电缆导线载流量的正确选择是配电设计中的重要环节之一,其中对电缆导线载流量应满足敷设环境的要求,在主要设计规范中均有规定。GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》第 3. 2. 2条:“选择导体截面,应符合下列规定:1 按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于计算电流”; JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》第7. 4. 2条:“低压配电导体截面的选择应符合下列要求:1)按敷设方式、环境条件确定的导体截面,其导体截面载流量不应小于预期负荷的最大计算电流和按保护条件确定的电流。” 电缆导线载流量的计算中,应按照敷设方式和环境条件来确定电缆导线载流量校正系数,最后确定电缆导线载流量。 在实际设计工作中,电缆导线敷设方式所对应的校正系数经常给设计人员和施工图审查人员带来困惑:设计人员感觉校正系数多,计算麻烦,增加很多工作量;施工图审查人员在审查过程中无法简单判别设计计算中是否已经考虑校正系数,在计算书中往往也没有专门的部分来表示。 那么在实际设计工作当中,如何从工程设计的角度,快速进行校正计算和判别?笔者提出一个简化计算的思路和方法,请同行指正。 1 校正系数的简化计算 在工程设计工作中,最常使用的电缆敷设方式是电缆槽盒和电缆埋地方式,现结合工程实例,按照以下几个步骤,进行电缆敷设方式确定、电缆载流量校正系数确定、电缆载流量计算,电缆槽盒选择。 1.1 第一步 笔者给出一个断路器长延时整定电流值与电缆截面选择的对照表(如表1所示),作为后续计算的基础。 1.2 第二步 以某工程负荷计算为例,计算同一路由各干线的配电设计参数。同一路由各干线指同一电缆槽盒或同一电缆沟敷设的电缆干线。配电设计参数主要应包括:干线编号、干线名称、计算电流、低压配电系统馈出断路器长延时保护动作电流整定值、干线电缆截面。 在计算配电设计参数时,需要设计师关注到以下设计选型表格,并按照表1进行电缆截面的确定,可以得到如表2所示的结果。 1.3 第三步 电缆在地下室敷设,采用无孔电缆槽盒。确定在无孔电缆槽盒内电缆载流量的计算: a. 电缆敷设方式查第3版《工业与民用配电设计手册》(以下简称《手册》)表9 - 18,本文精简出民用建筑中几种常用电缆敷设方式,如表3所示。本文中无孔电缆托盘方式属于C方式。 b. 几种常用敷设方式下的电缆载流量查询如表4所示。 c. 根据表3,C方式敷设时,载流量为C类 = 0. 93 × E类,查《手册》表9 -34,对应电缆截面如表5所示。 1.4 第四步 按照电缆敷设的方式和环境,确认电缆载流量的校正系数: a. 环境校正系数。《手册》载流量均为空气中敷设以环境温度30 ℃为基准,埋地敷设以环境温度20 ℃为基准,这基本符合新疆地区的电缆敷设环境温度的要求,因此,环境校正系数取1。 b. 电缆敷设方式的校正系数,如表6所示。 c. 电缆敷设采用C方式时,电缆载流量的校正系数查《手册》表9 - 24敷设在自由空气中多芯电缆载流量校正系数。当1个电缆托盘、9根电缆并列时,校正系数为0. 7;2个电缆托盘、9根电缆并列时,校正系数为0. 63。对比表5,电缆载流量的校正系数均满足要求。 d. 以上述电缆为例,敷设方式改为D方式穿管埋地,土壤热阻系数2.5(K · m)/ W时,电缆载流量的校正系数查《手册》表9 - 23,无缝隙接触6根并列,校正系数为0. 6,本例为7根,参照适当调整,均满足要求。 1.5 第五步 选择电缆槽盒。根据GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》第7. 6. 14条(电缆在托盘和梯架内敷设时,电缆总截面积与托盘和梯架横断面面积之比,电力电缆不应大于40 %,控制电缆不应大于50 %)和电缆在托盘和梯架内单层敷设的要求,可以计算得表7。 2 结语 在实际工作中,是不是每个电缆槽盒都要如此计算呢? 如何用工程设计方式,既简化又能满足要求,不造成无谓的成本浪费呢? 以下是在设计过程中电缆敷设载流量计算,供读者在工程实践中去检验: a. 各馈出干线计算电流取1. 1倍选择馈出断路器长延时动作电流整定值,再按照本文表1中对应关系选择电缆截面,能够满足几种主要的电缆敷设方式载流量校正要求。 表1是笔者在实践工作中总结的电缆选择表,读者可以在此基础上形成符合自己设计要求的电缆选择表。 b. 电力电缆槽盒上下两层时,间距不应小于300mm,电缆槽盒或梯架内电缆应单层敷设。 c. 电缆槽盒或梯架宽度按照每根电缆平均取50mm计算,如上述工程实例中共有8根电缆,当大电缆截面较多时,即120 mm2及以上截面占50 %以上,可取n + 1或者n + 2方式计算,即8 + 1 = 9,9 × 50 mm = 450 mm,电缆槽盒宽度取450mm。 电缆槽盒高度如无建筑环境要求时,不小于150 mm。这是考虑电缆扭曲和翻弯时电缆弯曲的要求。 d. 需要注意的几个问题:
作者: 李疆,新疆建筑设计研究院,高级工程师,院电气专业副总工程师,机电二所所长。 吴晓娟,新疆建筑设计研究院,高级工程师。
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