关于电缆截面选择的注意事项
摘要：本文结合建筑电气设计的实践经验，详细探讨配电设计中对于低压电缆截面选择遇见的设计问题，并提出相应措施，以供类似工程的电气设计参考。
前言：据《低压配电设计规范》GB50054-2011第3.2.2条规定， 选择导体截面，应符合 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； 2 导体应满足线路保护的要求；笔者根据自已多年工作实践中遇到的几个容易忽视的问题，谈谈以下自已的看法并对这些问题加以分析。
1、不同工作温度的电缆，电线共用电缆槽盒内敷设时导体截流量的降低系数的适用问题
实际工程中我们经常利用金属线槽作为电缆，电线的主要敷设方式，有的设计人员把低压电力电缆，电线共用金属线槽多回路成束敷设，然后把电缆、电线沿线槽敷设时初始载流量允许值乘以《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008表7．4．4-1 多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数，作为各回路的电缆，电线设计载流量。笔者认为这种载流量计算方法并不能符合《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002第523.4条“电缆束的降低系数适用于具有相同最高运行温度的绝缘导体或电缆束，含有不同允许最高运行温度的绝缘导体或电缆束，束中所有绝缘导体或电缆的载流量应根据其中允许最高运行温度最低的那根电缆的温度来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正”这一规定。
例如BV 导线或VV 电缆与YJV 电缆共用线槽敷设时，BV 导线或VV 电缆的最高运行温度为70度，而YJV 电缆的最高运行温度为90度，那么YJV 电缆的初始载流量应按最高运行温度70度时的载流量选取，然后再乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”。比如《建筑电气常用数据》04DX101-1图集6-6页查得YJV-4*35+1*16电缆单回路敷设在线槽内，环境温度35度时的载流量为122A ，由于YJV 电缆与BV 或VV 电缆共用线槽成电缆束敷设，所以YJV-4*35+1*16电缆载流量由04DX101-1图集6-9页查得仅为93A ，即工作温度70时YJV 电缆载流量仅为90度工作温度时的载流量的75%,导致了未能充分利用YJV 电缆截面。
《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002表52-B2注释1) “ 表52-C1至52-C4的敷设方法B1和B2给出的载流量值仅指单回路而言，当在电缆槽盒内敷设多回路时，不论槽盒内有无隔板，表52-E1中的电缆束降低系数都是适用的”。由此条文可以得知，当YJV 电缆与BV 电线、VV 电缆共用线槽敷设时，不论线槽内有无隔板分隔电缆与电线回路，YJV 电缆应按允许最高运行温度70度时的载流量来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正载流量。
2、沿电缆槽盒内敷设的电缆束含有不同导体截面的绝缘导体或电缆时，应沿不同金属线槽敷设，以免小截面电缆过负荷
大多设计人员习惯将同一路径不同大小截面的电缆共用金属线槽成束敷设，并以电缆的初始载流量乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”，这种计算方式同样不符合《布线系
统载流量》GB/T 16895.15-2002第523.4.1~2条注释: 2 “电缆束的降低系数是基于束中的绝缘导体或电缆是类同负荷计算得出，当电缆束内含有不同导体截面的绝缘导体或电缆时，应该注意小截面电缆的过负荷，电缆束中的导体截面多于三个相邻标准截面，就可认为电缆束含有不同截面。类同电缆是指束中所有电缆的载流量是基于束中电缆含有相同最大允许导体温度，导体截面变化跨越范围不大于三个相邻标准截面。”的规定。当电缆束中含有不同截面时，应按523.4.3.1条的偏安全的成束降低系数计算，公式如下：F 1 n
式中：F ——成束降低系数；
n ——电缆束中多芯电缆数或回路数。
例如金属线槽内共敷2根的YJV-4*150+1*70电缆，2根YJV-4*95+1*50，2根的YJV-4*35+1*16，则YJV-4*150+1*70和YJV-4*95+1*50同YJV-4*35+1*16即为导体截面变化相差三个相邻标准截面，此时的电缆束的校正系数为F=1/=0.4，由《布线系统载流量》表52-E1查得各种敷设条件6回路电缆成束敷设的降低系数均大于0.4，所以采用上述公式得到的电缆束降低系数将减少小截面电缆的过负荷危险，但导致了大截面的电缆截面未充分利用。所以在电缆工程设计中应尽量避免大截面和小截面的绝缘导体或电缆混合在同一电缆束内，大截面电缆未充分利用的问题就可以避免。
3. 在电力系统故障中，单相接地短路故障率最高，长距离低压配电线路的短路电流应校核保护电器的动作灵敏度
