电缆与铝排/铜排选型
按功率选铝芯、铜芯电缆和母排,含降容、压降和断路器建议。
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计算电流——
断路器额定电流——
温度降容——
铝芯电缆推荐——
铜芯电缆推荐——
不同并联根数的方案单芯各截面:每根载流量和每相根数 高亮为推荐
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每相并联根数越多,单根越细、越好施工,但并联的每一根都算一路,会让降容更多。并联电缆要同型号、同截面、同长度、同路径,两端分别接在同一母排上。
母排(铜排 TMY / 铝排 LMY) 宽 × 厚,单位 mm
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单芯并联怎么放:每一路的 L1、L2、L3 要放在一起(品字形捆成一组,或一字形按 L1 L2 L3、L3 L2 L1 交替排),不要把同一相的几根放在一起;并联的各根同型号、同截面、同长度,两端接在同一母排上。单芯电缆不要单根穿钢管,也不要用铁质闭合卡箍,否则会涡流发热。
铝芯电缆接头是矿场最常见的发热点:一定要用铜铝过渡端子,压接前去氧化层、涂导电膏,按端子厂家力矩紧固,满载一周后复紧一次,平时用红外测温枪定期巡检。
怎么算的
按你现在的输入,一步步算
1. 计算电流和断路器
- 计算电流:三相 I = P ÷(√3 × U × cosφ),单相 I = P ÷(U × cosφ)。P 是负载功率(W),U 是电压(三相填线电压,单相填相电压),cosφ 是功率因数。
- 断路器额定电流 ≥ 计算电流 × 持续负载系数。矿机 24 小时满载,断路器和电缆长期在大电流下发热,所以按 1.25 倍选(相当于只用到额定值的 80%),再取不小于它的标准规格。
- 选电缆的原则:计算电流 ≤ 断路器额定电流 ≤ 电缆降容后的载流量。电缆过载时断路器先跳闸,电缆就不会长期过热。
2. 载流量表值
- 表值是 IEC 60364-5-52 给出的基准载流量:只有这一路电缆,空气中环境 30°C(埋地时土壤 20°C、热阻 2.5 K·m/W),导体长期工作在绝缘允许的最高温度(交联 XLPE 90°C,PVC 70°C)。
- 单芯电缆放桥架 / 梯架(F 法):用表 B.52.12(交联铜芯)、B.52.13(交联铝芯)、B.52.10(PVC 铜芯)、B.52.11(PVC 铝芯),截面 25~630 mm²。品字形是三根单芯捆成"品"字;一字形紧挨是三根平排、互相贴着,散热稍好,表值比品字形高 4%~5%;单相按两根紧挨。
- 多芯电缆(E、C、B2)和单芯穿管(B1)用简化表 C.52.1,截面到 240 mm²;埋地(D)用 D 法表,截面到 300 mm²。
- 下表是当前所选绝缘的单芯表值(三相,30°C,只有一路):
3. 降容系数
- 实际载流量 = 表值 × 温度系数 × 并列系数,埋地再乘土壤热阻系数。
- 环境温度系数(表 B.52.14):电缆所在位置越热,散热越差,能通过的电流越小。表里没有的温度按相邻两档插值;埋地用土壤温度系数(表 B.52.15,基准 20°C)。
- 并列系数:几路电缆放在一起会互相加热。单芯电缆每一组三相(L1、L2、L3 各一根)算一路,每相并联 n 根就是 n 路(表 B.52.21 注 5);"同路径其他回路"也一起算进去。多层桥架时回路平均分到各层,按"层数 × 每层路数"查下表(高亮为当前所选):
- 品字形的系数按组与组之间留 2 倍电缆外径算,组与组贴在一起时会更低;一字形按各回路紧挨算。
- 表 B.52.21 只给到每层 3 路。超过时按多芯电缆表 B.52.17 同类桥架的系数估算(有孔桥架 4 路 0.77、6 路 0.73、9 路 0.72;梯架 4 路 0.80、6 路 0.79、9 路 0.78),偏保守,结果里标 *。
