交流供电电缆线径选择的十个误区
电缆选择必须全面考虑环境条件、使用场所、敷设方式、供电距离、长期运行的费用和电压降,能用VV电缆的场所一般仍推荐用VV电缆。如果原行线架上已敷设VV电缆,新设计增加耐受温升更高的JYV电缆是没有意义的,平行捆扎走线的电缆只能按耐受温升最低的电缆计算载流量。
误区五:并联多大的导线,就相当于线径增大多少平方
大型机房负载容量大,需要提供很大的电流,如果选择一根导线,无疑需要线径很粗的供电电缆,施工并不方便,甚至没有足够粗的导线可供使用。多根导线并联是允许的,由于线径小的电线每平方载流量大于粗电线,并联方式可能在经济上更合算。
并联电线之间的电流在理论上按截面积分配,只要是相同材质电线(如铜线),都可以直接并联。但实际工程中,最好使用相同的线径。如果线径相差悬殊,可能由于接线端子存在一定电阻,以及与电缆截面积不成正比的感抗作用,导致电流分配偏差,一根导线可能分配电流过大,超过安全载流量。此外,如果采用不一致的线径,需仔细复核电线上的电流是否小于安全载流量,细导线的单位载流量只能按粗导线计算。
因此,大小相差悬殊的电缆并联使用,电缆载流量往往并不按照理想条件下的电流分配规律来分配,小电缆相对发热明显。两线并联时,粗的电缆不应大于细电缆的两倍。
误区六:只依据负载电流,未考虑短路电流
只根据负载电流选择交流输入电缆的线径,事实上存在着安全风险。例如,某大楼由功率S为315KVA的变压器供电,变压器Z值为5%。现欲在配电室增加一台3P空调(单相),发现配电柜内有一额定容量为500A的断路器CB3空闲未用,拟通过该断路器为空调引入一相交流电,如下图所示。工程人员按经济电流密度法选择线径,取经济电流密度为4A/mm2,空调工作电流12A,选择电缆的截面积S为4mm2,并在空调侧安装16A空开作为空调输入开关。
A
16A
315KVA/Z=5% 信息来自:输配电设备网
CB1/500A 信息来自:输配电设备网
CB2/500A 信息来源:http://tede.cn
CB3/500A
CB4/500A
其它负载
50米 信息来自:输配电设备网
3P空调
空调距离配电柜较远,电缆长度L为50米,导线电阻R为 信息请登陆:输配电设备网
R=L/(σS)=50×2/(57×4)=0.44Ω 信息来自:输配电设备网
假定电网供电能力为无穷大,变压器短路电流IST为: 信息来源:http://tede.cn
IST=S/(3U×Z)=315×1000/(220×3×5%)=9545A 信息来
变压器副卷单相等效电阻RT为:
RT=U/I=220/9545=0.023Ω
假定变压器输出端至CB3所有导体与接头电阻之和为0.05Ω,如果电缆末端A点发生短路,短路电流IS为
IS=U/R=220/(0.023+0.05+0.44)=429A
由于断路器跳闸电流为500A,因此电缆末端短路后断路器不跳闸,电缆烧断甚至起火。
由以上例子可以看出,在选用电缆时,需要校验短路电流。在检查供配电系统时,如果发现大型断路器后端连接细电线,就应重点关注。(注:除短路电流需要核算外,还应计算接地故障电流,校验断路器是否符合要求。因本文只讨论电缆选型问题,不在此讨论如何选用断路器。) 信息来自:www.tede.cn
误区七:按负载电流选线,不考虑断路器容量
根据负载性质不同,断路器容量一般选择为负载电流的1.15~1.5倍。断路器选定以后,过载跳闸电流即已确定(大型断路器往往允许整定跳闸电流)。过流的产生与供电质量、负载质量及运行状态有关,也与漏电流有关。在通信机房供电系统中,通常并不安装漏电保护器,如果漏电流与负载电流之和不超过断路器额定电流,断路器不跳闸,负载继续运行。
在有较大漏电流的情况下,如果线径只按负载电流设计,可能导致线径偏小,超过导线安全载流量,电缆发热过温,存在的安全风险比漏电流更甚。
正确的做法是:根据负载电流选择断路器(包括微断,熔丝等过流保护装置也是类似的)容量,再根据断路器容量选择导线线径,再复核压降是否符合规范要求。
误区八:只考虑建设成本,不核算运行总成本
设计单位进行配电设计时,会计算负载电流、线路压降等,按建设投资最低的原则设计,较少考虑运行成本。仍以3P空调为例,如果选用4mm2的电缆,消耗在电缆上的功率为:
P=I2R=122×0.44=63W
如果改选用6mm2的电缆,电缆电阻值为:
R=L/(σS)=50×2/(57×6)=0.29Ω 信息来源:http://www.tede.cn
消耗在电缆上的功率为
P=I2R=122×0.29=42W
损耗降低21W。假定电费每度1元,一年运行下来,选用6mm2的电缆可以节约电费C为:
C=21×24×365/1000×1=184元。 信息来源:http://www.tede.cn
按北京电缆价格,2×6mm2的电缆比2×4mm2的电缆贵2.2元/米,50米的电缆差价仅为110元,选用6mm2的电
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