光伏電站系統(tǒng)電纜選型課題

研討報告

編制人員： XXXX

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目 錄

一 概述 .................................................... 錯誤!未定義書簽。 二 范圍 .................................................... 錯誤!未定義書簽。 三 參考標(biāo)準(zhǔn) ................................................ 錯誤!未定義書簽。 四 光伏電纜 ................................................ 錯誤!未定義書簽。

1 應(yīng)用 ................................................. 錯誤!未定義書簽。 2 結(jié)構(gòu) ................................................. 錯誤!未定義書簽。 3、印字 ................................................. 錯誤!未定義書簽。

4、載流量 ............................................... 錯誤!未定義書簽。 5、電性能 ............................................... 錯誤!未定義書簽。 五 動力電纜選型 ............................................ 錯誤!未定義書簽。

1、電纜的型號組成與順序.................................. 錯誤!未定義書簽。 3、電纜型號選型注意事項.................................. 錯誤!未定義書簽。 4、電纜截面估算方法 先估算負(fù)荷電流 ....................... 錯誤!未定義書簽。 5、電壓降的估算 ......................................... 錯誤!未定義書簽。 6 、根據(jù)電流來選截面 .................................... 錯誤!未定義書簽。 六 結(jié)束語 .................................................. 錯誤!未定義書簽。

一 概述

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，帶來居民生活水平的提高，同時也帶來了環(huán)境與生態(tài)，尤其對不可再生能源是很大的挑戰(zhàn)。因此，人們迫切需要一種清潔能源代替現(xiàn)有不可再生能源，為此，太陽能誕生，解決了環(huán)境與生態(tài)問題，又解決了不可再生能源枯竭制約了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一舉二得。太陽能可利用總量豐富，在所有可再生能源中的比重超過90%，因此是可再生能源利用中的主要課題，而太陽能實(shí)際已經(jīng)在日常生活與生產(chǎn)中被普遍利用。太陽能的人工利用形式多種多樣，基本可以分為以下幾類：1）直接利用于照明2）太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，如光合作用。3）太陽能轉(zhuǎn)換為熱能如熱水器4）太陽能轉(zhuǎn)換為電能，目前轉(zhuǎn)換為電能有兩種，一種是光熱，二是光伏。不論是那種電能的轉(zhuǎn)換，都離不開電氣設(shè)備，尤其是電纜在電站中的大量應(yīng)用，電纜選用是否得當(dāng)直接關(guān)系到了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，經(jīng)濟(jì)性等，所以光伏電站中電纜的選用顯得尤為重要，電纜的選擇主要考慮到以下因素：

1) 電纜的絕緣性能； 2) 電纜的耐熱阻燃性能； 3) 電纜的防潮，防光； 4) 電纜的敷設(shè)方式；

5) 電纜芯的類型（銅芯，鋁芯）； 6) 電纜的大小規(guī)格。

本論文針對于光伏電站直流電纜與交流動力電纜的選用注意事項與要點(diǎn)逐一說明，由于作者水平有限，錯誤之處還望讀者予以改正。

二 范圍

本論文適用于光伏專用直流電纜與電壓為6/6kV, 10kV及中低壓等級銅芯電力電纜的

經(jīng)濟(jì)選擇。電纜類型為銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(VV型)，銅芯聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(VV22型)，以及交聯(lián)銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(YJV型)，交聯(lián)銅芯聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(YJV22型)。電纜芯數(shù)包括：根據(jù)產(chǎn)品目錄有等截面的二芯、三芯、四芯及五芯，非等截面的四芯及五芯。

按照IEC 287-3-2/1995國際標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)體截面經(jīng)濟(jì)選擇只計及發(fā)熱損耗，不考慮電壓有

關(guān)的損耗, 也不包括諸如維修等因素。

三 參考標(biāo)準(zhǔn)

國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC 287-3-2/1995《電力電纜截面的經(jīng)濟(jì)最佳化》。 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/

IEC 603-5-523:1999《 建筑物電氣裝置電氣設(shè)備的選擇和安裝布線系統(tǒng)載流量》 GB 50217-94《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》。

四 光伏電纜

1 應(yīng)用

廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外太陽能裝置設(shè)備電氣安裝用線。

特性：低煙無鹵、優(yōu)良的耐寒、耐紫外線、耐臭氧和耐氣候性。阻燃、耐切痕、耐

穿透。 線纜保護(hù)級別Ⅱ級。

環(huán)境溫度：-40℃～+90℃；導(dǎo)體最高溫度：120℃（允許5s內(nèi)短路溫度200℃）； 額定電壓：1kV 設(shè)計壽命：25年

2 結(jié)構(gòu)

導(dǎo)體：鍍錫銅線 、4、 6、10、16mm2 PV1-F 18、16、14、12、10、8、6、4、2mm2 PV wire 絕緣：低煙無鹵材料 厚度﹥0.5mm，并符合客戶給定的限值。 護(hù)套：低煙無鹵材料 厚度﹥0.5mm

采用150℃無鹵阻燃光伏電纜輻照絕緣料（因為最高溫度為120℃，必須高于它），是以無鹵無毒改性聚烯烴樹脂為主要原料，加入無鹵無毒阻燃劑、熱穩(wěn)定劑、消煙劑、防霉劑等助劑，不含鹵素（歐洲特別強(qiáng)調(diào)）、重金屬、磷元素。且符合ROHS，浸水后絕緣電阻變化小。 下表為典型結(jié)構(gòu)：

