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电缆载流量本质是导体发热与散热的热平衡,所有因素最终都会改变发热、散热条件,分为电缆本体因素、敷设环境因素、运行工况三大类。
一、电缆本体自身因素
导体材质与截面积铜导体电阻率低于铝,同等截面铜载流量更大;导体截面越大,电阻越小,发热越少,载流量越高。导体纯度、是否亏方、绞合质量也会影响电阻。
绝缘长期允许工作温度
PVC(BV/VV):70℃
XLPE 交联聚乙烯(YJV):90℃
硅橡胶:180℃ 允许长期温度越高,允许载流量越大。这是选型核心指标。
绝缘与护套材料热阻绝缘、护套导热差,热量不容易散出去,载流量下降。
电缆结构(铠装、芯数)多芯电缆内部互相加热,载流量低于同截面单芯;钢带 / 钢丝铠装会增加结构热阻,轻微降低载流量。
二、敷设方式与排布(工程最容易忽略,降容大头)
敷设形式散热能力排序:空气中敞开敷设 > 桥架单层 > 穿管敷设 > 电缆沟密集 > 直埋土壤。 直埋靠土壤导热,散热弱;穿管封闭空间,热量积聚,载流量打折明显。
多根并列、多层堆叠多根电缆并排,互相热辐射加热,产生热叠加效应。根数越多、间距越小,降容系数越大,载流量显著降低。桥架多层叠放降容尤其严重。
弯曲、固定方式过度弯折会损伤绝缘;单芯高压电缆若用闭合铁夹具,产生涡流发热,额外升温,降低承载能力。
三、环境条件
环境温度环境温度越高,导体与环境温差越小,散热越困难,载流量下降。
基准载流量一般按 25℃标定;夏季高温隧道、锅炉房、阳光暴晒区域,必须乘以温度修正系数。
土壤热阻(直埋电缆专用)沙土、干燥土壤导热差;潮湿黏土导热好。干燥砂石地土壤热阻大,电缆热量散不出去,载流量大幅降低。 埋深越大,土壤散热越差,载流量略下降。
周边热源靠近热力管道、蒸汽管、高温设备,外部持续加热电缆,严重降低载流量。规范禁止电缆平行敷在热力管道上下。
地下水、腐蚀长期受潮、化学腐蚀会加速绝缘老化,长期运行允许载流量要预留安全余量。
四、运行工况因素
负荷特性持续恒定负荷最严苛;间歇波动负荷,电缆有冷却时间,短时允许电流更高(但长期载流量仍按持续最大电流设计)。
谐波电流(变频器、UPS、非线性负载)谐波会增加导体集肤效应、邻近效应,附加损耗变大,额外发热,电缆实际温升高于工频计算值,必须降容。
电压等级高压电缆介质损耗会发热,电压越高,介质损耗越大,会占用部分温升裕度。低压电缆介质损耗很小,基本可忽略。
老化、缺陷绝缘老化、进水、水树、护套破损,绝缘性能下降,允许温升裕度变小,运行中要降低负荷,防止热击穿。