電纜的安全載流量有很多版本,眾說紛紜,各有各的參照,有的按經驗,有的參考“”電工口訣“”,有的參照書籍,所以對于工程實際運用中爭議較大,今天來做個說明,并對常用電纜“0.6/1kV聚氯乙烯絕緣電纜“和“”0.6/1kV 交聯聚乙烯絕緣電纜“給出具體數值。
一、影響電纜的安全載流量的因素
電纜的長期安全載流量,本質是電纜導體允許的最高工作溫度與散熱能力達到平衡的電流值,核心影響因素可分為電纜自身參數、外部敷設條件、運行環境參數三大類,具體如下:
1、 電纜自身參數
這是決定載流量的基礎因素,直接影響電纜的發熱和散熱特性。
1.1、導體材質與截面材質:銅芯電纜的導電率遠高于鋁芯,同等截面下銅芯的電阻更小、發熱更少,載流量比鋁芯高約 20%~30%(工程常用修正系數:銅芯 / 鋁芯≈1.25)。截面:導體截面越大,電阻越小,散熱面積也越大,載流量隨之增大;但載流量與截面并非完全正比,截面越大,單位截面載流量的增長速率會逐漸降低(趨膚效應影響)。
例如:120mm2 銅芯 YJV 電纜載流量遠高于 70mm2 同型號電纜。
1.2、絕緣及護套材料不同絕緣材料的允許最高工作溫度不同,直接決定載流量上限:交聯聚乙烯(XLPE/YJV):允許長期工作溫度 90℃,過載能力強。聚氯乙烯(PVC/VV):允許長期工作溫度 70℃,載流量低于同截面 YJV 電纜。護套厚度、材質(如聚氯乙烯護套、低煙無鹵護套)會影響散熱效率,厚護套或導熱差的護套會降低載流量。
1.3、電纜芯數與結構多芯電纜的芯數越多,芯線之間的電磁耦合和熱量疊加越明顯,散熱越差,載流量比單芯電纜低。如 3×120+1×70 四芯電纜的載流量,低于同截面單芯電纜;而單芯電纜敷設時若排列緊密,也會因熱量聚集降低載流量。
2、 外部敷設條件
敷設方式直接決定電纜的散熱環境,是工程中調整載流量的關鍵因素。
2.1、敷設方式
2.1.1、不同敷設方式的散熱效率從高到低排序:架空明敷 > 梯形橋架敷設 > 槽式橋架敷設 > 穿管敷設 > 直埋敷設。
2.1.2、架空明敷:空氣流通性好,散熱最佳,載流量最大。
2.1.3、槽式橋架 / 穿管:封閉空間內熱量不易散發,載流量需乘以 0.7~0.9 的修正系數;梯 形橋架因鏤空結構,散熱優于槽式橋架。
2.1.4、直埋敷設:受土壤熱阻、埋深影響,散熱效率低,載流量需結合土壤參數修正。
2.2、橋架 / 管道內電纜排列密度
2.2.1、橋架內多根電纜密集敷設時,電纜之間會相互影響散熱,并列根數越多,修正系數越 小。
2.2.2、例如:橋架內并列 3 回電纜,載流量修正系數約 0.85;并列 6 回及以上,修正系數可 低至 0.7(依據《電力工程電纜設計規范》GB 50217)。
2.3、敷設路徑的熱阻
2.3.1、直埋電纜的土壤熱阻系數(單位:K?m/W)是核心參數:干燥土壤熱阻大(1.2~1.5 K?m/W),載流量低;潮濕土壤熱阻小(0.8~1.0 K?m/W),載流量高。
2.3.2、穿管敷設時,管材材質(鋼管 / 塑料管)、管內填充率(電纜總截面 / 管道截面≤4 0%)也會影響熱阻,填充率過高會大幅降低載流量。
3、 運行環境參數
環境條件直接影響電纜的散熱速率,是現場應用中必須修正的因素。
3.1環境溫度
3.11電纜載流量的基準值通常基于 40℃ 環境溫度(對應手冊 / 標準的基準條件)。
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3.1.2、冶金車間等高溫環境(環境溫度常達 50℃以上),載流量修正幅度會更大。
3.2、海拔高度
海拔超過 1000m 時,空氣稀薄導致散熱效率降低,需對載流量進行修正:
3.2.1、海拔每升高 1000m,載流量修正系數約降低 1%~2%;
3.2.2、若同時伴隨高溫環境,需疊加環境溫度和海拔的雙重修正系數。
3.3鄰近熱源影響
電纜敷設路徑附近有高溫設備(如冶金爐、蒸汽管道)時,會通過輻射和傳導增加電纜的熱量輸入,導致實際載流量下降。
工程中需保持電纜與熱源的安全距離(如與蒸汽管道間距≥0.5m),或采取隔熱措施,否則需額外降低載流量 10%~30%。實際工程中,電纜載流量需綜合上述因素疊加修正
二、電纜長期安全載流量的權威參照依據。
分為國內國家標準和國際通用標準兩大體系,同時國內工程實踐中還有常用的權威工具書可直接查閱,具體如下:
- 國內權威標準GB/T 16895 系列:這是我國低壓電纜載流量的核心參照標準,其中 GB/T 16895.15 對不同敷設方式(如空氣中敷設、埋地敷設等)、不同絕緣材料的電纜,給出了基準條件下的載流量表格,還明確了環境溫度、電纜并列根數等修正系數的應用規則,是低壓配電場景中載流量確定的關鍵依據。GB 50217《電力工程電纜設計規范》:常用于中高壓電纜相關工程,其附錄中提供了 1 - 10kV 等常用電壓等級電纜在不同敷設條件下的持續容許電流值,比如明確了鋁芯電纜載流量以及銅芯電纜載流量的估算系數關系,是電力工程電纜設計中載流量選擇的重要參考。GB/T 12706《額定電壓 1kV 到 35kV 擠包絕緣電力電纜》:該標準附錄 D 包含了擠包絕緣電力電纜的詳細載流量表,適配 1 - 35kV 常見中低壓電纜,明確了不同規格、絕緣類型電纜的載流量數據,是該電壓等級電纜選型時載流量參照的重要標準。
- 國際通用權威標準IEC 60287《電纜的電流額定值計算》:作為國際通用的專門標準,它提供了完整的數學模型和計算方法,能根據導體電阻、熱阻、環境溫度等參數,精準計算不同敷設條件下電纜的載流量,是很多國家制定本國載流量標準的理論基礎。IEC 60364《建筑物電氣裝置》系列:側重建筑物內電纜的應用,從電氣裝置整體安全角度,明確了載流量需匹配導體溫升限制,避免絕緣材料因過熱失效,同時關聯電壓降等因素,為建筑場景中電纜載流量的確定提供了通用指導。
- 國內工程常用權威工具書
- 像《工業與民用供配電設計手冊》這類工具書,雖非標準,但極具權威性。它依據上述國內國家標準,整合了不同型號、不同規格電纜在各類常見敷設條件下的載流量表格,并梳理了修正系數,將復雜的標準內容整理成便于快速查閱的形式,是國內電氣工程師日常設計中確定電纜長期安全載流量的常用參考資料。
三、常用的2種電纜的載流量表
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