- 多芯电缆每一根算一路,按表 B.52.17 查(成束、贴墙、有孔桥架、梯架等)。埋地按表 B.52.18,按路数和回路间距查,超过 6 路按 6 路估算,会偏乐观;土壤热阻系数按表 B.52.16,土越干热阻越大、散热越差。
4. 每相要几根
- 单芯:对每种截面,从每相 1 根开始试。每多一根就多一路,并列系数变小,所以每根的载流量会随根数下降;一直加到"每根载流量 × 根数 ≥ 断路器额定电流"为止。
- 再查压降:压降超过允许值就继续加根(表里标"按压降加根")。每相最多算到 12 根,再多建议改用母线槽或分成几路。
- 推荐(★):优先在 300 mm² 及以下的截面里选每相根数最少的,根数相同时选截面小的。截面太大的电缆又硬又重,不好弯、不好压接,所以不优先推荐;表里列出了每种截面,可以按库存和施工习惯自己选。
- 多芯:每相并联 1~8 根(每根都是完整的三相电缆),选根数最少、截面最小的;线径不够压降要求时自动加粗,表里标"压降加粗"。
5. 压降
- 三相 ΔU = √3 × I × L ×(R·cosφ + X·sinφ),单相用 2 代替 √3。I 是每根电缆的电流(计算电流 ÷ 每相根数),L 是线路长度(km)。压降百分比 = ΔU ÷ U × 100%。
- R 按铜 22.5、铝 36 Ω·mm²/km 除以截面,约等于导体 90°C 时的电阻。X(电抗):多芯和单芯品字形取 0.08 Ω/km,单芯一字形取 0.10 Ω/km(三根平排时相间距离大,电抗大一些)。
- 配电干线一般控制在 2%~3%,从变压器到用电设备合计不超过 5%。线路越长、电流越大,越容易由压降决定线径。
- 300 mm² 以上的大截面有集肤效应(交流电偏向导体表面流),交流电阻比按截面算的略大,实际压降约高 5%~10%。
6. 型号和 PE 线
- YJV / YJLV:交联聚乙烯绝缘铜芯 / 铝芯;VV / VLV:PVC 绝缘铜芯 / 铝芯;0.6/1kV 是电缆的额定电压。
- 多芯写成"3×S+1×PE",例如 YJLV-0.6/1kV 3×240+1×120,PE 按常用 3+1 规格给出。单芯写成"每相 n 根 · YJLV-0.6/1kV 1×S",三相共 3n 根。
- PE(保护接地线)按 IEC 60364-5-54 表 54.2:相线截面 S ≤ 16 mm² 时 PE = S;16~35 mm² 时 PE = 16 mm²;大于 35 mm² 时 PE ≥ S ÷ 2。并联时 S 取每相总截面,例如每相 2 根 1×240 是 480 mm²,PE ≥ 240 mm²,即 1 根 1×240。按短路热稳定(绝热公式)校核后,PE 可以减小。
- 矿机三相输入一般不需要中性线(N 线);有单相负载时要另配 N 线。正式设计请按 IEC 60364-5-54 或 GB 50054 校核。
7. 母排
- 按美国铜业协会(CDA)裸铜排载流量表(60 Hz、竖放、环境 40°C、温升 30°C,即母排 70°C)插值到国内常用规格(TMY 宽 × 厚)。
- 柜内温度修正:系数 =((70 − 柜内温度)÷ 30)的 0.61 次方,柜内 40°C 时为 1。铝排按铜排的 0.78 倍;每相 2 / 3 / 4 片按单片的 1.64 / 2.16 / 2.64 倍,片间留一片厚度的间隙,多片只选 6 mm 以上厚、50 mm 以上宽的排;涂漆(哑光深色)散热更好,按 1.2 倍。
- 50 Hz 时集肤效应比 60 Hz 小,结果略偏保守。国内手册的数值通常比这里高 10%~25%,本工具取更保守的数据,适合 24 小时满载的矿场。
8. 没有计算的
- 短路热稳定(短路时电缆和 PE 能否承受)、动稳定(母排在短路电动力下是否变形)、谐波、电缆弯曲半径和桥架承重都没有计算。变压器出口、总柜等大电流位置,请由电气工程师按当地规范复核。
工具箱的结果是按公开数据和通用公式做的估算,仅供参考,不构成投资建议。电缆、母排、变压器和水路的选型涉及用电安全,施工前请由有资质的电气或暖通工程师按当地规范复核。