導(dǎo)電線絕緣 截芯 面mm2 根數(shù)/直徑mm 51/ 56/ 84/ 84/ 126/ 標(biāo)稱厚外徑mm 度mm 度mm 標(biāo)稱厚外徑mm 護(hù)套 3、 印字

內(nèi)容為“ 2Pfg 1169 PV1-F 1×4.0mm2 天津六〇九電纜有限公司”，兩組

印字間距（前一個字符串最后一個字符至后一個字符串第一個字符之間距離）不大于550mm。

4、 載流量

4.0mm2電纜載流量：（環(huán)境溫度：60℃，導(dǎo)體最高溫度：120℃） 單根電纜對空氣：55A； 單根電纜在物體表面：52A； 多根電纜整體在物體表面：44A。 不同環(huán)境溫度下載流量的溫度轉(zhuǎn)化因數(shù)見下表： 不同環(huán)境溫度下載流量的變化系數(shù) 環(huán)境溫度（℃） 60 變化系數(shù) ≤70 80 90 100 110 5 、 電性能

. 直流電阻

成品電纜20℃時導(dǎo)電線芯直流電阻不大于Ω/km。 浸水電壓試驗

成品電纜（20m）在（20±5）℃水中浸入時間1h后經(jīng)5min電壓試驗（交流或直流15kV）不擊穿。 長期耐直流電壓

樣品長5m，放入（85±2）℃的含3%氯化鈉(NaCl)的蒸餾水中（240±2）h，兩端露出水面30cm。線芯與水間加直流電壓（導(dǎo)電線芯接正極，水接負(fù)極）。取出試樣后進(jìn)行浸水電壓試驗，試驗電壓為交流1kV，要求不擊穿。 絕緣電阻

成品電纜20℃時絕緣電阻不小于1014Ω·cm，

成品電纜90℃時絕緣電阻不小于1011Ω·cm。 5．5 護(hù)套表面電阻

成品電纜護(hù)套表面電阻應(yīng)不小于109Ω。

6、其他性能

高溫壓力試驗（GB/T ）

溫度（140±3）℃，時間240min， k=，壓痕深度不超過絕緣與護(hù)套總厚度的50%。并進(jìn)行、5min電壓試驗，要求不擊穿。 濕熱試驗

樣品在溫度90℃、相對濕度85%的環(huán)境下放置1000h，冷卻至室溫后與試驗前相比，抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%，斷裂伸長率的變化率≤-30%。 耐酸堿溶液試驗（GB/T ）

兩組樣品分別浸于濃度為45g/L的草酸溶液和濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液中，溫度為23℃，時間168h，與浸溶液前相比，抗拉強(qiáng)度變化率≤±30%，斷裂伸長率≥100%。 相容性試驗

電纜整體經(jīng)7×24h，（135±2）℃老化后，絕緣老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤±30%，斷裂伸長率變化率≤±30%；護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%，斷裂伸長率變化率≤±30%。

低溫沖擊試驗（GB/T 中的）

冷卻溫度-40℃，時間16h，落錘質(zhì)量1000g，撞擊塊質(zhì)量200g，下落高度100mm，表面不應(yīng)有目力可見裂紋。 低溫彎曲試驗（GB/T 中的）

冷卻溫度（-40±2）℃，時間16h，試棒直徑為電纜外徑的4～5倍，繞3～4圈，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。 耐臭氧試驗

試樣長度20cm，干燥器皿內(nèi)放置16h。彎曲試驗所用試棒直徑為電纜外徑的（2±）倍，試驗箱：溫度（40±2）℃，相對濕度（55±5）%，臭氧濃度（200±50）×10-6%，空氣流量：～倍試驗箱容積/min。樣品放置試驗箱72h，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可

見裂紋。

耐氣候性/紫外線試驗

每個周期：灑水18min，氙燈干燥102min，溫度（65±3）℃，相對濕度65%，波長300～400nm條件下的最小功率：（60±2）W/m2。持續(xù)720h后進(jìn)行室溫下彎曲試驗。試棒直徑為電纜外徑的4～5倍，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。 動態(tài)穿透試驗

室溫條件下，切割速度1N/s，切割試驗數(shù)：4次，每次繼續(xù)試驗樣品須向前挪動25mm，并順時針旋轉(zhuǎn)90°后進(jìn)行。記錄彈簧鋼針與銅線接觸瞬間的穿透力F，所得均值≥150·Dn1/2 N(4mm2截面Dn=2.5mm) 耐凹痕

取3段樣品，每段樣品上相隔25mm，并旋轉(zhuǎn)90°處共制作4個凹痕，凹痕深度0.05mm且與銅導(dǎo)線相互垂直。3段樣品分別置于-15℃、室溫、+85℃試驗箱內(nèi)3h，然后在各自相應(yīng)的試驗箱內(nèi)卷繞于芯軸上，芯軸直徑為（3±）倍電纜最小外徑。每個樣品至少一個刻痕位于外側(cè)。進(jìn)行浸水電壓試驗不擊穿。 護(hù)套熱收縮試驗（GB/T 中的11）

樣品切取長度L1=300mm，在120℃烘箱內(nèi)放置1h后取出至室溫冷卻，重復(fù)5次這樣的冷熱循環(huán)，最后冷卻至室溫，要求樣品熱收縮率≤2%。 垂直燃燒試驗

