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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是電(dian)壓降，“drop”是“往下拉”的意思。電(dian)力(li)線(xian)路的電(dian)壓降是因(yin)為導體存在電(dian)阻。正因(yin)為此，不(bu)(bu)管導體采用哪種材料(liao)(銅/鋁(lv))都會造成線(xian)路一定(ding)的電(dian)壓損耗，而(er)這種損耗(壓降)不(bu)(bu)大于本(ben)身(shen)電(dian)壓的5%時一般(ban)是不(bu)(bu)會對線(xian)路的電(dian)力(li)驅動產(chan)生后果的。

例如(ru)380V的(de)線路，如(ru)果電壓降(jiang)為19V，也即電路電壓不(bu)低(di)于361V，就(jiu)不(bu)會(hui)有很大的(de)問題。當然我們是希(xi)望這種(zhong)壓力降越小越好。因(yin)為壓(ya)力間本身(shen)是(shi)(shi)一種電(dian)力損耗，雖然是(shi)(shi)不可避(bi)免，但我(wo)們(men)總希望(wang)壓(ya)力降是(shi)(shi)處(chu)于(yu)一個可接受的范圍內(nei)。

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線路電壓降的計算公式

一(yi)般來(lai)說(shuo)，計算線(xian)路的壓降并不(bu)復(fu)雜，可按以(yi)下步(bu)驟(zou)：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其(qi)中：P-功率(千瓦)；U-電壓(kV)；cosθ-功率因素(su)(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中(zhong)：ρ-導體(ti)電阻率(lv)(銅芯(xin)電纜(lan)ρ=0.01740，鋁(lv)導體(ti)ρ=0.0283)；L-線路長度(米(mi))；S-電纜(lan)的標稱截面(mian)

3.計算線路壓降(jiang)(最(zui)簡單實用)：

 ΔU=I×R 

線路(lu)(lu)壓(ya)降計(ji)算公式：△U=2*I*R，I-線路(lu)(lu)電流；L-線路(lu)(lu)長(chang)度(du)

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電纜壓降怎么算？

先選取導線再計算壓降，選擇導線的原則：

近(jin)距(ju)離按發(fa)熱條件限制導線截(jie)面(mian)(安全載流量)；

遠距離在安全載流量(liang)的基礎上(shang)，按電壓損失條件選(xuan)擇導線截面(mian)，要保證負荷點的工作電壓在合格范(fan)圍；

大負荷按經濟電流密度選擇。

為保證導(dao)線長時間(jian)連續運行(xing)，所允許(xu)的電流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)稱(cheng)安全載(zai)流(liu)(liu)量(liang)。一般規(gui)定(ding)(ding)是：銅線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安全載(zai)流(liu)(liu)量(liang)還(huan)要(yao)根據導(dao)線的芯線使用環境的極(ji)限溫度(du)(du)、冷(leng)卻條(tiao)件、敷設條(tiao)件等綜合因(yin)素(su)決定(ding)(ding)。

一般情況下，距離短、截面(mian)積小(xiao)、散熱(re)好、氣溫(wen)低(di)等，導(dao)(dao)(dao)線的(de)導(dao)(dao)(dao)電能力強些，安全載(zai)流選(xuan)上限(xian)(xian)；距離長、截面(mian)積大、散熱(re)不好、氣溫(wen)高、自(zi)然環(huan)境差(cha)等，導(dao)(dao)(dao)線的(de)導(dao)(dao)(dao)電能力弱些，安全載(zai)流選(xuan)下限(xian)(xian)；

如(ru)導電(dian)(dian)能力，裸(luo)導線(xian)強于(yu)(yu)絕緣線(xian)，架空線(xian)強于(yu)(yu)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)，埋(mai)于(yu)(yu)地下的電(dian)(dian)纜(lan)(lan)強于(yu)(yu)敷設在地面的電(dian)(dian)纜(lan)(lan)等(deng)等(deng)。

電壓降根據下列條件計算：

環境溫(wen)度(du)40℃；導線溫(wen)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(jiang)壓(ya)降(jiang)百(bai)分數≤5%。

其中(zhong)：Vd-電(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流或計算電(dian)流(A)；L-線(xian)路長度(m)；V0-表內電(dian)壓(V/A.m)；K：三相四線(xian) K=√3 單相K=1

單相時(shi)允許電壓降：Vd=220Vx5%=11V

三相時(shi)允許電壓降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采(cai)用25MM2線(xian)是否(fou)可(ke)行？

采用vv電(dian)纜25銅芯：

去線阻(zu)為(wei)R=0.01(300/25)=0.2，其壓降為(wei)U=0.2*100=20

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

400-40=360V

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

連續長時(shi)間運行(xing)對(dui)電機有(you)影響，建議使(shi)用35銅芯或者50鋁線。

25銅芯(xin)其壓降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30，

末端為370V

鋁(lv)線U=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端為366V

可以正常使用(變(bian)壓(ya)器電壓(ya)段(duan)電壓(ya)為(wei)400V)

50kw負荷額定電(dian)流

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

按安全載流量可(ke)采用(yong)25mm2的銅(tong)電纜算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損(sun)失U=IR=94X0.2=18V

如(ru)果用(yong)35mm2的銅電纜，算電壓損(sun)失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)(ya)器(qi)，低壓(ya)(ya)柜在距離(li)變壓(ya)(ya)器(qi)200米(mi)處(chu)。問變壓(ya)(ya)器(qi)到(dao)低壓(ya)(ya)柜電壓(ya)(ya)需達(da)到(dao)390V，需多(duo)粗電纜？

55KVA變壓(ya)器額定輸出電(dian)流(liu)(端電(dian)壓(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(ya)為380V時，線(xian)(xian)與線(xian)(xian)電(dian)壓(ya)降為20V，單(dan)根(gen)導(dao)線(xian)(xian)電(dian)壓(ya)降U＝10V，銅芯電(dian)線(xian)(xian)阻率(lv)ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線截(jie)面(mian)：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平方(fang))

取35平方銅芯電線

55KVA的變壓(ya)器，最大工作電(dian)流約(yue)80A，輸出電(dian)壓(ya)400V。

如(ru)果到達配(pei)電柜的電壓要求不低于380V的話，可用35平(ping)方(fang)銅電纜或50平(ping)方(fang)鋁電纜。

如(ru)果到達(da)配電(dian)柜的電(dian)壓要求不低于390V的話，可用(yong)70平方銅電(dian)纜或95平方鋁(lv)電(dian)纜。

如果到達配電(dian)柜的電(dian)壓要求不低于370V的話，可(ke)用(yong)25平(ping)(ping)方(fang)銅電(dian)纜或35平(ping)(ping)方(fang)鋁電(dian)纜。

三相交流線路電壓降計算方法：電流*每根(gen)導線阻抗*1.732

導(dao)線的(de)阻(zu)抗分為容抗、感(gan)抗和電(dian)阻(zu)。一般低壓(ya)導(dao)線截(jie)面(mian)積(ji)(ji)線路只計算電(dian)阻(zu)，用(yong)導(dao)體電(dian)阻(zu)率*導(dao)線截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*導(dao)線長度。在這里，銅是0.0175*截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230，鋁是 0.029*截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230。

一般情(qing)況下(xia)連續長時間運(yun)行(xing)的設備電(dian)纜規格選大一級。確保電(dian)壓波動(dong)的情(qing)況下(xia)，設備穩定運(yun)行(xing)。