近年来，随着工程规模越来越大，或者有的工程地形狭长，建筑单体分散，在低压配电工程中，设计人员经常会碰到超过200米距离的供电长度的情况。由于线路越长，配电线路中的相保阻抗越大，使得线路末端单相短路电流较小，且大部分设计人员仍习惯依据计算电流选择线路的保护开关，从而忽视了计算单相短路电流（包括单相接地故障）作为校核保护电器的动作灵敏度。校核保护电器的动作灵敏度系数应按《低压配电设计规范》GB50054-2011第6.2.4 条“当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”选取。
下面以漳州地区某工程为例，进行短路电流计算，校验保护电器的动作灵敏度。
由图一所示，本案例配电室内设初设一台630KVA 干式变压器，阻抗电压为6%，低压配电柜母线为5米，配电室至左门卫末端支线配电干线如下图一所示，短路计算点K1~4如下图二（低压网络短路电流计算电路），本案例的配电线路电压损失为4.95%，符合用电设备端子处电压偏差允许值±5%。
图一:
以下对本案例进行短路电流计算
一、元件阻抗:
变压器高压侧系统短路容量S ”取无穷大。
电阻，电抗，相保电阻，相保电抗取0。
变压器阻抗查表得：
电阻R1=2.26毫欧/米，电抗X1=15.07毫欧/米，相保电阻Rphp1=2.26毫欧/米，相保电抗Xphp1=15.07毫欧/米，
母线4*(80*8)阻抗查表得：
电阻R2=0.031毫欧/米，电抗X2=0.195毫欧/米，相保电阻Rphp2=0.062毫欧/米，相保电抗Xphp2=0.394毫欧/米，
L1电缆线路YJV-4*150阻抗查表得：
电阻R3=0.117毫欧/米，电抗X3=0.077毫欧/米，相保电阻Rphp3=0.351毫欧/米，相保电抗Xphp3=0.152毫欧/米，
L2电缆线路YJV-5*6阻抗查表得：
电阻R4=2.867毫欧/米，电抗X4=0.092毫欧/米，相保电阻Rphp4=8.601毫欧/米，相保电抗Xphp4=0. 2毫欧/米，
L3电缆线路YJV-5*4阻抗查表得：
电阻R5=4.3毫欧/米，电抗X5=0.097毫欧/米，相保电阻Rphp5=12.9毫欧/米，相保电抗Xphp5=0. 2毫欧/米，
L4电线线路WDZ-BYJ-3*2.5阻抗查表得：
电阻R6=6.88毫欧/米，电抗X6=0.13毫欧/米，相保电阻Rphp6=20.64毫欧/米，相保电抗Xphp6=0. 29毫欧/米，
图二：低压网络短路电流计算电路
二、各短路点计算电流如下表格1:
（K3短路点）右门卫主开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为25A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=250A，短路点K3处单相短路电流Id=710A，校核单相短路电流：
Id>=1.3*250=325A；符合规范要求；
（K4短路点）左门卫主开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为20A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=200A，短路点K4处单相短路电流Id=270A，校核单相短路电流：
Id>=1.3*200=260A；符合规范要求；
（K5短路点）左门卫末端设备支路保护开关采用微断保护开关，
长延时脱扣器整定电流为16A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=160A，短路点K5处单相短路电流Id=180A，校核单相短路电流：Id
解决办法：将末端设备支路线路改为WDZ-BYJ-3*4.0，L4电线线路WDZ-BYJ-3*4.0阻抗查表得：
电阻R6=4.3毫欧/米，电抗X6=0.12毫欧/米，相保电阻Rphp6=12.9毫欧/米，相保电抗Xphp6=0. 28毫欧/米
（K5短路点）左门卫末端设备支路保护开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为16A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=160A，短路点K5处单相短路电流Id=210A，校核单相短路电流：Id>=1.3*160=208A；符合规范要求；
将末端设备支路线路改为WDZ-BYJ-3*4.0后的短路电流计算详 短路点计算短路电流表格2。
短路点计算短路电流表格1
短路点计算短路电流表格2
综上所述，保护电器的动作灵敏度校核不能满足要求，在投资允许的情况下，可适当加大电缆，电线导线截面，降低配电线路的相保护阻抗，尽可能提高线路末端单相短路电流。
参考文献
1、《低压配电设计规范》GB50054-2011
主编：中机中电设计研究院有限公司
2、《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002
起草单位：上海电缆研究所
3、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
