3.7.1 電力電纜導(dǎo)體截面的選擇,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 最大工作電流作用下的電纜導(dǎo)體溫度,不得超過電纜使用壽命的允許值。持續(xù)工作回路的電纜導(dǎo)體工作溫度,應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。
2 最大短路電流和短路時間作用下的電纜導(dǎo)體溫度,應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。
3 最大工作電流作用下連接回路的電壓降,不得超過該回路允許值。
4 10kV及以下電力電纜截面除應(yīng)符合上述1~3款的要求外,尚宜按電纜的初始投資與使用壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì)的原則選擇。10kV及以下電力電纜經(jīng)濟(jì)電流截面選用方法宜符合本規(guī)范附錄B的規(guī)定。
5 多芯電力電纜導(dǎo)體最小截面,銅導(dǎo)體不宜小于2.5mm2,鋁導(dǎo)體不宜小于4mm2。
6 敷設(shè)于水下的電纜,當(dāng)需要導(dǎo)體承受拉力且較合理時,可按抗拉要求選擇截面。
3.7.2 10kV及以下常用電纜按100%持續(xù)工作電流確定電纜導(dǎo)體允許最小截面,宜符合本規(guī)范附錄C和附錄D的規(guī)定,其載流量按照下列使用條件差異影響計入校正系數(shù)后的實際允許值應(yīng)大于回路的工作電流。
1 環(huán)境溫度差異。
2 直埋敷設(shè)時土壤熱阻系數(shù)差異。
3 電纜多根并列的影響。
4 戶外架空敷設(shè)無遮陽時的日照影響。
3.7.3 除本規(guī)范第3.7.2條規(guī)定的情況外,電纜按100%持續(xù)工作電流確定電纜導(dǎo)體允許最小截面時,應(yīng)經(jīng)計算或測試驗證,計算內(nèi)容或參數(shù)選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 含有高次諧波負(fù)荷的供電回路電纜或中頻負(fù)荷回路使用的非同軸電纜,應(yīng)計入集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)增大等附加發(fā)熱的影響。
2 交叉互聯(lián)接地的單芯高壓電纜,單元系統(tǒng)中三個區(qū)段不等長時,應(yīng)計入金屬層的附加損耗發(fā)熱的影響。
3 敷設(shè)于保護(hù)管中的電纜,應(yīng)計入熱阻影響;排管中不同孔位的電纜還應(yīng)分別計入互熱因素的影響。
4 敷設(shè)于封閉、半封閉或透氣式耐火槽盒中的電纜,應(yīng)計入包含該型材質(zhì)及其盒體厚度、尺寸等因素對熱阻增大的影響。
5 施加在電纜上的防火涂料、包帶等覆蓋層厚度大于1.5mm時,應(yīng)計入其熱阻影響。
6 溝內(nèi)電纜埋砂且無經(jīng)常性水份補(bǔ)充時,應(yīng)按砂質(zhì)情況選取大于2.0K·m/W的熱阻系數(shù)計入對電纜熱阻增大的影響。
3.7.4 電纜導(dǎo)體工作溫度大于70℃的電纜,計算持續(xù)允許載流量時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 數(shù)量較多的該類電纜敷設(shè)于未裝機(jī)械通風(fēng)的隧道、豎井時,應(yīng)計入對環(huán)境溫升的影響。
2 電纜直埋敷設(shè)在干燥或潮濕土壤中,除實施換土處理等能避免水份遷移的情況外,土壤熱阻系數(shù)取值不宜小于2.0K·m/W。
3.7.5電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度,應(yīng)按使用地區(qū)的氣象溫度多年平均值確定,并應(yīng)符合表3.7.5的規(guī)定。
表3.7.5 電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度(℃)

注:當(dāng)*屬于本規(guī)范第3.7.4條1款的情況時,不能直接采取僅加5℃。
3.7.6 通過不同散熱區(qū)段的電纜導(dǎo)體截面的選擇,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 回路總長未超過電纜制造長度時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)重要回路,全長宜按其中散熱較差區(qū)段條件選擇同一截面。