成品電纜在（60±2）℃放置4h后，進(jìn)行GB/T 規(guī)定的垂直燃燒試驗。 鹵素含量試驗 PH及導(dǎo)電率

樣品置放：16h，溫度（21～25）℃，濕度（45～55）%。試樣二個，各（1000±5）mg，碎至以下的微粒?？諝饬髁浚ā2）l·h-1±10%，燃燒舟與燒爐加熱有效區(qū)邊緣之間距≥300mm，燃燒舟處的溫度須≥935℃，離燃燒舟300m處（順空氣流動方向）溫度須≥900℃。

試驗樣品所產(chǎn)生氣體通過含有450ml（PH值±；導(dǎo)電率≤μS/mm）蒸餾水的氣體洗瓶收集，試驗周期：30min。要求：PH≥；導(dǎo)電率≤10μS/mm。

Cl及Br含量

樣品置放：16h，溫度（21～25）℃，濕度（45～55）%。試樣二個，各（500～1000）mg，碎至。

空氣流量（·D2）l·h-1±10%，樣品被均勻加熱40min至（800±10）℃，并保持20min。 試驗樣品所產(chǎn)生氣體通過含有220ml/個 0.1M氫氧化鈉溶液的氣體洗瓶吸取；將兩個氣體洗瓶的液體注入量瓶，同時應(yīng)用蒸餾水清洗氣體洗瓶及其附件并注入量瓶加至1000ml，冷卻至室溫后，用吸管將200ml被測溶液滴入量瓶中，加入濃4ml，20ml 0.1M銀，3ml硝基苯，然后攪拌至白色絮狀物沉積；加入40%硫酸銨水溶液及幾滴溶液予以完全混合，用磁性攪拌器攪拌，加入硫氫酸銨滴定溶液。 要求：兩個樣品測試值的均值：HCL≤%；HBr≤%； 每個樣品測試值≤兩個樣品測試值的均值±10%。 F含量

25～30mg樣品材料放入1L氧氣容器中，滴2～3滴烷醇，加入5ml 0.5M氫氧化鈉溶液。使樣塊燃盡，將殘留物通過輕微的沖洗倒入50ml的量杯中。

將5ml緩沖液混合于樣品溶液及沖洗液中，并達(dá)到標(biāo)線。繪制校準(zhǔn)曲線，側(cè)得樣品溶液的氟濃度，通過計算獲得樣品中的氟百分比含量。 要求：≤%。

絕緣、護(hù)套材料機(jī)械性能

老化前絕緣抗拉強(qiáng)度≥mm2，斷裂伸長率≥125%，護(hù)套抗拉強(qiáng)度≥mm2，斷裂伸長率≥125%。

（150±2）℃、7×24h老化后，絕緣及護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%，絕緣及護(hù)套老化前后斷裂伸長率變化率≤-30%。 熱延伸試驗

20N/cm2負(fù)重下，樣品經(jīng)（200±3）℃、15min的熱延伸試驗后，絕緣及護(hù)套伸長率的中間值應(yīng)不大于100%，試件從烘箱內(nèi)取出冷卻后標(biāo)記線間距離的增加量的中間值對試件放入烘箱前該距離的百分比應(yīng)不大于25%。 熱壽命

根據(jù)EN 60216-1、EN60216-2阿列紐斯曲線進(jìn)行，溫度指數(shù)為120℃。時間5000h。絕緣及護(hù)套斷裂伸長率保留率：≥50%。之后進(jìn)行室溫下彎曲試驗。試棒直徑為電纜外徑的2倍，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。要求壽命：25年。

五 動力電纜選型

1、電纜的型號組成與順序

1:類別、用途2:導(dǎo)體3:絕緣4:內(nèi)護(hù)層5:結(jié)構(gòu)特征6:外護(hù)層或派生7:使用特征 1-5項和第7項用拼音字母表示，高分子材料用英文名的第位字母表示，每項可以是 1-2個字母；第6項是1-3個數(shù)字。

型號中的省略原則：電線電纜產(chǎn)品中銅是主要使用的導(dǎo)體材料，故銅芯代號T省寫，但裸電線及裸導(dǎo)品除外。裸電線及裸導(dǎo)品類、電力電纜類、電磁線類產(chǎn)品不表明大類代號，電氣裝備用電線電纜類和通信電纜類也不列明，但列明小類或系列代號等。

第7項是各種特殊使用場合或附加特殊使用要求的標(biāo)記，在“-”后以拼音字母標(biāo)記。有時為了突出該項，把此項寫到最前面。如ZR-(阻燃)、NH-(耐火)、WDZ-(低煙無鹵、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、-TH(濕熱地區(qū)用)、FY-(防白蟻、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))等。 數(shù)字標(biāo)記 鎧裝層 外被層或外護(hù)套 0 無 ---

1 聯(lián)鎖鎧裝 纖維外被 2 雙層鋼帶 聚氯乙烯外套 3 細(xì)圓鋼絲 聚乙烯外套 4 粗圓鋼絲 5 皺紋(軋紋)鋼帶 6 雙鋁(或鋁合金)帶 8 銅絲編織

9 鋼絲編織

2、電纜的型號表示含義

1、用途代碼－不標(biāo)為電力電纜，K為控制纜，P為信號纜; 2、絕緣代碼－Z油浸紙，X橡膠，V聚氯乙烯，YJ交聯(lián)聚乙烯 3、導(dǎo)體材料代碼－不標(biāo)為銅，L為鋁;

