机房供配电系统设计有一定的规范，用户新建机房供配电系统时，应通过设计单位选择合适的交流线径，严格按设计文件施工。对于现有机房新增一般性负载，往往由用户自行设计并安装。
+ m' J, i0 g* j+ c) W安全用电是动力设备安装与维护人员的基本要求，所有安装与维护人员都有必要了解交流电缆线径选择的方法和原则。维护人员在日常工作中不局限于发现设备潜在故障，也应关注线缆等配套设备存在的风险，实现精细化维护。在具体的安装与维护工作中，不少工程师对电缆线径的选择存在着一些误区，需要对这些误区进行分析。选择了错误的电缆线径，轻则增加了建设或运行成本，重则可能带来巨大的安全隐患。
2 }! t3 Z/ O+ w @$ P本文列出的十个误区都是工程与维护人员容易发生的，事实上导线线径选择还有更多的影响因素，具体选择线径时应根据环境温度、允许温升、敷设方式等查询电工手册或其它相关设计规范。& V& i- e4 ]. ^) C" a! R, z
误区一：经济电流密度2~4A/mm2，选2偏安全，选4偏经济1 L" ]; E. C' d8 q
按照经济电流密度选择交流线径是通行的方法，铜质电缆经济电流密度为2~4A/mm2。显然，取经济电流密度为2A/mm2时，线径较粗，投资成本较高；取经济电流密度为4A/mm2时，线径较细较经济。一些工程人员认为，按照经济电流密度选择电缆即可，选2A/mm2偏安全，选4A/mm2偏经济，都是可行的选择。
5 q, v9 x3 l, R) V# |8 M当电缆较细时，电缆比表面积大，对散热有利；当电缆较粗时，电缆比表面积小，热量不易散发，单位截面积导线通过相同的电流时，粗电缆温度较高。如果电缆温度超过允许值，就会发生危险。下表为在空气中敷设的塑料绝缘铜芯电线长期连续负荷载流量（《电工手册》第14章第99页，上海科学技术出版社第四版，吕如良等主编，2002年1月），周围环境温度为25℃，线芯长期允许工作温度为70℃。
: Y0 k1 Q }, m `( u线径（mm2） | 1 | 2.5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 50 | 120 | 150 | 185 | 安全载流量 | 20 | 34 | 45 | 56 | 85 | 113 | 146 | 225 | 400 | 450 | 505 | 每mm2电流 | 20 | 13.6 | 11.25 | 9.33 | 8.5 | 7.06 | 5.84 | 4.5 | 3.33 | 3 | 2.73 |
# R" ~ W4 Y5 c; c# d, p, n
由上表可见，较细的电缆每平方载流量远大于4A，随着电缆线径的增加，每单位mm2载流量明显下降。由于电缆不应一直运行于最高温度，同时存在可能的过流或其它因素影响，选择时导线载流量应小于上表载流量数值。6 l/ O C2 M8 i. ~% i- a4 S
由此看来，经济电流密度理解为粗电缆取2、细电缆取4，比理解为选2偏安全、选4偏经济更合乎实际。
- ^/ Z5 U8 n/ G误区二：只按经济电流密度，不复核电缆压降: l* s9 }. m6 A# k3 Z
假定某单相交流负载最大电流不超过16A（单相负载电流通常不超过20A），按经济电流密度法选用4mm2电缆，如果负载距离100米，铜电导率σ为57，电缆电阻为：
5 X3 i9 `) j, y0 \$ ~R=L/（σS）=100×2/（57×4）=0.88Ω) x3 k5 p% F/ \$ o3 W8 i
电缆上电压降ΔU为
" C8 W. B! A+ T7 E* P# y6 wΔU=IR=16×0.88=14.1V8 Y2 V7 E: u& B, }
连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值（《电力工程电缆设计规范》第6页，GB50217-94），该例电缆上电压降达到14.1/220=6.4%，超过多数设备线路上压降不应大于5%的要求。负载工作电压下降6.4%，相应的工作电流上升1A，需要选用更粗的电缆（如6mm2），重新计算电压降，直至电压降小于5%。
- h% c( L, ]! ~( H: U& S误区三：只选择电线线径，不考虑电线类型
+ S* o0 N& f: v% k3 o计算电缆线径时，只确定了电缆金属介质的截面积。只要截面积相同，不论何种绝缘层与护套，电缆本身性质完全相同（铜质，通信机房电力电缆一般不用铝芯电线）。但正是由于绝缘层与护套的不同，散热性能、允许温升就有区别，如常用的VV（聚氯乙烯绝缘）电缆与JYV（交联聚乙烯绝缘）电缆，前者允许温度为70℃，后者可达90℃，因此JYV电缆允许的截流量更大，同样的负载电流条件下，可以选择较小的线径。此外，单芯与多芯电缆（指内部含互相绝缘的多芯成套电缆）散热条件不同，截流量也有区别。例如，铜芯导体截面为50mm2，单芯与多芯明敷电缆在环境温度为25℃、导体温度分别为70℃（VV电缆）和90℃（JYV电缆）时载流量规格如下表所示（数据来源：北京电缆网）。
1 I4 F$ Q7 A3 c2 _0 `7 Q电缆类型 | 单芯 | 两芯 | 三芯 | 四芯 | VV | 170 | 145 | 130 | 138 | YJV | 230 | 210 | 160 | 165 |
; a: K& l( s9 e2 g% O+ B8 {8 ?9 U由上表可知，多芯电缆载流量较单芯为小，VV电缆载流量较YJV电缆为小，设计电缆时需要计入这些因素。多根单芯电缆平行捆扎敷设时，计算载流量也应在单芯电缆的基础上乘以一个小于1的降额矫正系数。下表为《工厂供电》中多根电缆并列时载流修正系数，电缆相距100mm。! p2 H7 f4 j7 a! X
并列导线数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 载流量修正系数 | 1 | 0.9 | 0.85 | 0.8 | 0.78 | 0.75 | 0.73 | 0.72 |
/ U; W0 [5 q& F误区四：优先选择长期安全载流量大的电缆
8 C; r: D, ]3 y5 }. L! R7 e1 p- s一般地，从电缆的绝缘性能、环保性能和耐候性能等方面看，YJV电缆载流量大，在各方面比VV电缆性能更优异，应在工程设计中优先考虑。
% K! k. X& M( u; R5 J5 C1 j0 d事实上，YJY电缆虽然具有载流量大、电缆直径小、重量轻、方便安装等优点，但在同等截面积条件下，YJY电缆比VV电缆流量大的原因仅仅是因为能承受的温度高而已。截面积相同，铜的质量、导电率也相同，因而在输送同等电流的情况下，选择YJY电缆可以比选择VV电缆细一些的线径，但线路电阻增加，线损和电压降也增加，长期运行不一定合算。
% N6 G+ ^* n% `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。
9 Z8 v/ T3 H1 Z9 @6 c误区五：并联多大的导线，就相当于线径增大多少平方5 F' M6 l1 |3 g3 _# I
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。
, z/ x g" U! v& g2 ?5 M% ~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。# L% O5 W$ Z, }; ^( l
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。 |
发表于 2009-6-9 19:19:11
发表于 2009-8-6 09:49:20
