电缆电压降原因是什么？该如何计算？

part.1

电缆电压降产生的原因

英语中“voltagedrop”是电压降，“drop”是“往下拉”的意思。

电力线路的电压降是因为导体存在电阻。正因为此，不管导体采用哪种材料(铜/铝)都会造成线路一定的电压损耗，而这种损耗(压降)不大于本身电压的5%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。

例如380v的线路，如果电压降为19v，也即电路电压不低于361v，就不会有很大的问题。当然我们是希望这种压力降越小越好。因为压力间本身是一种电力损耗，虽然是不可避免，但我们总希望压力降是处于一个可接受的范围内。

part.2

线路电压降的计算公式

一般来说，计算线路的压降并不复杂，可按以下步骤：

1.计算线路电流i

 i= p/1.732×u×cosθ 

其中：p-功率(千瓦)；u-电压(kv)；cosθ-功率因素(0.8～0.85)

2.计算线路电阻r

 r=ρ×l/s 

其中：ρ-导体电阻率(铜芯电缆ρ=0.01740，铝导体ρ=0.0283)；l-线路长度(米)；s-电缆的标称截面

3.计算线路压降(简单实用)：

 Δu=i×r 

线路压降计算公式：△u=2*i*r，i-线路电流；l-线路长度

part.3

电缆压降怎么算？

先选取导线再计算压降，选择导线的原则：

近距离按发热条件限制导线截面(安全载流量)；

远距离在安全载流量的基础上，按电压损失条件选择导线截面，要保证负荷点的工作电压在合格范围；

大负荷按经济电流密度选择。

为保证导线长时间连续运行，所允许的电流密度称安全载流量。一般规定是：铜线选5～8a/mm²；铝线选3～5a/mm²。安全载流量还要根据导线的芯线使用环境的极限温度、冷却条件、敷设条件等综合因素决定。

一般情况下，距离短、截面积小、散热好、气温低等，导线的导电能力强些，安全载流选上限；距离长、截面积大、散热不好、气温高、自然环境差等，导线的导电能力弱些，安全载流选下限；

如导电能力，裸导线强于绝缘线，架空线强于电缆，埋于地下的电缆强于敷设在地面的电缆等等。

电压降根据下列条件计算：

环境温度40℃；导线温度70~90℃；电缆排列：单芯，s=2d；功率因数cosθ=0.8；末端允许降压降百分数≤5%。

其中：vd-电压降，vd=kxixlxv0(v)；i-工作电流或计算电流(a)；l-线路长度(m)；v0-表内电压(v/a.m)；k：三相四线k=√3 单相k=1

单相时允许电压降：vd=220vx5%=11v

三相时允许电压降：vd=380vx5%=19v

part.4

例题解析

题1：50kw 300米，采用25mm2线是否可行？

采用vv电缆25铜芯：

去线阻为r=0.01(300/25)=0.2，

其压降为u=0.2*100=20；

单线压降为20v，2相为40v，变压器低压端电压为400v；

400-40=360v

铝线r=0.0283(300/35)=0.25；

其压降为u=0.25*100=25；

末端为350v

连续长时间运行对电机有影响，建议使用35铜芯或者50铝线。

25铜芯其压降u

=0.0172(300/35)=0.147(≈15v)15*2=30，

末端为370v；

铝线u=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端为366v

可以正常使用(变压器电压段电压为400v)

50kw负荷额定电流

i=p/1.732ucosΦ=50/1.732/0.38/0.8=50/0.53=94a

按安全载流量可采用25mm2的铜电缆算电压损失：

r＝ρ(l/s)=0.017x300/25=0.2Ω

电压损失u=ir=94x0.2=18v

如果用35mm2的铜电缆，算电压损失：

r＝ρ(l/s)=0.017x300/35=0.15欧

电压损失u=ir=94x1.15=14v

题2：55变压器，低压柜在距离变压器200米处。问变压器到低压柜电压需达到390v，需多粗电缆？

55kva变压器额定输出电流(端电压400v)：

i＝p/1.732/u＝55/1.732/0.4≈80(a)

距离l＝200米，200米处允许电压为380v时，线与线电压降为20v，单根导线电压降u＝10v，铜芯电线阻率ρ＝0.0172，

单根线阻r＝u/i＝10/80＝0.125(Ω) 

单根导线截面：

s＝ρ×l/r＝0.0172×200/0.125≈32(平方)

取35平方铜芯电线

55kva的变压器，大工作电流约80a，输出电压400v。

如果到达配电柜的电压要求不低于380v的话，可用35平方铜电缆或50平方铝电缆。

如果到达配电柜的电压要求不低于390v的话，可用70平方铜电缆或95平方铝电缆。

如果到达配电柜的电压要求不低于370v的话，可用25平方铜电缆或35平方铝电缆。

三相交流线路电压降计算方法：电流*每根导线阻抗*1.732

导线的阻抗分为容抗、感抗和电阻。一般低压导线截面积线路只计算电阻，用导体电阻率*导线截面积*导线长度。在这里，铜是0.0175*截面积*230，铝是0.029*截面积*230。

一般情况下连续长时间运行的设备电缆规格选大一级。确保电压波动的情况下，设备稳定运行。