4、內(nèi)護(hù)層代碼－Q鉛包，L鋁包，H橡套，V聚氯乙烯護(hù)套 5、派生代碼－D不滴流，P干絕緣; 6、外護(hù)層代碼

7、特殊產(chǎn)品代碼－TH濕熱帶，TA干熱帶; 8、額定電壓－單位KV

3、電纜型號選型注意事項

1、SYV：實(shí)心聚乙烯絕緣射頻同軸電纜

2、SYWV(Y)：物理發(fā)泡聚乙絕緣有線電視系統(tǒng)電纜，視頻（射頻）同軸電纜（SYV、 SYWV、SYFV）適用于閉路監(jiān)控及有線電視工程

SYWV（Y）、SYKV 有線電視、寬帶網(wǎng)專用電纜 結(jié)構(gòu)：（同軸電纜）單根無氧圓銅線+物理 發(fā)泡聚乙烯（絕緣）+（錫絲+鋁）+聚氯乙烯（聚乙烯）

3、信號控制電纜（RVV護(hù)套線、RVVP屏蔽線）適用于樓宇對講、防盜報警、消防、自動抄表等工程

RVVP：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護(hù)套軟電纜 電壓300V/300V 2-24芯 用途：儀器、儀表、對講、監(jiān)控、控制安裝

4、RG：物理發(fā)泡聚乙烯絕緣接入網(wǎng)電纜 用于同軸光纖混合網(wǎng)（HFC）中傳輸數(shù)據(jù)模擬信號

5、KVVP：聚氯乙烯護(hù)套編織屏蔽電纜 用途：電器、儀表、配電裝置的信號傳輸、控制、測量

6、RVV（227IEC52/53） 聚氯乙烯絕緣軟電纜 用途：家用電器、小型電動工具、儀表及動 力照明

7、AVVR 聚氯乙烯護(hù)套安裝用軟電纜

8、SBVV HYA 數(shù)據(jù)通信電纜（室內(nèi)、外）用于電話通信及無線電設(shè)備的連接以及電話配線網(wǎng)的 分線盒接線用 9、RV、RVP 聚氯乙烯絕緣電纜

10、RVS、RVB 適用于家用電器、小型電動工具、儀器、儀表及動力照明連接用電

纜

11、BV、BVR 聚氯乙烯絕緣電纜 用途：適用于電器儀表設(shè)備及動力照明固定布線

用

12、RIB 音箱連接線（發(fā)燒線）

13、KVV 聚氯乙烯絕緣控制電纜 用途：電器、儀表、配電裝置信號傳輸、控制、

測量

14、SFTP 雙絞線 傳輸電話、數(shù)據(jù)及信息 15、UL24 電腦連接 16、VGA 顯示器線

17、SYV 同軸電纜 無線通訊、廣播、監(jiān)控系統(tǒng)工程和有關(guān)電子設(shè)備中傳輸射頻信

號（含綜合用同軸電纜）

18、SDFAVP、SDFAVVP、SYFPY 同軸電纜，電梯專用

19、JVPV、JVPVP、JVVP 銅芯聚氯乙烯絕緣及護(hù)套銅絲編織電子計算機(jī)控制電纜

4、電纜截面估算方法

先估算負(fù)荷電流

用途

這是根據(jù)用電設(shè)備的功率（千瓦或千伏安）算出電流（安）的口訣。

電流的大小直接與功率有關(guān)，也與電壓、相別、力率（又稱功率因數(shù)）等有關(guān)。一般有公式可供計算。由于工廠常用的都是380/220伏三相四線系統(tǒng)，因此，可以根據(jù)功率的大小直接算出電流。 口訣

低壓380/220伏系統(tǒng)每千瓦的電流，安。千瓦、電流，如何計算？ 電力加倍，電熱加半。 ① 單相千瓦，安。 ② 單相380，電流兩安半。 ③ 說明

口訣是以380/220伏三相四線系統(tǒng)中的三相設(shè)備為準(zhǔn)，計算每千瓦的安數(shù)。對于某些單相或電壓不同的單相設(shè)備，其每千瓦的安數(shù)，口訣另外作了說明。

① 這兩句口訣中，電力專指電動機(jī)。在380伏三相時（力率左右）,電動機(jī)每千瓦的電流約為2安.即將”千瓦數(shù)加一倍”(乘2)就是電流，安。這電流也稱電動機(jī)的額定電流。 【例1】 千瓦電動機(jī)按“電力加倍”算得電流為11安。 【例2】 40千瓦水泵電動機(jī)按“電力加倍”算得電流為80安。

電熱是指用電阻加熱的電阻爐等。三相380伏的電熱設(shè)備，每千瓦的電流為安。即將“千瓦數(shù)加一半”（乘）就是電流，安。

【例1】 3千瓦電加熱器按“電熱加半”算得電流為安。 【例2】 15千瓦電阻爐按“電熱加半”算得電流為23安。

這句口訣不專指電熱，對于照明也適用。雖然照明的燈泡是單相而不是三相，但對照明供電的三相四線干線仍屬三相。只要三相大體平衡也可這樣計算。此外，以千伏安為單位的電器（如變壓器或整流器）和以千乏為單位的移相電容器（提高力率用）也都適用。即時說，這后半句雖然說的是電熱，但包括所有以千伏安、千乏為單位的用電設(shè)備，以及以千瓦為單位的電熱和照明設(shè)備。

