载流量表上的数值是在标准条件下测出来的——空气 30 ℃、单根敷设、空气中。实际工程里这三个条件一个都不成立,所以表值必须打折。
折扣打多少,取决于三个系数:环境温度 Kt、多回路成束 Kn、敷设方式 Kd。三者连乘:
Iz = Iz0 × Kt × Kn × Kd
一、环境温度校正系数 Kt
交联聚乙烯绝缘(XLPE,导体工作温度 90 ℃)电缆,以空气 30 ℃ 为基准:
| 环境温度 ℃ | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kt | 1.08 | 1.04 | 1.00 | 0.96 | 0.91 | 0.87 | 0.82 | 0.76 | 0.71 |
几个要注意的地方:
- 室外桥架取夏季最热月平均最高温度,不是年平均。华东地区夏季屋顶桥架实测能到 50~55 ℃,取 40 ℃ 都偏乐观
- 屋面、锅炉房、烘干间这类场所要单独取值,别套用室内值
- 多根电缆密集敷设时环境温度会自我抬升,桥架内部温度比环境高,这是多回路系数之外还有一个隐性折扣
- 聚氯乙烯绝缘(PVC,70 ℃)电缆的温度系数下降更快,不能用上表
二、多回路成束校正系数 Kn
同一桥架(有孔托盘、单层、电缆相互接触)敷设的回路数:
| 回路数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kn(相互接触) | 1.00 | 0.81 | 0.72 | 0.66 | 0.59 | 0.53 |
| Kn(间隔敷设,间距 ≥ 1 倍外径) | 1.00 | 0.89 | 0.85 | 0.81 | 0.79 | 0.77 |
(不同版本表格略有出入,间隔敷设一行的常见值为 0.88/0.85/0.82/0.80/0.78,与表中相差 0.01~0.02,不影响选型结论,出图时以现行规范表为准。)
间隔敷设这一行值钱。 6 个回路,接触敷设 0.59,拉开间距(≥ 1 倍电缆外径)0.79,差了 34%。
桥架宽度增加 30% 的成本,换来电缆截面降一档。铜价面前,这笔账很好算。
其他敷设条件要另查:
| 敷设情况 | 说明 |
|---|---|
| 无孔托盘、封闭式槽盒 | 散热更差,系数低于有孔托盘 |
| 多层敷设 | 层数越多系数越低,要查多层表 |
| 穿管敷设 | 管内根数决定系数,一般 2~3 根时 0.7 上下 |
| 埋地敷设 | 按埋深和土壤热阻系数查,另有一套表 |
三、算例
某车间配电干线,计算电流 Ib = 150 A,环境温度 40 ℃,沿有孔托盘单层敷设,桥架上共 6 个回路。选 YJV-0.6/1 kV 4+1 芯电缆。
设:电缆相互接触布置,断路器 In = 160 A。
列:
Kt = 0.91 (40℃)
Kn = 0.59 (6 回路接触)
K = 0.91 × 0.59 = 0.537
需要的表值载流量:
Iz0 ≥ 1600.537 = 298 A
注意这里用的是 In = 160 A 而不是 Ib = 150 A,因为要同时满足 Iz ≥ In。
解:
| 截面 | 表值载流量 | 校正后 Iz | ≥ 160 A? |
|---|---|---|---|
| 95 mm² | 277 A | 148.7 A | ❌ |
| 120 mm² | 325 A | 174.5 A | ✓ |
选 120 mm²。
验算:不看校正系数的话,150 A 用 95 mm²(277 A)看着绰绰有余。实际校正后只有 148.7 A,连计算电流都快带不动了,更别说满足保护配合。
换个思路:把桥架加宽,让 6 个回路间隔敷设(间距 ≥ 1 倍电缆外径)。
K = 0.91 × 0.79 = 0.719
Iz0 ≥ 1600.719 = 223 A
95 mm² 校正后 199 A,还是不够;但 120 mm² 校正后 234 A,裕度大得多。如果环境不是 40 ℃ 而是 35 ℃:
K = 0.96 × 0.79 = 0.758
95 mm² 校正后 210 A ≥ 160 A,95 mm² 就够了。
