电缆敷设对电缆选型的影响

电缆敷设对电缆选型的影响

何晓庆

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司）

摘要：根据中国标准及国际标准中对电缆载流量校正系数的规定，对不同电缆敷设方式的电缆载流量校正系数进行分析，得出不同标准下电缆载流量校正系数及差异，结合工程实际情况，选用合理的电缆敷设方式，为电缆选型提供依据。

关键词：电缆；电缆选型；电缆敷设；电缆载流量；校正系数

1电缆敷设方式

电缆敷设选择应考虑工程及环境条件、电缆类型、数量等因素，同时满足运行可靠、便于维护、技术经济合理的原则。典型的电缆敷设方式有：

(1)地下直埋敷设；

(2)电缆排管（地下）敷设（又称DUCTBANK）；

(3)电缆桥架敷设；

分三种方式：架空桥架、电缆隧道桥架、电缆沟桥架，三种敷设方式校正系数选取原则一致。

2电缆载流量校正系数的选择及计算

2.1校正系数的定义

校正系数在各标准中的定义不完全一样。NF对桥架内电缆层数定义了校正系数，而GB、IEC和IEEE中则无定义。GB和IEC仅定义了单排管地下敷设的校正系数，而无DUCTBANK敷设的校正系数。当采用DUCTBANK敷设时，应选用IEEE或NF标准。我们选择某一标准进行电缆选型时，需注意两个问题：一是选取的敷设方式应与采用的标准一致；二是标准要求的敷设方式应能满足工程实际敷设条件，避免出现电缆选型与敷设方式不一致，造成电缆选型不满足要求或浪费。因此，如何选取电缆敷设方式及校正系数，计算电缆允许工作载流量，成为电缆选型的关键。

2.2电缆载流量校正系数选择

现举例说明，电缆载流量校正系数的选取。

若某项目环境最高温度50℃，土壤最高温度25℃，土壤热阻系数1.5K.m/W。直埋敷设时，埋深不小于0.8m，单层直埋，并行回路不多于3路。桥架敷设时，桥架上下间距不小于300mm，桥架最大层数为3层，电缆在桥架内单层布置；室外桥架已考虑遮阳措施。地下电缆排管敷设时，DUCTBANK数量为45（行列），中压电缆和低压单芯电缆均为1根管内敷设1个回路。单芯电缆均采用三角形布置。低压电缆采用0.6/1kVXLPE绝缘铜导体电缆，中压电缆采用6/10kVXLPE绝缘铜导体电缆。选取三芯电缆35、50、70mm2和单芯电缆150、185、240mm2为例。

2.2.1地下直埋敷设

地下直埋敷设时，需选取土壤温度校正系数K1、土壤热阻系数校正系数K2、直埋深度校正系数K3、电缆组校正系数K4。

温度校正系数K1依据土壤温度选取。土壤温度越高，K1越小。

土壤热阻系数的校正系数K2选取，应依据土壤热阻系数、电缆电压等级、电缆芯数及截面积进行选取。根据GB50217附录D.0.3、IEC60364-5-52附录B.52.3、NFC-100523.3规定，K2只需依据土壤热阻系数选取。除土壤热阻系数外，IEEE39913.4.2规定需同时考虑电缆截面积；IEC60502-2附录B规定需同时考虑电缆的截面积和芯数；NFC13-200523.1规定需同时考虑电缆的芯数。土壤热阻系数越大，K2越小。

埋深校正系数K3依据电缆埋深选取。IEC60502-2B.9和NFC13-200523.3.3对中压电缆埋深规定了校正系数。埋深越大，K3越小。

电缆回路组系数K4应依据直埋回路数量及间距选取。此外，IEC60502-2附录B、IEEE39913.4.3规定，应同时考虑电缆芯数。并行电缆回路数量越多，间距越小，K4越小。

2.2.2地下排管（DUCTBANK）敷设

DUCTBANK敷设时，需选取土壤温度校正系数K1、土壤热阻系数K2、DUCTBANK行×列数校正系数K5、电缆数量校正系数K6。

温度校正系数K1依据土壤温度选取。土壤环境温度越高，K1越小。

土壤热阻系数的校正系数K2，应依据土壤热阻系数、电压等级、电缆截面积、电缆芯数选取。除土壤热阻系数外，IEEE39913.4.2规定应同时考虑电缆额定电压和截面积；NFC13-200523.1规定需同时考虑电缆芯数。土壤热阻系数越大，K2越小。