【例1】 12千瓦的三相（平衡時）照明干線按“電熱加半”算得電流為18安。 【例2】 30千伏安的整流器按“電熱加半”算得電流為45安（指380伏三相交流側(cè)）?！纠?】 320千伏安的配電變壓器按“電熱加半”算得電流為480安（指380/220伏低壓 側(cè)）。

【例4】 100千乏的移相電容器（380伏三相）按“電熱加半”算得電流為150安。 ②在380/220伏三相四線系統(tǒng)中，單相設(shè)備的兩條線，一條接相線而另一條接零線的（如

照明設(shè)備）為單相220伏用電設(shè)備。這種設(shè)備的力率大多為1，因此，口訣便直接說明“單相（每）千瓦安”。計算時，只要“將千瓦數(shù)乘4.5”就是電流，安。

同上面一樣，它適用于所有以千伏安為單位的單相220伏用電設(shè)備，以及以千瓦為單位的電熱及照明設(shè)備，而且也適用于220伏的直流。

【例1】 500伏安（千伏安）的行燈變壓器（220伏電源側(cè)）按“單相千瓦、 安”算得電流為安。

【例2】 1000瓦投光燈按“單相千瓦、安”算得電流為安。

對于電壓更低的單相，口訣中沒有提到。可以取220伏為標(biāo)準(zhǔn)，看電壓降低多少，電流就反過來增大多少。比如36伏電壓，以220伏為標(biāo)準(zhǔn)來說，它降低到1/6，電流就應(yīng)增大到6倍，即每千瓦的電流為6*=27安。比如36伏、60瓦的行燈每只電流為*27=安，5只便共有8安。

③在380/220伏三相四線系統(tǒng)中，單相設(shè)備的兩條線都是接到相線上的，習(xí)慣上稱為單相380伏用電設(shè)備（實(shí)際是接在兩相上）。這種設(shè)備當(dāng)以千瓦為單位時，力率大多為1，口訣也直接說明：“單相380，電流兩安半”。它也包括以千伏安為單位的380伏單相設(shè)備。計算時，只要“將千瓦或千伏安數(shù)乘2.5”就是電流，安。

【例1】 32千瓦鉬絲電阻爐接單相380伏，按“電流兩安半”算得電流為80安。 【例2】 2千伏安的行燈變壓器，初級接單相380伏，按“電流兩安半”算得電流為5安?！纠?】 21千伏安的交流電焊變壓器，初級接單相380伏，按“電流兩安半”算得電流為53安。

估算出負(fù)荷的電流后在根據(jù)電流選出相應(yīng)導(dǎo)線的截面,選導(dǎo)線截面時有幾個方面要考慮到一是導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度二是導(dǎo)線的電流密度(安全截流量),三是允許電壓降

5、電壓降的估算

5.１ 用途

根據(jù)線路上的負(fù)荷矩，估算供電線路上的電壓損失，檢查線路的供電質(zhì)量。 5.２ 口訣

提出一個估算電壓損失的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過一些簡單的計算，可估出供電線路上的電壓損

失。

壓損根據(jù)“千瓦．米”，鋁線20—1。截面增大荷矩大，電壓降低平方低。 三相四線6倍計，銅線乘上。

感抗負(fù)荷壓損高，10下截面影響小，若以力率計，10上增加至1。 5.３說明

電壓損失計算與較多的因素有關(guān),計算較復(fù)雜。

估算時，線路已經(jīng)根據(jù)負(fù)荷情況選定了導(dǎo)線及截面，即有關(guān)條件已基本具備。 電壓損失是按“對額定電壓損失百分之幾”來衡量的?？谠E主要列出估算電壓損失的最基本的數(shù)據(jù)，多少“負(fù)荷矩”電壓損失將為1%。當(dāng)負(fù)荷矩較大時，電壓損失也就相應(yīng)增大。因些，首先應(yīng)算出這線路的負(fù)荷矩。

所謂負(fù)荷矩就是負(fù)荷（千瓦）乘上線路長度（線路長度是指導(dǎo)線敷設(shè)長度“米”，即導(dǎo)線走過的路徑，不論線路的導(dǎo)線根數(shù)。），單位就是“千瓦．米”。對于放射式線路，負(fù)荷矩的計算很簡單。如下圖1，負(fù)荷矩便是20*30=600千瓦．米。但如圖2的樹干式線路，便麻煩些。對于其中5千瓦

設(shè)備安裝位置的負(fù)荷矩應(yīng)這樣算：從線路供電點(diǎn)開始，根據(jù)線路分支的情況把它分成三段。在線路的每一段，三個負(fù)荷（10、8、5千瓦）都通過，因此負(fù)荷矩為： 第一段：10*（10+8+5）=230千瓦．米 第二段：5*（8+5）=65千瓦．米 第三段：10*5=50千瓦．米

至5千瓦設(shè)備處的總負(fù)荷矩為：230+65+50=345千瓦．米 下面對口訣進(jìn)行說明：

①首先說明計算電壓損失的最基本的根據(jù)是負(fù)荷矩：千瓦．米 接著提出一個基準(zhǔn)數(shù)據(jù)：

2 .5平方毫米的鋁線，單相220伏，負(fù)荷為電阻性（力率為1），每20“千瓦．米”負(fù)荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2 .5鋁線20—1”。

在電壓損失1%的基準(zhǔn)下，截面大的，負(fù)荷矩也可大些，按正比關(guān)系變化。比如10平方毫米的鋁線，截面為2 .5平方毫米的4倍，則20*4=80千瓦．米，即這種導(dǎo)線負(fù)荷矩

