |
配電房\分支箱\開閉所出線
（校正后） |
線路T接
（校正后） |
|
6根溝 |
12根溝 |
6根溝 |
12根溝 |
|
35 |
150 |
110 |
86 |
99 |
77 |
|
50 |
182 |
133 |
104 |
120 |
93 |
|
70 |
223 |
163 |
127 |
147 |
114 |
|
95 |
268 |
196 |
153 |
177 |
137 |
|
120 |
317 |
232 |
181 |
209 |
163 |
|
150 |
358 |
262 |
204 |
236 |
184 |
|
185 |
412 |
302 |
235 |
272 |
211 |
|
240 |
481 |
353 |
274 |
317 |
247 |
|
300 |
552 |
405 |
315 |
364 |
283 |
|
400 |
646 |
474 |
368 |
426 |
331 |
|
500 |
740 |
542 |
422 |
488 |
380 |
表四 低壓線纜載流量 (A)參考表
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YJV22- 0.6/1KV |
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纜芯截面
(平方毫米) |
環(huán)境溫度(40℃) |
校正后 |
|
10 |
58 |
48 |
|
16 |
76 |
63 |
|
25 |
118 |
98 |
|
35 |
150 |
125 |
|
50 |
182 |
151 |
|
70 |
228 |
190 |
|
95 |
273 |
227 |
|
120 |
314 |
261 |
|
150 |
360 |
300 |
|
185 |
410 |
341 |
|
240 |
483 |
402 |
|
300 |
552 |
460 |
④電纜截面選擇
根據(jù)公式 可計(jì)算出每回低壓出線的計(jì)算電流 。這樣根據(jù)①中所述，可根據(jù)一回低壓電纜所供居民的戶數(shù)，計(jì)算出其有功負(fù)荷P，就可直接計(jì)算出計(jì)算電流 ，只要 ，即可從表四中選擇出電纜的截面。高壓電纜亦根據(jù) 從表三中直接選擇出電纜的截面。
4、結(jié)束語
本所設(shè)計(jì)人員在電纜設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)上述電纜截面的簡(jiǎn)化選擇原則選擇電纜，簡(jiǎn)單、快捷、易行，大大提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 焦留成等.供配電設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)計(jì)劃出版社,1998
作者簡(jiǎn)介：
蔣澤清（1970-），重慶市江北電力設(shè)計(jì)所，注冊(cè)電氣工程師，工學(xué)碩士，長(zhǎng)期從事供配電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)