同一条回路,只是把桥架加宽、电缆拉开,截面从 120 降到 95,单米铜重下降约 20%。150 米就是 300 米导体(按单芯算),省下来的钱远超桥架加宽的费用。
四、敷设方式的其他折扣
上面三个系数之外,还有几处实际工况要单独考虑:
桥架填充率。GB 50217 要求电力电缆在桥架内的总截面积不超过桥架内截面积的 40%(控制电缆 50%)。这条和载流量校正系数是配套的——填充率超了,散热条件就超出表格的假设范围。
防火封堵段。电缆穿墙、穿楼板处做防火封堵,那一段的散热条件极差,热量会往两侧传导。一般做法是把封堵段两侧的电缆适当降容考虑,或者加大封堵段的槽盒尺寸。
穿管段。桥架敷设的电缆在进设备时经常要穿钢管,穿管段的载流量按穿管系数算,比桥架段低。短距离穿管(几米)影响不大,长距离穿管要按穿管整段计算。
埋地段。埋地敷设要查土壤热阻系数,一般地区取 1.0~1.2 K·m/W(华东地区湿润土壤常取 1.0),干燥地区可到 2.0~3.0,系数差别很大。埋深按 0.7 m 计,埋得更深系数更低。
五、容易踩的坑
- 表值直接当实际载流量用 —— 最常见的错误,电缆选小一到两级
- 只算环境温度不算多回路 —— 或者反过来,两个系数只乘一个
- 环境温度取年平均 —— 应该取最热月平均最高温度
- 桥架层数不统计 —— 图纸上画了三层,计算时只按一层算
- 只数自己专业的带电回路,漏掉桥架上其他发热电缆 —— 校正系数按发热影响计,同一桥架上所有发热电缆都要算进去:备用的、自控专业的、通信的,只要发热就占位。常见错误是电气专业只数电力电缆,结果 Kn 算大了
- 盖板桥架当成有孔托盘 —— 封闭式槽盒散热差得多,系数不一样
- 备用回路不计入 —— 备用电缆虽然不带负荷,但它占了空间、影响散热,数量要算进去
- 不做经济比较 —— 一味加大截面而不考虑加宽桥架或改变敷设方式,成本上吃亏
六、画图时对应什么
- 桥架断面图:这是校正系数的计算依据。每层几根、什么规格、有没有隔板,图上必须画清楚,光有平面图算不出 Kn
- 桥架尺寸与电缆数量:断面图旁边标注电缆根数和填充率,校审时能直接看出有没有超载
- 敷设方式标注:系统图或电缆表里注明”沿有孔托盘敷设””穿 SC 管埋地”,不同段分别标注
- 路径中的特殊段:穿墙、穿楼板、穿管段在平面图上标出来,长度超过 10 m 的要单独校核
- 桥架盖板:画成有盖还是无盖,直接影响系数。设计说明里要写清楚
七、小结
校正系数是三个相乘,不是取最小值。温度按最热月,回路数按桥架断面实际统计,敷设方式按最差的那一整段算。做完这三步,载流量才是真值。
顺带一句:遇到载流量不够,先想能不能改善敷设条件,再想加截面。
八、FAQ
Q:系数从哪里查权威? GB/T 16895.15《低压电气装置 第 5-52 部分:电气设备的选择和安装 布线系统》附录表,以及《工业与民用供配电设计手册》第四版。厂家样本附的是简化版,设计时够用,正式出图建议按规范表。
Q:两个系数都小于 1,会不会过度保守? 会有一点,规范表本身就是保守的。但电缆截面降档带来的风险远大于多花的一点铜钱,不建议自行叠加”优化”。
Q:备用回路要不要计入回路数? 要。它占空间、影响散热。虽然不带电流,但在校正系数的计算逻辑里是按”电缆根数”计的。
Q:桥架加了隔板,能按分层算吗? 带隔板的桥架可以把每层当作独立的敷设组,分别计算,系数会比整体算好。隔板要连续、有实际隔热效果才算数。
规范出处:GB 50217-2018《电力工程电缆设计标准》、GB/T 16895.15《低压电气装置 第 5-52 部分》、GB 50054-2011《低压配电设计规范》。系数表以现行版本为准。另需注意,GB 55024-2022《建筑电气与智能化通用规范》自 2022 年 10 月 1 日起实施,为全文强制规范,现行标准中有关规定与其不一致的以该规范为准。
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本文为设计经验总结,具体工程须经持证工程师校审并满足当地审图要求。
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