為80千瓦．米，電壓損失才1%。其余截面照些類推。

當(dāng)電壓不是220伏而是其它數(shù)值時，例如36伏，則顯灰出36伏相當(dāng)于220伏的1/6。此時，這種線路電壓損失為1%的負(fù)荷矩不是20千瓦．米，而應(yīng)按1/6的平方即1/36來降低，這就是20*（1/36）=0 .55千瓦．米。即是說，36伏時，每0 .55千瓦．米（即每550瓦．米），電壓損失降低1%。

“電壓降低平方低”不單適用于額定電壓更低的情況，也可適用于額定電壓更高的情況。這時卻要按平方升高了。例如單相380伏，由于電壓380伏為220伏的1 .7倍，因此電壓損失1%的負(fù)荷矩應(yīng)為20*1 .7的平方=58千瓦．米。

從以上可以看出：口訣“截面增大荷矩大，電壓降低平方低”。都是對照基準(zhǔn)數(shù)據(jù)“2 .5鋁線20—1”而言的。

【例1】 一條220伏照明支路，用2 .5平方毫米鋁線，負(fù)荷矩為76千瓦．米。由于76是20的3 .8倍（76/20=3 .8），因此電壓損失為3 .8%。

【例2】 一條4平方毫米鋁線敷設(shè)的40米長的線路，供給220伏1千瓦的單相電爐2只，估算電壓損失是：

先算負(fù)荷矩2*40=80千瓦．米。再算4平方毫米鋁線電壓損失1%的負(fù)荷矩，根據(jù)“截面增大負(fù)荷矩大”的原則，4和2 .5比較，截面增大為1 .6倍（4/2 .5=1 .6），因此負(fù)荷矩增為

20*1 .6=32千瓦．米（這是電壓損失1%的數(shù)據(jù)）。最后計算80/32=2 .5，即這條線路電壓損失為2 .5%。

②當(dāng)線路不是單相而是三相四線時，（這三相四線一般要求三相負(fù)荷是較平衡的。它的電壓是和單相相對應(yīng)的。如果單相為220伏，對應(yīng)的三相便是380伏，即380/220伏。）同樣是2 .5平方毫米的鋁線，電壓損失1%的負(fù)荷矩是①中基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的6倍，即20*6=120千瓦．米。至于截面或電壓變化，這負(fù)荷矩的數(shù)值，也要相應(yīng)變化。

當(dāng)導(dǎo)線不是鋁線而是銅線時，則應(yīng)將鋁線的負(fù)荷矩數(shù)據(jù)乘上1 .7，如“2 .5鋁線20—1”改為同截面的銅線時，負(fù)荷矩則改為20*1 .7=34千瓦．米，電壓損失才1%。 【例3】 前面舉例的照明支路，若是銅線，則76/34=2 .2，即電壓損失為2 .2%。對電爐供電的那條線路，若是銅線，則80/（32*1 .7）=1 .5，電壓損失為1 .5%。

【例4】 一條50平方毫米鋁線敷設(shè)的380伏三相線路，長30米，供給一臺60千瓦的三相電爐。電壓損失估算是： 先算負(fù)荷矩：60*30=1800千瓦．米。

再算50平方毫米鋁線在380伏三相的情況下電壓損失1%的負(fù)荷矩：根據(jù)“截面增大荷矩大”，由于50是2 .5的20倍，因此應(yīng)乘20，再根據(jù)“三相四線6倍計”，又要乘6，因此，負(fù)荷矩增大為20*20*6=2400千瓦．米。 最后1800/2400=0 .75，即電壓損失為0 .75%。

③以上都是針對電阻性負(fù)荷而言。對于感抗性負(fù)荷（如電動機(jī)），計算方法比上面的更復(fù)雜。但口訣首先指出：同樣的負(fù)荷矩——千瓦．米，感抗性負(fù)荷電壓損失比電阻性的要高一些。它與截面大小及導(dǎo)線敷設(shè)之間的距離有關(guān)。對于10平方毫米及以下的導(dǎo)線則影響較小，可以不增高。

對于截面10平方毫米以上的線路可以這樣估算：先按①或②算出電壓損失，再“增加0 .2至1”，這是指增加0 .2至1倍，即再乘1 .2至2。這可根據(jù)截面大小來定，截面大的乘大些。例如70平方毫米的可乘1 .6，150平方毫米可乘2。

以上是指線路架空或支架明敷的情況。對于電纜或穿管線路，由于線路距離很小面影響不大，可仍按①、②的規(guī)定估算，不必增大或僅對大截面的導(dǎo)線略為增大（在0 .2以內(nèi)）。

【例5】 圖1中若20千瓦是380伏三相電動機(jī)，線路為3*16鋁線支架明敷，則電壓損失估算為： 已知負(fù)荷矩為600千瓦．米。

計算截面16平方毫米鋁線380伏三相時，電壓損失1%的負(fù)荷矩：由于16是2 .5的6 .4倍，三相負(fù)荷矩又是單相的6倍，因此負(fù)荷矩增為：20*6 .4*6=768千瓦．米 600/768=0 .8 即估算的電壓損失為0 .8%。但現(xiàn)在是電動機(jī)負(fù)荷，而且導(dǎo)線截面在10以上，因此應(yīng)增加一些。根據(jù)截面情況，考慮1 .2，估算為0 .8*1 .2=0 .96，可以認(rèn)為電壓損失約1%。 以上就是電壓損失的估算方法。最后再就有關(guān)這方面的問題談幾點(diǎn)：