中国建筑工业出版社出版
4、《工业与民用配电设计手册》第三版
中国电力出版社
关于电缆截面选择的注意事项
摘要：本文结合建筑电气设计的实践经验，详细探讨配电设计中对于低压电缆截面选择遇见的设计问题，并提出相应措施，以供类似工程的电气设计参考。
前言：据《低压配电设计规范》GB50054-2011第3.2.2条规定， 选择导体截面，应符合 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； 2 导体应满足线路保护的要求；笔者根据自已多年工作实践中遇到的几个容易忽视的问题，谈谈以下自已的看法并对这些问题加以分析。
1、不同工作温度的电缆，电线共用电缆槽盒内敷设时导体截流量的降低系数的适用问题
实际工程中我们经常利用金属线槽作为电缆，电线的主要敷设方式，有的设计人员把低压电力电缆，电线共用金属线槽多回路成束敷设，然后把电缆、电线沿线槽敷设时初始载流量允许值乘以《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008表7．4．4-1 多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数，作为各回路的电缆，电线设计载流量。笔者认为这种载流量计算方法并不能符合《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002第523.4条“电缆束的降低系数适用于具有相同最高运行温度的绝缘导体或电缆束，含有不同允许最高运行温度的绝缘导体或电缆束，束中所有绝缘导体或电缆的载流量应根据其中允许最高运行温度最低的那根电缆的温度来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正”这一规定。
例如BV 导线或VV 电缆与YJV 电缆共用线槽敷设时，BV 导线或VV 电缆的最高运行温度为70度，而YJV 电缆的最高运行温度为90度，那么YJV 电缆的初始载流量应按最高运行温度70度时的载流量选取，然后再乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”。比如《建筑电气常用数据》04DX101-1图集6-6页查得YJV-4*35+1*16电缆单回路敷设在线槽内，环境温度35度时的载流量为122A ，由于YJV 电缆与BV 或VV 电缆共用线槽成电缆束敷设，所以YJV-4*35+1*16电缆载流量由04DX101-1图集6-9页查得仅为93A ，即工作温度70时YJV 电缆载流量仅为90度工作温度时的载流量的75%,导致了未能充分利用YJV 电缆截面。
《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002表52-B2注释1) “ 表52-C1至52-C4的敷设方法B1和B2给出的载流量值仅指单回路而言，当在电缆槽盒内敷设多回路时，不论槽盒内有无隔板，表52-E1中的电缆束降低系数都是适用的”。由此条文可以得知，当YJV 电缆与BV 电线、VV 电缆共用线槽敷设时，不论线槽内有无隔板分隔电缆与电线回路，YJV 电缆应按允许最高运行温度70度时的载流量来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正载流量。
2、沿电缆槽盒内敷设的电缆束含有不同导体截面的绝缘导体或电缆时，应沿不同金属线槽敷设，以免小截面电缆过负荷
大多设计人员习惯将同一路径不同大小截面的电缆共用金属线槽成束敷设，并以电缆的初始载流量乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”，这种计算方式同样不符合《布线系
统载流量》GB/T 16895.15-2002第523.4.1~2条注释: 2 “电缆束的降低系数是基于束中的绝缘导体或电缆是类同负荷计算得出，当电缆束内含有不同导体截面的绝缘导体或电缆时，应该注意小截面电缆的过负荷，电缆束中的导体截面多于三个相邻标准截面，就可认为电缆束含有不同截面。类同电缆是指束中所有电缆的载流量是基于束中电缆含有相同最大允许导体温度，导体截面变化跨越范围不大于三个相邻标准截面。”的规定。当电缆束中含有不同截面时，应按523.4.3.1条的偏安全的成束降低系数计算，公式如下：F 1 n
式中：F ——成束降低系数；
n ——电缆束中多芯电缆数或回路数。
例如金属线槽内共敷2根的YJV-4*150+1*70电缆，2根YJV-4*95+1*50，2根的YJV-4*35+1*16，则YJV-4*150+1*70和YJV-4*95+1*50同YJV-4*35+1*16即为导体截面变化相差三个相邻标准截面，此时的电缆束的校正系数为F=1/=0.4，由《布线系统载流量》表52-E1查得各种敷设条件6回路电缆成束敷设的降低系数均大于0.4，所以采用上述公式得到的电缆束降低系数将减少小截面电缆的过负荷危险，但导致了大截面的电缆截面未充分利用。所以在电缆工程设计中应尽量避免大截面和小截面的绝缘导体或电缆混合在同一电缆束内，大截面电缆未充分利用的问题就可以避免。
