芻議長距離低壓配電系統電纜截面的選擇

劉軍

摘要：在實施長距離的低壓配電綜合系統設計實踐中，對于電纜截面具體選擇方面，往往有著一定特殊要求和標準。可以說，電纜截面選定的科學合理性，不僅直接關系著長距離的低壓配電綜合系統設計質量，更影響著長距離的低壓配電綜合系統運行安全及穩定，這就決定了合理選擇電纜截面的必要性和重要性。鑒于此，本文主要圍繞著長距離的低壓配電綜合系統當中電纜截面合理選擇開展深入的研究和探討，期望能夠為今后此方面設計實踐工作的有序進展提供有價值的參考或者依據。

關鍵詞：低壓;長距離;配電系統;選擇;電纜截面

1? 前言

電纜截面，即為電線內部銅芯截面，屬于長距離的低壓配電綜合系統設計當中核心部分。通過合理科學地選定電纜截面，能夠確保長距離的低壓配電綜合系統一致維持穩定可靠地運行狀態，防止系統故障問題出現。對此，深入研究長距離的低壓配電綜合系統當中電纜截面合理選擇，有著一定的現實意義和價值。

2? 合理選擇電纜截面的現實意義

選擇電纜是工業企業設計供電網絡的核心，這主要是因電纜屬于供電網絡重要構成元件，只有依靠著電纜才可實現電能輸送。選定電纜截面期間，不僅要確保工業企業安全可靠的供電，還需注重電纜負載能力的有效利用。因電纜所使用的有色金屬均屬于我國經濟建設重要物資[1]。故而，正確合理地選定電纜截面，不但可確保裝置維持穩定可靠的生產運行狀態，還可實現有色金屬的節約和生產能耗的有效降低，現實意義較為突出。

3? 電纜截面合理選擇實施對策

3.1? 工況

以中信重工總承包柬埔寨的KCC2水泥工程低壓配電項目為例，該項目低壓配電綜合系統內設電力車間9個，但因受場地限制，存儲煤粉車間設備內15kW膠帶輸送裝置配電線路長度在550m以上。那么，為確保電纜可維持穩定安全的運行狀態，就需要對該長距離的低壓配電綜合系統當中，做好電纜截面合理選擇工作。故而，本文以該項目工程為例，對長距離的低壓配電綜合系統當中電纜截面合理選擇開展深入研究。

3.2? 選定電纜截面

廠家設備資料當中，存儲煤粉車間15kW電動機為380V額定電壓、0.8功率因數，89.7%效率。依據民用和工業配電設計標準，電動機額定電流的計算列式是：[Ir=Pr3Urηcos?]（cos[?]是電動機滿載條件下功率因數;[η]是電動機滿載條件下功效率;Ur是電動機額定的電壓;Pr是電動機額定的功率）。從中可解析出Ir=31.8A。處于35℃溫度環境下，且為明敷這一敷設方式條件下，選定YJV-0.6/1kV-4×4電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統各項設計標準[2]。

3.3? 修正電纜的載流量

此低壓配電項目當中，敷設電纜方式有三種不同的情況，即為電纜溝式敷設、橋架式敷設、穿管明敷。此項目工程當中全廠橋架的類別均為梯架，并列的電纜數均在7根以上，結合電力項目工程電纜的設計規范和標準，在橋架上面無間距式多層并列的電纜，校正載流量系數一般取值為0.65，故而，經修正處理過后，載流量即為48.92A。對此，選定YJV-0.6/1kV-4×6電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統各項設計標準。

3.4? 校驗電壓損失

因線路上面均有電抗、電阻，電流經過電纜，會有熱量和電壓損失產生，對電壓質量會產生一定影響。用電裝置端子電壓值若偏離了額定參數值后，將會直接影響到設備自身性能，則電壓偏差需確保把控至±5%范圍，故針對于電纜，需校驗好電壓損失。三相平衡的負荷線路當中，實際負荷情況通常以電流矩Il（A·km）來表示出來，下列是計算線路電壓實際損失列式：[Δu%=310UnR，0cos?+X，0sin?Il=Δua%Il]