(一) 線路上電壓損失大到多少質(zhì)量就不好？一般以7~8%為原則。（較嚴(yán)格的說法是：電壓損失以用電設(shè)備的額定電壓為準(zhǔn)（如380/220伏），允許低于這額定電壓的5%（照明為2 .5%）。但是配電變壓器低壓母線端的電壓規(guī)定又比額定電壓高5%（400/230伏），

因此從變壓器開始至用電設(shè)備的整個線路中，理論上共可損失5%+5%=10%，但通常卻只允許7~8%。這是因為還要扣除變壓器內(nèi)部的電壓損失以及變壓器力率低的影響的緣故。）不過這7~8%是指從配電變壓器低壓側(cè)開始至計算的那個用電設(shè)備為止的全部線路。它通常包括有戶外架空線、戶內(nèi)干線、支線等線段。應(yīng)當(dāng)是各段結(jié)果相加，全部約7~8%。 (二) 估算電壓損失是設(shè)計的工作，主要是防止將來使用時出現(xiàn)電壓質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。由于影響計算的因素較多（主要的如計算干線負(fù)荷的準(zhǔn)確性，變壓器電源側(cè)電壓的穩(wěn)定性等），因此，對計算要求很精確意義不大，只要大體上胸中有數(shù)就可以了。比如截面相比的關(guān)系也可簡化為4比2 .5為1 .5倍，6比2 .5為2 .5倍，16比2 .5倍為6倍。這樣計算會更方便些。

（三） 在估算電動機(jī)線路電壓損失中，還有一種情況是估算電動機(jī)起動時的電壓損失。這是若損失太大，電動機(jī)便不能直接起動。由于起動時的電流大，力率低，一般規(guī)定起動時的電壓損失可達(dá)15%。這種起動時的電壓損失計算更為復(fù)雜，但可用上述口訣介紹的計算結(jié)果判斷，一般截面25平方毫米以內(nèi)的鋁線若符合5%的要求，也可符合直接起動的要求：35、50平方毫米的鋁線若電壓損失在3 .5%以內(nèi)，也可滿足；70、95平方毫米的鋁線若電壓損失在2 .5%以內(nèi)，也可滿足；而120平方毫米的鋁線若電壓損失在1 .5以內(nèi)。才可滿足。這3 .5%，2 .5%，1 .5 .%剛好是5%的七、五、三折，因此可以簡單記為：“35以上，七、五、三折”。

（四） 假如在使用中確實(shí)發(fā)現(xiàn)電壓損失太大，影響用電質(zhì)量，可以減少負(fù)荷（將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到別的較輕的線路，或另外增加一回路），或者將部分線段的截面增大（最好增大前面的干線）來解決。對于電動機(jī)線路，也可以改用電纜來減少電壓損失。當(dāng)電動機(jī)無法直接啟動時，除了上述解決辦法外，還可以采用降壓起動設(shè)備（如星-三角起動器或自耦減壓起動器等）來解決

6 、根據(jù)電流來選截面

．用途

各種導(dǎo)線的截流量(安全用電)通?？梢詮氖謨灾胁檎?。但利用口訣再配合一些簡單的心

算，便可直接算出，不必查表。

導(dǎo)線的截流量與導(dǎo)線的截面有關(guān)，也與導(dǎo)線的材料（鋁或銅）、型號（絕緣線或裸線等）、敷設(shè)方法（明敷或穿管等）以及環(huán)境溫度（25℃左右或更大）等有關(guān)，影響的因素較多，計算也較復(fù)雜。

平方級：1 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ．．．．．．． ．口訣

估算口訣：（銅線方法載流量與鋁線加大一個線號的載流量。如16mm’銅線的載流量按25mm2鋁線計算。）

二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號走。 三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 條件有變加折算，高溫九折銅升級。 穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。

“二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號走”說的是2．5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5mm’導(dǎo)線，載流量為2．5×9＝22。5(A)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。

“三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五”，說的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍數(shù)依次減0．5。即50、70mm’導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的2．5倍，依次類推。 鋁心絕緣線截流量與截面的倍數(shù)關(guān)系： S（截面）=*D(直徑)的平方

10下5，100上二，25、35，四三界，70、95，兩倍半。 ①穿管、溫度，折。 ②裸線加一半。 ③銅線升級算。 說明

口訣是以鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件為準(zhǔn)。若條件不同，口訣另有說明。 絕緣線包括各種型號的橡皮絕緣線或塑料絕緣線。

口訣對各種截面的截流量（電流，安）不是直接指出，而是用“截面乘上一定倍數(shù)”來

表示。為此，應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)線截面（平方毫米）的排列： 1 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ．．．．．．．

生產(chǎn)廠制造鋁芯絕緣線的截面通常從開始,銅芯絕緣線則從1開始；裸鋁線從16開始，裸銅線則從10開始。

①這口訣指出：鋁芯絕緣線截流量，安，可以按“截面數(shù)的多少倍”來計算?？谠E中阿拉伯?dāng)?shù)字表示導(dǎo)線截面（平方毫米），漢字?jǐn)?shù)字表示倍數(shù)。把口訣的“截面與倍數(shù)關(guān)系”排列起來便如下：