2)非重要回路,可對大于10m區(qū)段散熱條件按段選擇截面,但每回路不宜多于3種規(guī)格。
3)水下電纜敷設(shè)有機(jī)械強(qiáng)度要求需增大截面時,回路全長可選同一截面。
2 回路總長超過電纜制造長度時,宜按區(qū)段選擇電纜導(dǎo)體截面。
3.7.7 對非熔斷器保護(hù)回路,應(yīng)按滿足短路熱穩(wěn)定條件確定電纜導(dǎo)體允許最小截面,并應(yīng)按照本規(guī)范附錄E的規(guī)定計算。
3.7.8 選擇短路計算條件,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 計算用系統(tǒng)接線,應(yīng)采用正常運(yùn)行方式,且宜按工程建成后5~10年發(fā)展規(guī)劃。
2 短路點應(yīng)選取在通過電纜回路最大短路電流可能發(fā)生處。
3 宜按三相短路計算。
4 短路電流作用時間,應(yīng)取保護(hù)動作時間與斷路器開斷時間之和。對電動機(jī)等直饋線,保護(hù)動作時間應(yīng)取主保護(hù)時間;其他情況,宜取后備保護(hù)時間。
3.7.9 1kV以下電源中性點直接接地時,三相四線制系統(tǒng)的電纜中性線截面,不得小于按線路最大不平衡電流持續(xù)工作所需最小截面;有諧波電流影響的回路,尚宜符合下列規(guī)定:
1 氣體放電燈為主要負(fù)荷的回路,中性線截面不宜小于相芯線截面。
2 除上述情況外,中性線截面不宜小于50%的相芯線截面。
3.7.10 1kV以下電源中性點直接接地時,配置保護(hù)接地線、中性線或保護(hù)接地中性線系統(tǒng)的電纜導(dǎo)體截面的選擇,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 中性線、保護(hù)接地中性線的截面,應(yīng)符合本規(guī)范第3.7.9條的規(guī)定;配電干線采用單芯電纜作保護(hù)接地中性線時,截面應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)銅導(dǎo)體,不小于10mm2。
2)鋁導(dǎo)體,不小于16mm2。
2 保護(hù)地線的截面,應(yīng)滿足回路保護(hù)電器可靠動作的要求,并應(yīng)符合表3.7.10的規(guī)定。
表3.7.10 按熱穩(wěn)定要求的保護(hù)地線允許最小截面(mm2)

注:S為電纜相芯線截面。
3 采用多芯電纜的干線,其中性線和保護(hù)地線合一的導(dǎo)體,截面不應(yīng)小于4mm2。
3.7.11 交流供電回路由多根電纜并聯(lián)組成時,各電纜宜等長,并應(yīng)采用相同材質(zhì)、相同截面的導(dǎo)體;具有金屬套的電纜,金屬材質(zhì)和構(gòu)造截面也應(yīng)相同。
3.7.12 電力電纜金屬屏蔽層的有效截面,應(yīng)滿足在可能的短路電流作用下溫升值不超過絕緣與外護(hù)層的短路允許最高溫度平均值。
條文說明
3.7 電力電纜導(dǎo)體截面
3.7.1 系原條文3.7.1修改條文。
1 電纜導(dǎo)體的持續(xù)容許最高溫度(θm),對應(yīng)絕緣耐熱使用壽命約40年,明確最大工作電流(IR)需滿足不得超過θm,是實現(xiàn)電纜預(yù)期使用壽命的要素。直接取θm求算IR時,需把所有涉及發(fā)熱的因素計全才符合上述原則,否則,客觀存在的發(fā)熱因素未完全計入,IR計算值就會偏大,運(yùn)行中導(dǎo)體實際溫度將超出θm。
IR的算法標(biāo)準(zhǔn)IEC 287(1982)或IEC 60287-1-1(1995),不再像1968年初版時示出各類電纜的θm值,而提示θm。值確定需留有安全裕度。不妨就高壓單芯電纜 IR求算時θm值的擇取作一辨析:1993年IEC 287-1-2首次公布雙回并列電纜的渦流損耗率λ"1d算式,此前只有單回電纜渦流損耗率λ"1的算式,而λ"1d>λ"1,可認(rèn)為雙回并列電纜在依照λ"1d與θm計算的IR,與僅依λ"1(即未計入并行回路引起渦流損耗增大的影響)求算IR時,要使兩者相同或相近,就需對后者采取低θm的θ'm值。這也昭示了IEC 287并非是所有的算式一次性制訂完備,因而它不硬性規(guī)定單一θm值,以不失科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。