电线电缆地载流量和经济截面探讨

电线电缆过载或短路而引起的火灾，并不少见，虽然设计师在选择电线电缆规格时考虑了裕量，但用电量的猛增却往往超过设计师的预见；电缆最佳截面选择的宣传虽然也不少，但用户通常为减少初期投资费用而并不重视，使本来紧张的电力消耗在电缆上过多。

本文结合GB/T 16895.15——2002《建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第523节：布线系统载流量》，对有关电线、电缆载流量的几个问题加以讨论。

1.影响载流量的因素

1.1绝缘材料的最高运行温度

电线、电缆载流量与绝缘材料的最高运行温度有关，导体的负荷在正常持续运行中产生的温升不应超过表1规定的温度极限。

表1    各类绝缘最高运行温度

绝   缘   类   型

温度限值（℃）

聚氯乙烯（PVC）

70（导体）

交联聚乙烯（XLPE）

90（导体）

乙丙橡胶（EPR）

90（导体）

矿物绝缘（PVC护套或可触及的裸护套）电缆

70（护套）

矿物绝缘（不允许触及和不与可燃物相接触的裸护套电缆）

105（护套）

注：引自GB/T 16895.15——2002 表52-A。

表1列出的是额定电压不超过交流1KV或直流1.5KV无铠装电缆和绝缘导线的最高运行温度。对电线的最高运行温度，是指导体的温度，不是绝缘材料表面的温度，绝缘材料表面的温度低于导体的温度，而且和通风条件有关，通风越好，绝缘材料表面的温度越低。

电缆的最高运行温度与电线不同，是指护套的温度，护套主要是起保护绝缘作用，因此电缆绝缘护套材料的最高运行温度比电线的绝缘材料高。

电线电缆的温升与施加在电线电缆上的电压无关，只与通过的电流有关。在相同的截面下，通过的电流越大，电线电缆的温升越高。

1.2环境温度校正系数

显然温度越高，电线电缆的允许载流量越小。各种手册提供的载流量是假定空气温度为30℃的；对直埋在地中或敷设在地下管道中的电缆，则是假定温度为20℃的情况下给出的。如果环境不同时，要乘上校正系数。校正系数与环境温度、绝缘材料的最高运行温度有关。以工程中经常碰到的环境空气温度为例，校正系数如表2所示。

表2   环境空气温度不等于30℃时的校正系数

环境

温度

（℃）

绝            缘

PVC

XLPE

或EPR

矿  物  绝  缘

PVC外护层和易于接触的裸护层

不允许接触的裸护套

20

1.12

1.08

1.14

1.07

25

1.06

1.04

1.07

1.04

30

1.00

1.00

1.00

1.00

35

0.94

0.96

0.93

0.96

40

0.87

0.91

0.85

0.92

45

0.79

0.87

0.77

0.88

由表2可以看出：空气温度超过30℃后，校正系数变小，即电缆的允许载流量减少，空气温度低于30℃后，校正系数变大，即电缆的允许载流量增加。

电缆所处的环境温度应以一年中温度最高的月份计算。当整根电缆各段所处的环境温度不同时，应以最高处的温度计算。

在大楼内敷设电缆，电缆所处的环境温度通常比人活动的场所温度高得多，而且通风条件也差，作为物业管理人员发现某区域电缆普遍温升较高时，必须立即采取通风措施；若个别电缆温升特别高，则对此电缆要减少负荷。

1.3 电缆敷设方式校正系数

电缆敷设方式非常多，以桥架为例，可敷设在无孔托盘内、有孔托盘内、托架上、梯架上，有盖或无盖。敷设方式不同，校正系数也不同，这里不再列举。

工程中发现大量采用有盖无孔托盘式桥架，这对电缆散热是不利的。在不需要电磁屏蔽、不需要防小动物的场所，建议采用无盖有孔托盘式桥架；当电缆垂直敷设时，则应采用梯架式桥架。

2.电缆的经济截面

电缆制造厂只提供电缆截面的数据，不提供电缆的额定电流数据，是正确的。因为电缆的额定电流与环境、负载的工作持续率、电缆绝缘材料的允许工作温度、电缆的允许压降等参数有关，所以应该由电气设计人员做全面考虑后，选用合适的电缆截面。

对电缆的经济截面至今有人误解。有些设计人员和业主认为：在温升不超过标准规定的情况下，电缆的最小截面即为经济截面，这是错误的观点，因为他忽略了电缆本身能耗产生的经济损失。在相同的负荷下，电缆截面越大，即电缆的电流密度越小，电缆的能耗越小。

电缆的温升和电流密度有关，电流密度越大，则温升越高。绝缘材料的寿命又与绝缘材料的工作温度有关。绝缘材料的工作温度越高，则其寿命越短。

电缆的经济截面是一个综合参数，涉及电缆的初期投资费用、电缆使用年限内的能耗费用、电缆的寿命等。国内普遍认同的观点是：电缆的经济截面，是只考虑温升时的截面的2倍。

目前，住宅建设中，投资商往往只考虑成本，忽视了经济截面，使电缆裕量很小。这对能耗是不利的；另一方面，随着用户的家用电器设备增加，对用电安全也带来了隐患。

3.用多并方式增加电缆容量的方法不可取

工程中经常发现，由于受到电缆截面的限制，为了增加容量。电缆采用双并、甚至三并的做法。这种方法不可取，因为多并电缆连接时，连接处存在接触电阻不同而此接触电阻又往往与电缆本身的电阻可比拟，其结果会造成多并电缆的电流分配不平衡。因此上海、北京等发达城市，对大容量的配电干线都采用母线槽。虽然母线槽的价格比电缆高，但从性价比出发比较，母线槽以越来越受到设计人员和业主的青睐。