DCUTBANK行×列校正系数K5，应依据排管行列数选取。IEEE中DUCTBANK数量校正系数选取时，需同时考虑电缆截面积。NF中DUCTBANK校正系数选取只需考虑DUCTBANK数量。DUCTBANK行列数越大，K5越小,但不考虑备用管。

电缆数量校正系数K6，依据DUCTBANK的单管内电缆回路数量选取。IEEE39913.4.3规定，一个管内敷设一个电缆回路。NFC15-100523.4.3规定一个管内可敷设多个回路。DUCTBANK单管内回路数量越多，K6越小,但不考虑备用电缆回路。

除以上校正系数外，NFC100-15523.1规定：DUCTBANK敷设时，低压电缆载流量应再强加一个0.8的校正系数。

2.2.3架空电缆桥架敷设

电缆桥架敷设时，需选取环境温度校正系数K7、桥架层数和电缆数量及间距校正系数K8、桥架内电缆层数校正系数K9。当室外太阳直射时，还需要考虑直射校正系数或遮阳措施。

温度校正系数K7依据环境温度选取。环境温度越高，K7越小。

桥架层数和电缆数量及间距校正系数K8，依据桥架类型、桥架层数、桥架内回路数及间距选取。桥架内电缆数量越少，间距越大，K8越小。

桥架内电缆层数校正系数K9选取，仅NF规定依据桥架内电缆层数选取。其余标准均采用电缆在桥架内单层敷设。

除以上校正系数外，NFC100-15523.6和C13-200524规定：若每相有多根低压单芯电缆时，每相不是2根或4根，或每相是3根单芯电缆时，应强加一个0.8的系数。

2.3小结

不同敷设方式的电缆，综合校正系数从0.26至0.92不等，校正后电缆载流量的差值非常大，使电缆截面的选取差别也很大。可见，敷设方式及校正系数的选取，直接影响电缆截面大小。

电缆桥架敷设时，绝大多数电缆校正后载流量最大，电缆敷设数量也最多。单芯电缆桥架内单层间隔敷设，校正系数大。根据表3.4计算，三芯电缆在桥架内敷设2层时，综合较正系数为0.512，校正后载流量仍能达到额定载流量的50%。

电缆直埋敷设时，电缆数量较少、间距大，综合校正系数大，额定载流量降容小，甚至部分小截面电缆直埋敷设优于桥架敷设。根据表3.2计算，电缆数量增加至6路时，除IEEE三芯电缆综合校正系数为0.44，IEC和NF中最低综合校正系数基本达到0.5。

DUCTBANK敷设时，据表3.5，其综合校正系数最小，校正后电缆载流量最小。这主要由于DUCTBANK数量太多而导致。因此，DUCTBANK敷设时，电缆回路数量不宜太多，尽量减少DUCTBANK数量。单芯电缆在单管敷设一个电缆回路，可增大校正系数。根据表3.3计算，三芯电缆在单管内敷设两个回路时，综合校正系数为0.2；若再增加单管敷设回路数，小截面电缆校正系数与单回路校正系数差别不大。

3结论和建议

电缆选型时，敷设方式应以桥架敷设为主，单芯电缆宜单层间隔敷设，三芯低压电缆可2层敷设。DCUTBANK敷设时，电缆回路数量不应太多，单芯电缆和大截面三芯电缆在单根管内宜敷设一个电缆回路；小截面三芯电缆可在一根管敷设多个电缆回路。直埋敷设时，建议电缆不多于6个回路，且尽可能增大电缆间距。电缆计算选型，应依据某一标准，选择多种敷设方式相结合，综合考虑环境、技术、经济因素，使每一种敷设方式的校正系数最大，利于选择小截面电缆，以最小的投资成本选择合理的电缆截面。

参考文献

[1]GB/T16895.6-2014电压电气装置第5-52部分：电气设备的选择和安装布线系统

[2]GB50217-2007电力工程电缆设计规范