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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是(shi)(shi)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降(jiang)，“drop”是(shi)(shi)“往下拉”的意思。電(dian)(dian)力(li)(li)線路(lu)的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降(jiang)是(shi)(shi)因為(wei)導(dao)體存在(zai)電(dian)(dian)阻。正因為(wei)此，不管導(dao)體采用哪(na)種材料(銅/鋁)都會造(zao)成線路(lu)一定(ding)的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)損(sun)耗，而這(zhe)種損(sun)耗(壓(ya)(ya)(ya)降(jiang))不大于本身電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的5%時一般(ban)是(shi)(shi)不會對線路(lu)的電(dian)(dian)力(li)(li)驅動產生后果的。

例如380V的線路，如果電(dian)壓(ya)降為(wei)19V，也即電(dian)路電(dian)壓(ya)不低于361V，就不會有很(hen)大的問題。當然我們是希望(wang)這種壓力降越小越好。因為(wei)壓(ya)力(li)間本身是一種電(dian)力(li)損耗，雖然(ran)是不可避免，但我們總希(xi)望壓(ya)力(li)降是處(chu)于(yu)一個可接(jie)受的范圍(wei)內。

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線路電壓降的計算公式

一般來說，計算(suan)線路的(de)壓降并不復(fu)雜，可按以下步驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功率(lv)(千(qian)瓦(wa))；U-電壓(kV)；cosθ-功率(lv)因素(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中：ρ-導體電(dian)阻率(銅芯(xin)電(dian)纜(lan)ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線(xian)路(lu)長(chang)度(米)；S-電(dian)纜(lan)的標稱截面

3.計(ji)算(suan)線路(lu)壓降(jiang)(最簡單實用)：

 ΔU=I×R 

線(xian)路(lu)壓降計算公式：△U=2*I*R，I-線(xian)路(lu)電流；L-線(xian)路(lu)長度

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電纜壓降怎么算？

先(xian)選取導(dao)線再計算壓降，選擇導(dao)線的原則(ze)：

近距離按發熱條件限(xian)制導線截面(安全載流(liu)量)；

遠(yuan)距離(li)在(zai)安(an)全(quan)載流量的(de)基礎上，按電壓損失條件(jian)選擇導線(xian)截面，要(yao)保證(zheng)負荷點的(de)工(gong)作電壓在(zai)合格范圍；

大負(fu)荷按經(jing)濟電流(liu)密度(du)選擇(ze)。

為保證導線(xian)長時間(jian)連續(xu)運行，所允許(xu)的(de)電(dian)流密度稱安(an)全(quan)(quan)載(zai)流量。一般規定(ding)是：銅(tong)線(xian)選(xuan)5～8A/mm2；鋁線(xian)選(xuan)3～5A/mm2。安(an)全(quan)(quan)載(zai)流量還要根據導線(xian)的(de)芯線(xian)使(shi)用環(huan)境(jing)的(de)極限溫度、冷卻條(tiao)件、敷設(she)條(tiao)件等綜合(he)因素決定(ding)。

一般情(qing)況下(xia)，距離短(duan)、截面(mian)(mian)積小、散熱好、氣溫(wen)低等，導(dao)線的(de)導(dao)電能力(li)強些，安(an)(an)全載流(liu)選(xuan)上(shang)限；距離長、截面(mian)(mian)積大(da)、散熱不好、氣溫(wen)高(gao)、自(zi)然環境差等，導(dao)線的(de)導(dao)電能力(li)弱些，安(an)(an)全載流(liu)選(xuan)下(xia)限；

如導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)能力(li)，裸導(dao)(dao)線強于(yu)絕緣線，架空線強于(yu)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)，埋于(yu)地(di)下的(de)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)強于(yu)敷設在地(di)面的(de)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)等(deng)等(deng)。

電(dian)壓(ya)降根據下(xia)列條件(jian)計算：

環境溫度(du)40℃；導線溫度(du)70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功率(lv)因數cosθ=0.8；末端允許降壓降百分(fen)數≤5%。

