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第十三講 電纜導線截面的計算（第七章 第四節(jié)）
電纜導線截面的選擇是井下供電設計計算的關鍵內容。選擇合適的電纜導線截面，可以使設
備電壓正常、高效運行，過流保護動作靈敏度校驗容易滿足要求。通常井下電纜線路的截面計算
的步驟如下：
（1）按長時允許電流初選導線截面；
（2）給生產機械供電的支線電纜要校驗機械強度允許最小截面；長電纜要校驗允許電壓損
失。
1．按長時允許電流選擇導線截面
為了使導線在正常運行時不超過其長時允許溫度，導線的長時允許電流應不小于流過導線的
最大長時工作電流。即
I p ? Ica
（7-1）
式中 I p
——標準環(huán)境溫度（一般為25℃）時，導線的長時允許電流（見表7-12）；
ca I ——導線的最大長時工作電流；
表7-12 電線及電纜在空氣中敷設時的載流量 A
導線截面
mm2
聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜 交聯(lián)聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝電纜
礦用橡套電
纜
1kV 四芯 6kV 三芯 6kV 10kV 1kV 6kV
銅芯 鋁芯 銅芯 鋁芯銅芯鋁芯銅芯鋁芯 銅芯 銅芯
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
30
39
52
70
94
119
149
184
226
260
23
30
40
54
73
92
115
141
174
201
56
73
95
118
148
181
218
251
43
56
73
90
114
143
168
194
211
260
318
367
163
203
246
285
148
180
214
267
324
372
115
140
166
207
251
288
36
46
64
85
113
138
173
215
260
320
53
72
94
121
148
170
205
250
例7-1 試為例2-2 的采煤工作面選擇電纜線路截面。
解：在例2-2 中，計算出工作面負荷的長時最大電流Ica 為205A，查表7-12，選取70mm2
礦用橡套電纜，其長時允許電流Ip 為215A。Ip >Ica 滿足要求，初選合格。
2.按機械強度校驗導線截面
電纜在工作面和巷道中敷設，難免會受到外部機械力的作用，截面太小的電纜容易出現(xiàn)斷線、
護套破裂、絕緣損壞現(xiàn)象。礦用橡套電纜應符合表7-20 的要求，以避免在拖拽、碰撞等外力作
用下斷線、破裂。
表7-20 橡套電纜滿足機械強度的最小截面（mm2）
用電設備名稱 最小截面 用電設備名稱 最小截面
采煤機組
可彎曲輸送機
一般輸送機
回柱絞車
裝巖機
35～50
16～35
10～25
16～25
16～25
調度絞車
局部扇風機
煤電鉆
照明設備
4～6
4～6
4～6
2.5～4
3.按允許電壓損失校驗導線截面
1）線路電壓損失的計算
輸電線路通過電流時，將產生電壓損失?Ul
。所謂電壓損失是指輸電線路始、末兩端電
壓的算術差值。對于三相線路其線電壓損失為
?Ul ? 3Ica?Rl cos? ? Xl sin?? （7-2）
式中 ?Ul ——線路的線電壓損失，V；
Ica ——流過線路的最大長時負荷電流，A；
? ——線路所帶負載的功率因數(shù)角；
Rl、Xl ——線路每相電阻、電抗，Ω。
電壓損失用功率表示時則為
N
ca l ca l
l U
U P R Q X ?
? ? （7-3）
式中 Pca、Qca ——線路所帶負荷的有功功率，kW；無功功率，kvar；
UN ——電網的額定電壓，kV。
在公式7-3 和7-4 中， Ica 、Pca、Qca 、cosφ、sinφ 都在負荷計算時得到，需要計算的
是Rl、Xl 。
因為電纜線路的電抗很?。?.06~0.08 Ω/km），與電阻相比可忽略不計，其電壓損失可簡化
為
?Ul ? 3IcaR0Lcos? （7-4）
N
0
U
? PcaR L （7-5）
式中：L —電纜的長度 km；
R0—電纜每千米的電阻Ω/km，見下表。
表7-21 常用礦用橡套電纜每千米電阻值（R0）
芯數(shù)截面 mm2
電纜外徑
導體（銅）最大直流電阻
(65 ℃ ) Ω/km
標稱 載流量 (20 ℃ ) A
mm
最大
mm
3×4+1×4 20.9 23.0 5.882 35
3×6+1×6 22.9 25.1 3.922 46
3×10+1×10 27.8 30.6 2.353 64
3×16+1×10 30.3 33.3 1.471 85
3×25+1×16 36.4 40.1 0.941 113
3×35+1×16 40.5 44.6 0.672 138
3×50+1×16 45.5 50.1 0.471 173
3×70+1×25 51.5 55.1 0.336 215
3×95+1×25 62.1 68.1 0.248 260
120 0.196 320
例7-2 設例7-1 中電纜長度為400m，試計算其電壓損失。
解：在例2-2 和例7-1 中已知Ica 為205A，cosφ = 0.6，Pca =140.6 kW，電纜截面為70mm2，
查表7-21，70 mm2 橡套電纜的每千米電阻為0.336 歐，代入式7-5 得：
?Ul ? 3IcaR0Lcos?
=1.732 * 205 * 0.336 * 0.4 * 0.6 =28.6（V）
也可用式7-6 計算：
28.6?V ?
0.66
140.6* 0.336 * 0.4
U
U P R L
N
? ca 0 ? ?
? l
2）線路允許電壓損失
為了保證電壓質量，從變壓器出口處至電動機的線路電壓損失?U 應不大于線路的允許電壓
損失?U lp
。井下變壓器的二次側額定電壓為1.05UN ,電動機的允許最低電壓為0.95UN ,因
此，變壓器和線路的電壓損失之和不能超過10%UN ?？紤]到變壓器的電壓損失通常不超過5%UN ，
故從變壓器出口處到線路末端的線路電壓損失不得超過5%UN 。下表為額定電壓與線路允許電壓
損失的對照表。
電網額定電壓UN（kV）
線路允許電壓損失?U lp
（V）
0.127 6
0.38 19
0.66 33
1.14 57
6 300
10 500
例7-3 采區(qū)上山絞車PN =75 kW，UN =660 V，從采區(qū)變電所到絞車房的電纜長460m，試選
取電纜截面。
解：（1）按長時允許電流初選截面：
IN =1.15*75=86（A）
查表7-12 選取25mm2 礦用橡套電纜，其長時允許電流Ip 為113A。Ip >IN 滿足要求，初選
合格。
（2）校驗電壓損失：
查表7-21，25mm2 礦用橡套電纜每千米電阻為R0=0.941Ω，代入式7-6
49.2?V ?
0.66
75* 0.941* 0.46
U
U P R L
N
? ca 0 ? ?
? l
?Ul > ?U lp
不合格，增大截面為50mm2，查表7-21，50mm2 礦用橡套電纜每千米電阻
為R0=0.471Ω，代入式7-6 得
24.6?V ?
0.66
75* 0.471* 0.46
U
U P R L
N
? ca 0 ? ?
? l
?Ul < ?U lp
合格。
當從變壓器到電動機有多段電纜時，要先算出各段的電壓損失，再把各段電壓損失相加，求
出總電壓損失進行校驗。
例7-4 炮采工作面運輸巷配電接線圖如下，試選擇各段電纜的截面；要求電纜截面不超過3
種。
解：
1.200m 和100 電纜的計算：
200m
660V
工作面配電點
40kW
127V
40kW 40kW 40kW 30kW 7.5kW 1.2kW
100m 90m 80m
70m
20m
60m
110m
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