（I是負荷電流;l是線路長度;Un是標稱線的電壓;[R，0X，0]是三相線路的長度單位電阻與單位感抗;[Δua%]是三相線路1A·km電壓損失百分比;[Δu%]是線路電壓的損失百分比）。1kV交聯式聚乙烯的絕緣電纜，采用380V三相電壓損失。電纜截面若超過35mm2，則[Δu%]>5;若若截面是35mm2，則[Δu%]<5[3]。經過計算分析后，則可確定選定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統各項設計標準。

3.5? 校驗電纜的熱穩定

依據低壓配電系統設計規范和標準，絕緣導體熱穩定性，需依據截面積做好校驗工作，短路持續的時間若在5s范圍內，則絕緣導體截面需與下列公式要求相符合：[S≥IKt]（K是針對銅芯YJV型的電纜系數;t是保護電器電流自動切斷動作時間;I是經保護電器預期短路電流或者是故障電流;S是保護導體截面積）。電動裝置末端在有三相短路發生后，三相起始處短路電流的交流分量實際有效參數值需代入到以下列式中計算分析：

（在上述列式當中，XL、RL是配電線路實際電抗及電阻;XM、RM是變電裝置低壓側的母線段電抗及電阻;XT、RT是變壓裝置電抗及電阻;Xs、Rs是變壓裝置高壓側的系統電抗及電阻;Xk、Rk、Zk、是短路電路的總電抗、總電阻、總阻抗）。變電所上級容量考慮到無限度，Xk和Rk均為0。變壓裝置阻抗則是：XT=7mΩ、RT=1.65mΩ;母線單位的長度阻抗是：XM=0.181mΩ、RM=0.025mΩ;線路單位的長度阻抗則是：XT=0.079mΩ、RT=0.351mΩ。而后便可得到：Xk=53.07mΩ、Rk=195.06mΩ。故而，[I"S]=1.13kA。因電動機電流是31.8A，則Ir在0.01[I"S]以上范圍。因考慮到電動機針對于短路點所產生影響因素，結合[I"M=KstMIr×10-3]I（KstM是電動裝置反饋的電流倍數，一般取6倍;[I"M]是電動裝置反饋電流的交流分量初定值）。因[I"M]取值為0.19kA，故短路總電流則取值為1.32kA，將其代入至[S≥]列式當中，電流自動切斷動作時間則為0.4s，S則取值為5.8mm2。由此可了解到，電纜截面若在6mm2以上，則可滿足于熱穩定性實際要求和標準。經系統化分析可了解到，選定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16電纜，可滿足于長距離的低壓配電綜合系統在熱穩定性、載流量、壓降等各方面標準。

3.6? ?敷設電纜

該中信重工總承包柬埔寨的KCC2水泥工程低壓配電項目當中，電纜分層的布置基本原則即為：自上而下分別為控制電纜、電力低壓電力、高壓電力，此輻射方式和現階段國內大部分水泥廠做法有著一定差異性。該低壓配電項目當中，電纜敷設主要方式為沿梯子橋架敷設形式。電纜的總截面積和橋架內部橫斷面積比值，控制電纜需在50%范圍內，而電力電纜則需在40%范圍內。

4? 結語

綜上所述，通過以上分析論述之后我們對于長距離的低壓配電綜合系統當中電纜截面合理選擇現實意義及其合理選定實施對策，均能夠有了更加深入地認識及了解。從總體上來說，在實施長距離的配電期間，務必要結合電纜實際長度、所用敷設方式、修正處理電纜的載流量等各個方面，科學合理選定電纜截面，以確保電纜處于長期運行狀態下不會有過熱現象產生，保證長距離的低壓配電綜合系統總體設計質量和效果，維持電纜可靠穩定且安全地運行狀態。

參考文獻：

[1]方敏，崔麗珍.電纜的保護導體截面選擇的探討[J].有色冶金設計與研究， 2018， v.39;No.182（04）：614-615.

[2]趙愷.遠距離低壓電動機動力電纜選擇[J].油氣田地面工程， 2019，22（17）：449-450.

[3]馬維貴，董廷杰.建筑照明配電系統電線電纜的選擇要點%Selection of Wire and Cable for Building Lighting Distribution System[J].電子測試， 2018， 37（018）：101-102.