藉此還需指出,IEC 60287-1-2(1993)只適合兩回單芯電纜并列配置,它主要反映直埋或穿管埋地敷設(shè)電纜方式,但我國多以隧道、溝或排管敷設(shè)電纜方式,并行兩回電纜為層疊配置情況,其λ"1d算式在該標(biāo)準(zhǔn)中卻未給出,也沒有說明可略而不計。然而,在日本電線工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)JCS第168號E(1995)《電力電纜的容許電流(之一)》中,卻示明包含2層及其以上層疊配置單芯電纜的λ"1d算式,經(jīng)按一般電纜使用條件計算分析,其λ"1d與λ"1值差異明顯而不能忽視(可參見《廣東電纜技術(shù)》200l,No.3)。因此,在并非所有發(fā)熱因素計全時,求算IR若仍依固定的θm值計,就滿足不了本條款要求。
美國愛迪生照明公司聯(lián)合會(AEIC)制訂的AEIC CS7(1993)《額定電壓69kV至138kV XLPE屏蔽電力電纜技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)中載明:“當(dāng)IR計算涉及電纜存在的全部熱性數(shù)據(jù)充分已知,確保θm不致超過時,可按θm為90℃,否則應(yīng)采取比該溫度降低10℃或其他適當(dāng)值”。這對于辨析地?fù)袢?theta;m值的理解,可供參考。
2 關(guān)于條款4,電力電纜截面最佳經(jīng)濟(jì)性算法IEC 1959標(biāo)準(zhǔn)于1991年首次公示,后又納入電纜額定電流計算標(biāo)準(zhǔn)系列IEC 60287-3-2(1995;1996修訂)。其算法是基于電纜線路初始投資與今后運(yùn)行期間的能量損耗綜合最小。
多年來我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長,發(fā)供電隨著用電需求雖在不斷迅猛發(fā)展,但一些地區(qū)仍感電力不足。分析認(rèn)為,以任一般只按載流量緊湊地選擇電纜截面,導(dǎo)致線損較大,這一影響不可忽視:現(xiàn)今地球“溫室效應(yīng)”愈益嚴(yán)重,尤因火力發(fā)電的CO2排放影響占有相當(dāng)大成分,在這一形勢下,需著眼于努力降低損耗、減少電源增長(火電廠一直占有較大份額)帶來溫室效應(yīng)的加劇,就需要考慮電纜的經(jīng)濟(jì)截面。至于經(jīng)濟(jì)截面比按載流量選擇截面增大后,降低年損耗的同時會引起初投資的增加,從我國宏觀經(jīng)濟(jì)條件來看,現(xiàn)已能適應(yīng)。
由于電纜經(jīng)濟(jì)電流密度受電纜成本、貼現(xiàn)率、電價、使用壽命、最大負(fù)荷利用小時數(shù)等諸多因素影響,難以給出固定不變的電纜經(jīng)濟(jì)電流密度曲線或數(shù)據(jù),需要時,可按照本規(guī)范附錄B的方法計算。
3 條款5在原條文基礎(chǔ)上新增銅芯電纜最小截面的規(guī)定。
3.7.2 系原條文3.7.2修改條文。
IEC等標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電纜的持續(xù)容許工作電流算法分兩類:①負(fù)荷為100%持續(xù)(100%Load factor),即常年持續(xù)具有日負(fù)荷率(Lf)為1時的IR1,如發(fā)電廠中持續(xù)滿發(fā)機(jī)組及其輔機(jī),或工礦主要用電器具等供電回路的負(fù)荷電流;②負(fù)荷雖持續(xù)但并非100%恒定最大,而是周期性變化,即常年持續(xù)具有Lf<1時的IR2,如城網(wǎng)供電電纜線路等公用負(fù)荷電流。
IEC 60287(以往稱IEC 287)為IR1算法標(biāo)準(zhǔn),IEC 60851(原IEC 851)為IR2=M·IR1的M算法標(biāo)準(zhǔn),日本電線工業(yè)協(xié)會JCS第168號E(1994)、美國電子電氣工程師學(xué)會IEEE Std 853(1995)標(biāo)準(zhǔn)均同時含IR1、IR2。在空氣中敷設(shè)的電纜,IR1=IR2,直埋或穿管埋地(包括排管)敷設(shè)的電纜,IR1<IR2;當(dāng)Lf約為0.7左右時,一般IR2比IR1增大約20%以上。