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電纜電壓降產生的原因

英(ying)語(yu)中“Voltagedrop”是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)降，“drop”是(shi)“往下拉”的(de)意思。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)線路(lu)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)降是(shi)因(yin)為導體存在電(dian)(dian)(dian)(dian)阻。正因(yin)為此(ci)，不(bu)管導體采(cai)用(yong)哪(na)種材料(銅/鋁)都會造成線路(lu)一(yi)(yi)定的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)損耗，而(er)這(zhe)種損耗(壓(ya)降)不(bu)大于本身電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)5%時(shi)一(yi)(yi)般是(shi)不(bu)會對線路(lu)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)驅動產生后果的(de)。

例(li)如(ru)380V的(de)線路，如(ru)果(guo)電壓(ya)降為19V，也即電路電壓(ya)不(bu)低于361V，就不(bu)會有(you)很大的(de)問題(ti)。當(dang)然我們(men)是希望(wang)這(zhe)種壓力降越小越好。因為壓力(li)間本(ben)身是(shi)一種電(dian)力(li)損耗，雖(sui)然是(shi)不可避免，但我們(men)總(zong)希望壓力(li)降(jiang)是(shi)處于一個(ge)可接受的范圍內。

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線路電(dian)壓降的(de)計算公式

一(yi)般(ban)來說，計算線(xian)路的壓降并(bing)不(bu)復雜，可按以下步驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其(qi)中：P-功率(lv)(千瓦)；U-電(dian)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(tong)芯電(dian)纜(lan)ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線路(lu)長度(米)；S-電(dian)纜(lan)的標稱截面(mian)

3.計(ji)算線(xian)路壓降(最簡單(dan)實用)：

 ΔU=I×R 

線(xian)路壓(ya)降計算公式：△U=2*I*R，I-線(xian)路電流；L-線(xian)路長度

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電纜壓降怎么算？

先選(xuan)取導線再計(ji)算壓降，選(xuan)擇(ze)導線的(de)原則：

近距離按發(fa)熱條件限制(zhi)導線截面(安全載流量)；

遠距離(li)在安全載流量的基礎上，按電壓(ya)損失(shi)條件選擇導(dao)線(xian)截(jie)面，要保(bao)證負荷點的工(gong)作電壓(ya)在合格范圍(wei)；

大負(fu)荷(he)按(an)經濟電流密(mi)度選擇。

為(wei)保證導線(xian)(xian)(xian)長時(shi)間連續(xu)運(yun)行，所允許的(de)電(dian)流(liu)密度稱安全(quan)載(zai)流(liu)量(liang)。一般規定是(shi)：銅線(xian)(xian)(xian)選5～8A/mm2；鋁(lv)線(xian)(xian)(xian)選3～5A/mm2。安全(quan)載(zai)流(liu)量(liang)還要根據(ju)導線(xian)(xian)(xian)的(de)芯(xin)線(xian)(xian)(xian)使用環境的(de)極限(xian)溫(wen)度、冷卻條(tiao)件、敷設(she)條(tiao)件等綜(zong)合因素(su)決定。

一(yi)般(ban)情(qing)況下，距離短(duan)、截(jie)面(mian)(mian)積(ji)(ji)小、散熱(re)好、氣溫(wen)低等，導線的導電能力強些，安(an)全載(zai)流選(xuan)上(shang)限；距離長(chang)、截(jie)面(mian)(mian)積(ji)(ji)大、散熱(re)不好、氣溫(wen)高(gao)、自然環境(jing)差等，導線的導電能力弱(ruo)些，安(an)全載(zai)流選(xuan)下限；

如導(dao)電能力，裸導(dao)線(xian)強(qiang)(qiang)于絕緣線(xian)，架空線(xian)強(qiang)(qiang)于電纜，埋于地下(xia)的(de)電纜強(qiang)(qiang)于敷設在地面的(de)電纜等等。

電壓降(jiang)根據下列條件計算：

環境溫度40℃；導線溫度70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功率因(yin)數(shu)cosθ=0.8；末端(duan)允(yun)許降壓降百(bai)分數(shu)≤5%。

其中：Vd-電(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流(liu)或計算(suan)電(dian)流(liu)(A)；L-線路(lu)長度(m)；V0-表內電(dian)壓(V/A.m)；K：三相(xiang)四線 K=√3 單相(xiang)K=1

單相時允許電壓降(jiang)：Vd=220Vx5%=11V

三相時允許電壓降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題(ti)1：50kw 300米，采用25MM2線是否可行？

采用vv電纜25銅(tong)芯：

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

單線壓(ya)(ya)降為(wei)20V，2相為(wei)40V，變壓(ya)(ya)器低壓(ya)(ya)端電壓(ya)(ya)為(wei)400V

400-40=360V

鋁線R=0.0283(300/35)=0.25，其(qi)壓降為U=0.25*100=25，末(mo)端為350V

連續(xu)長時間運行(xing)對(dui)電機有(you)影響(xiang)，建議使用35銅芯或(huo)者50鋁線(xian)。

25銅芯其壓降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(yi)正常使用(變(bian)壓器電壓段(duan)電壓為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(liang)可采用(yong)25mm2的銅電纜(lan)算電壓損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損失U=IR=94X0.2=18V

如果(guo)用35mm2的銅電(dian)(dian)纜，算電(dian)(dian)壓(ya)損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐(ou)

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)器，低(di)壓(ya)柜在距離變壓(ya)器200米處。問變壓(ya)器到(dao)低(di)壓(ya)柜電壓(ya)需達(da)到(dao)390V，需多粗電纜？

55KVA變壓(ya)(ya)器額定輸出電(dian)流(liu)(端電(dian)壓(ya)(ya)400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離L＝200米，200米處允許電(dian)壓為380V時，線與線電(dian)壓降為20V，單根導(dao)線電(dian)壓降U＝10V，銅芯電(dian)線阻率(lv)ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線截面：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(da)工作電(dian)(dian)流約80A，輸出電(dian)(dian)壓400V。

如(ru)果到(dao)達(da)配電(dian)柜的(de)電(dian)壓(ya)要求不低(di)于380V的(de)話，可用35平方(fang)銅(tong)電(dian)纜或(huo)50平方(fang)鋁電(dian)纜。

如果到達配電柜的(de)電壓(ya)要求不低于390V的(de)話，可用70平方銅電纜或95平方鋁電纜。

如果(guo)到達配(pei)電(dian)柜(ju)的電(dian)壓(ya)要(yao)求不低(di)于(yu)370V的話，可(ke)用(yong)25平方銅電(dian)纜或35平方鋁電(dian)纜。

三相交流線(xian)路電壓降計算方法：電流*每(mei)根(gen)導線(xian)阻抗(kang)*1.732

導線的阻抗(kang)分(fen)為(wei)容抗(kang)、感抗(kang)和(he)電阻。一般低壓導線截面(mian)(mian)積(ji)線路只計算(suan)電阻，用導體電阻率*導線截面(mian)(mian)積(ji)*導線長度。在這里(li)，銅是(shi)0.0175*截面(mian)(mian)積(ji)*230，鋁是(shi) 0.029*截面(mian)(mian)積(ji)*230。

一般情況(kuang)下(xia)連(lian)續長時間運行(xing)的設備電纜規格選(xuan)大(da)一級(ji)。確保電壓波動(dong)的情況(kuang)下(xia)，設備穩定運行(xing)。