3. 在电力系统故障中，单相接地短路故障率最高，长距离低压配电线路的短路电流应校核保护电器的动作灵敏度
近年来，随着工程规模越来越大，或者有的工程地形狭长，建筑单体分散，在低压配电工程中，设计人员经常会碰到超过200米距离的供电长度的情况。由于线路越长，配电线路中的相保阻抗越大，使得线路末端单相短路电流较小，且大部分设计人员仍习惯依据计算电流选择线路的保护开关，从而忽视了计算单相短路电流（包括单相接地故障）作为校核保护电器的动作灵敏度。校核保护电器的动作灵敏度系数应按《低压配电设计规范》GB50054-2011第6.2.4 条“当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”选取。
下面以漳州地区某工程为例，进行短路电流计算，校验保护电器的动作灵敏度。
由图一所示，本案例配电室内设初设一台630KVA 干式变压器，阻抗电压为6%，低压配电柜母线为5米，配电室至左门卫末端支线配电干线如下图一所示，短路计算点K1~4如下图二（低压网络短路电流计算电路），本案例的配电线路电压损失为4.95%，符合用电设备端子处电压偏差允许值±5%。
图一:
以下对本案例进行短路电流计算
一、元件阻抗:
变压器高压侧系统短路容量S ”取无穷大。
电阻，电抗，相保电阻，相保电抗取0。
变压器阻抗查表得：
电阻R1=2.26毫欧/米，电抗X1=15.07毫欧/米，相保电阻Rphp1=2.26毫欧/米，相保电抗Xphp1=15.07毫欧/米，
母线4*(80*8)阻抗查表得：
电阻R2=0.031毫欧/米，电抗X2=0.195毫欧/米，相保电阻Rphp2=0.062毫欧/米，相保电抗Xphp2=0.394毫欧/米，
L1电缆线路YJV-4*150阻抗查表得：
电阻R3=0.117毫欧/米，电抗X3=0.077毫欧/米，相保电阻Rphp3=0.351毫欧/米，相保电抗Xphp3=0.152毫欧/米，
L2电缆线路YJV-5*6阻抗查表得：
电阻R4=2.867毫欧/米，电抗X4=0.092毫欧/米，相保电阻Rphp4=8.601毫欧/米，相保电抗Xphp4=0. 2毫欧/米，
L3电缆线路YJV-5*4阻抗查表得：
电阻R5=4.3毫欧/米，电抗X5=0.097毫欧/米，相保电阻Rphp5=12.9毫欧/米，相保电抗Xphp5=0. 2毫欧/米，
L4电线线路WDZ-BYJ-3*2.5阻抗查表得：
电阻R6=6.88毫欧/米，电抗X6=0.13毫欧/米，相保电阻Rphp6=20.64毫欧/米，相保电抗Xphp6=0. 29毫欧/米，
图二：低压网络短路电流计算电路
二、各短路点计算电流如下表格1:
（K3短路点）右门卫主开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为25A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=250A，短路点K3处单相短路电流Id=710A，校核单相短路电流：
Id>=1.3*250=325A；符合规范要求；
（K4短路点）左门卫主开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为20A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=200A，短路点K4处单相短路电流Id=270A，校核单相短路电流：
Id>=1.3*200=260A；符合规范要求；
（K5短路点）左门卫末端设备支路保护开关采用微断保护开关，
长延时脱扣器整定电流为16A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=160A，短路点K5处单相短路电流Id=180A，校核单相短路电流：Id
解决办法：将末端设备支路线路改为WDZ-BYJ-3*4.0，L4电线线路WDZ-BYJ-3*4.0阻抗查表得：
电阻R6=4.3毫欧/米，电抗X6=0.12毫欧/米，相保电阻Rphp6=12.9毫欧/米，相保电抗Xphp6=0. 28毫欧/米
（K5短路点）左门卫末端设备支路保护开关采用微断保护开关，长延时脱扣器整定电流为16A ，瞬时过电流脱扣器整定电流Id3=160A，短路点K5处单相短路电流Id=210A，校核单相短路电流：Id>=1.3*160=208A；符合规范要求；
将末端设备支路线路改为WDZ-BYJ-3*4.0后的短路电流计算详 短路点计算短路电流表格2。
短路点计算短路电流表格1
短路点计算短路电流表格2
综上所述，保护电器的动作灵敏度校核不能满足要求，在投资允许的情况下，可适当加大电缆，电线导线截面，降低配电线路的相保护阻抗，尽可能提高线路末端单相短路电流。
参考文献
1、《低压配电设计规范》GB50054-2011
主编：中机中电设计研究院有限公司
2、《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002
起草单位：上海电缆研究所
3、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
中国建筑工业出版社出版
4、《工业与民用配电设计手册》第三版
中国电力出版社