我國長期以來工程實踐只計IR1且一般遵循IEC 60287,至于IEC 851-1、IEC 853-2雖早于1985、1989年公示,但國內(nèi)迄今幾乎末在工程中運(yùn)用,或緣于該算法需按日負(fù)荷曲線分時計算感到繁瑣,而日、美標(biāo)準(zhǔn)只需計入Lf求算工IR2,適合工程設(shè)計階段(可參見《廣東電纜技術(shù)》,2001,No.4,P.2~12)。在我國由于尚未廣為知曉而缺乏應(yīng)用,故此次修改標(biāo)準(zhǔn)就沒有直接示出IR2,只在持續(xù)工作電流之首增加100%,這雖是沿襲原規(guī)范基本內(nèi)容,但冠以100%的持續(xù)工作電流不僅示明歸屬IR1,也意味著對于IR2和短時應(yīng)急過載IE(參見《廣東電纜技術(shù)》2002,No.4)以及提高載流量的途徑(參見《廣東電纜技術(shù)》,2003,No.4),都留有另行考慮的空間,顯然不應(yīng)被誤解為IR2、IE均排斥或拒絕。從這一意義不妨強(qiáng)調(diào),本規(guī)范現(xiàn)僅規(guī)定電纜載流能力中屬于IR1的基本要求。
此外,100%持續(xù)工作電流之稱謂,既與IEC 60287標(biāo)準(zhǔn)名稱一致,又與本規(guī)范附錄C內(nèi)容能相呼應(yīng)。
3.7.3 系原條文3.7.3修改條文。
l 因為含變流、電子電壓調(diào)整等裝置的負(fù)荷有高次諧波,諸如變頻空調(diào)、電氣化鐵道等。在香港的低壓配電電纜、東北某電鐵牽引變電站的220kV供電電纜工程實踐,都已顯示了計入高次諧波的影響。
2 條款3去掉“塑料”。因為電纜保護(hù)管并不局限塑料材質(zhì),如復(fù)合式玻纖增強(qiáng)塑料、陶瓷等管材,均有應(yīng)用。
3.7.4~3.7.7 系原條文3.7.4~3.7.7保留條文。
3.7.8 系原條文3.7.8修改條文。
1 工程建成后5~10年取代原條文的5年以上,可與較多的工程實際相結(jié)合,利于安全,也與《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL/T 5222-2005中的規(guī)定一致。
2 將原條文中“保護(hù)切除時間”和“斷路器全分閘時間”分別改為“保護(hù)動作時間”和“斷路器開斷時間”,使概念更清晰。
3.7.9 系原條文3.7.9保留條文。
3.7.10 系原條文3.7.10修改條文。
l 補(bǔ)充“配電干線采用單芯電纜作保護(hù)接地中性線時”的前提條件,以與《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB 50054-95協(xié)調(diào)一致。
2 補(bǔ)充主芯截面400mm2<S≤800mm2和S>800mm2的保護(hù)地線允許最小截面選擇要求。
3 新增條款3。
因多芯電纜的中性線和保護(hù)地線合一時的芯線要求,原規(guī)范中沒有敘及,而實際已較多采用。
3.7.11 系原條文3.7.11修改條文。大電流負(fù)荷的供電回路,往往由多根單芯大截面電纜并聯(lián)組成,運(yùn)行時屢因電流分配不均,其中有電纜出現(xiàn)過熱乃至影響繼續(xù)供電。
交流供電回路多根電纜并聯(lián)時的電流分配,主要依賴于導(dǎo)體阻抗,同時還受金屬層(有環(huán)流時)阻抗的影響。并聯(lián)各電纜的長度以及導(dǎo)體、金屬層截面均等,是使電流能均勻分配的必要條件,在應(yīng)用單芯電纜時,各電纜在空間上幾何配置的相互關(guān)系,常難使各阻抗值均等;而各電纜的相序排列關(guān)系,也影響電流分配。故應(yīng)以計算方式確定各電流分配的電流值,較為復(fù)雜繁瑣。近年,首次公布的IEC 60287-3-1(2002)《多根單芯電纜并聯(lián)電流分配及其金屬層環(huán)流損耗的計算》標(biāo)準(zhǔn),是按照并聯(lián)電纜的各導(dǎo)體阻抗、金屬層阻抗均等的前提下,建立聯(lián)立方程導(dǎo)出,其算法具有公認(rèn)的可行性。需要指出的是,該算法從工程實用意義上已并不簡單,可推論若不具備并聯(lián)電纜各導(dǎo)體阻抗、金屬層阻抗均等的條件,計算各電纜的電流分配必將更繁瑣復(fù)雜。
現(xiàn)今,供電回路由多根并列組成的電纜采取相同截面,既不存在條件不許可的情況,而基于上述考慮,故需對原條文用詞的“宜”改為“應(yīng)”,且補(bǔ)增電纜長度盡量相等的要求。
3.7.12 系原條文3.7.12保留條文。


室內(nèi)消火栓 GB3445-20