．．．10*5 16、25*4 35 、45*3 70 、95* 120*2．．．．．．

現(xiàn)在再和口訣對照就更清楚了，原來“10下五”是指截面從10以下，截流量都是截面數(shù)的五倍。“100上二”是指截面100以上，截流量都是截面數(shù)的二倍。截面25與35是四倍和三倍的分界處。這就是口訣“25、3三界”。而截面70、95則為二點(diǎn)五倍。從上面的排列可以看出：除10以下及100以上之處，中間的導(dǎo)線截面是每每兩種規(guī)格屬同一種倍數(shù)。

下面以明敷鋁芯絕緣線，環(huán)境溫度為25℃，舉例說明： 【例1】6平方毫米的，按“10下五”算得截流量為30安。 【例2】150平方毫米的，按“100上二”算得截流量為300安。 【例3】70平方毫米的，按“70、95兩倍半”算得截流量為175安。

從上面的排列還可以看出：倍數(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處，誤差稍大些。比如截面25與35是四倍與三倍的分界處，25屬四倍的范圍，但靠近向三倍變化的一側(cè)，它按口訣是四倍，即100安，但實(shí)際不到四倍（按手冊為97安），而35則相反，按口訣是三倍，即105安，實(shí)際則是117安，不過這對使用的影響并不大。當(dāng)然，若能“胸中有數(shù)”，在選擇導(dǎo)線截面時，25的不讓它滿到100安，35的則可以略為超過105安便更準(zhǔn)確了。同樣，平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的最始（左）端，實(shí)際便不止五倍（最大可達(dá)20安以上），不過為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗，通常都不用到這么大，手冊中一般也只標(biāo)12安。

②從這以下，口訣便是對條件改變的處理。本名“穿管、溫度，八、九折”是指：若是穿管敷設(shè)（包括槽板等敷設(shè)，即導(dǎo)線加有保護(hù)套層，不明露的），按①計算后，再打八

折（乘）。若環(huán)境溫度超過25℃，應(yīng)按①計算后再打九折（乘）。

關(guān)于環(huán)境溫度，按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上，溫度是變動的，一般情況下，它影響導(dǎo)體截流并不很大。因此，只對某些高溫車間或較熱地區(qū)超過25℃較多時，才考慮打折扣。

還有一種情況是兩種條件都改變（穿管又溫度較高），則按①計算后打八折，再打九折?；蛘吆唵蔚匾淮未蚱哒塾嬎悖?=,約為）。這也可以說是“穿管、溫度，八、九折”的意思。

例如：（鋁芯絕緣線）

10平方毫米的，穿管（八折）， 40安（10*5*=40） 高溫(九折) 45安(10*5*=45) 穿管又高溫(七折) 35安(10*5*=35安) 95平方毫米的，穿管(八折) 190安(95**=190) 高溫(九折) 214安(95**= 穿管又高溫(七折) 166安(95**=

③ 對于裸鋁線的截流量,口訣指出“裸線加一半”，即按①計算后再一半（乘）。這是指同樣截面的鋁芯絕緣芯與裸鋁線比較，截流量可加一半。 【例1】 16平方毫米裸鋁線， 96安（16*4*=96） 高溫， 86安（16*4**=）

【例2】 35平方毫米裸鋁線, 158安(35*3*= 【例3】 120平方毫米裸鋁線, 360安(120*2*=360)

④對于銅導(dǎo)線的截流量,口訣指出“銅線升級算”，即將銅導(dǎo)線的截面按截面排列順序

提升一級，再按相應(yīng)的鋁線條件計算。

【例1】 35平方毫米裸銅線25℃。升級為50平方毫米，再按50平方毫米裸鋁線，25℃計算為225安（50*3*）。

【例2】 16平方毫米銅絕緣線25℃。按25平方毫米鋁絕緣線的相同條件，計算為100安（25*4）。

【例3】 95平方毫米銅絕緣線25℃ ，穿管。按120平方毫米鋁絕緣線的相同條件，計算為192安（120*2*）。

附帶說一下：對于電纜，口訣中沒有介紹。一般直接埋地的高壓電纜，大體上可采用①中的有關(guān)倍數(shù)直接計算，比如35平方毫米高壓鎧裝鋁芯電纜埋地敷設(shè)的截流量約為105安（35*3）。95平方毫米的約為238安（95*）。 下面這個估算口訣和上面的有異曲同工之處： 二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號走。 三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 條件有變加折算，高溫九折銅升級。 穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。

平方*9 4平方*8 6平方*7 10平方*6 16平方*5 25平方*4 35平方* 50和70平方*3 95和120平方* .....................

最后說明一下用電流估算截面的適用于近電源(負(fù)荷離電源不遠(yuǎn)),電壓降適用于長距離

六 結(jié)束語

太陽能作為一種清潔能源是非常理想胡未來能源，近些年由于人們對能源、環(huán)境問題日益關(guān)注，太陽能的應(yīng)用與普及越來越受到人們的重視，因此，未來光伏電站的發(fā)展前景非常開闊，將會代替現(xiàn)在的火力發(fā)電，為此電纜在光伏電站大量被采用，本論文著重介紹了直流電纜與交流動力的電纜選型的注意事項與要點(diǎn)，望讀者得以借鑒，在本論文編著的過程中，不論從資料的收集還是技術(shù)信息的交流，都得到了國內(nèi)有關(guān)專家學(xué)者的大力支持。同時，本論文還參考了一些著作與文獻(xiàn)，謹(jǐn)向有關(guān)讀者表示真心的感謝！