其(qi)中：Vd-電(dian)壓(ya)降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流或計(ji)算電(dian)流(A)；L-線(xian)路長度(du)(m)；V0-表內電(dian)壓(ya)(V/A.m)；K：三相(xiang)四線(xian) K=√3 單(dan)相(xiang)K=1

單相時允許電壓降：Vd=220Vx5%=11V

三相時(shi)允許(xu)電壓(ya)降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米(mi)，采用25MM2線是否(fou)可行？

采(cai)用vv電(dian)纜25銅芯：

去(qu)線阻為R=0.01(300/25)=0.2，其壓降(jiang)為U=0.2*100=20

單(dan)線壓降為(wei)20V，2相為(wei)40V，變壓器低(di)壓端(duan)電(dian)壓為(wei)400V

400-40=360V

鋁線R=0.0283(300/35)=0.25，其壓降(jiang)為U=0.25*100=25，末端為350V

連續長時(shi)間運(yun)行對電機有影響，建議(yi)使用35銅芯(xin)或者50鋁線。

25銅(tong)芯其壓(ya)降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30，

末端為370V

鋁線U=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端為(wei)366V

可以正常使用(變壓(ya)(ya)器電壓(ya)(ya)段電壓(ya)(ya)為400V)

50kw負荷額定電流

I=P/1.732UcosΦ=50/1.732/0.38/0.8=50/0.53=94A

按安全載流量可采用25mm2的銅電纜算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損失(shi)U=IR=94X0.2=18V

如果用35mm2的銅(tong)電纜，算電壓損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電(dian)壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)器(qi)，低壓(ya)柜在(zai)距離變壓(ya)器(qi)200米處。問(wen)變壓(ya)器(qi)到(dao)低壓(ya)柜電壓(ya)需達到(dao)390V，需多粗電纜？

55KVA變(bian)壓器額定輸出(chu)電流(liu)(端電壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距(ju)離L＝200米，200米處允許電壓(ya)為380V時，線(xian)與線(xian)電壓(ya)降(jiang)為20V，單根導線(xian)電壓(ya)降(jiang)U＝10V，銅芯電線(xian)阻率ρ＝0.0172，

單根線阻(zu)R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線(xian)截面(mian)：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平(ping)方)

取35平方銅芯電線

55KVA的變壓器，最大工作電(dian)流約(yue)80A，輸出(chu)電(dian)壓400V。

如果到達(da)配(pei)電柜的(de)電壓要求不低于380V的(de)話，可用35平(ping)方銅電纜(lan)或50平(ping)方鋁(lv)電纜(lan)。

如果到達配電(dian)柜的電(dian)壓(ya)要求不低于(yu)390V的話(hua)，可用70平方(fang)銅電(dian)纜(lan)或95平方(fang)鋁電(dian)纜(lan)。

如(ru)果到達配(pei)電柜的電壓要(yao)求不低于(yu)370V的話，可用25平(ping)方(fang)銅電纜(lan)或35平(ping)方(fang)鋁電纜(lan)。

三相(xiang)交流線路電(dian)(dian)壓降計(ji)算方法：電(dian)(dian)流*每根導(dao)線阻(zu)抗*1.732

導(dao)(dao)線(xian)的阻抗分為容抗、感(gan)抗和電(dian)(dian)阻。一般低(di)壓導(dao)(dao)線(xian)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)線(xian)路(lu)只(zhi)計算電(dian)(dian)阻，用(yong)導(dao)(dao)體電(dian)(dian)阻率(lv)*導(dao)(dao)線(xian)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)*導(dao)(dao)線(xian)長(chang)度。在這(zhe)里，銅是0.0175*截(jie)(jie)面(mian)積(ji)*230，鋁(lv)是 0.029*截(jie)(jie)面(mian)積(ji)*230。

一般情況下連續長時間運行的(de)設備(bei)電纜(lan)規格選大一級。確保(bao)電壓波(bo)動的(de)情況下，設備(bei)穩定(ding)運行。