電纜電壓降
對(duì)于動(dòng)力裝置，例如發(fā)電機(jī)、變壓器等配置的電力電纜，當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如900m，就應(yīng)考慮電纜電壓的“壓降”問(wèn)題，否則電纜采購(gòu)、安裝以后，方才發(fā)覺(jué)因未考慮壓降，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)常啟動(dòng)，而因此造成工程損失。
一.電力線(xiàn)路為何會(huì)產(chǎn)生“電壓降”？
電力線(xiàn)路的電壓降是因?yàn)閷?dǎo)體存在電阻。正因?yàn)榇?，所以不管?dǎo)體采用哪種材料（銅，鋁）都會(huì)造成線(xiàn)路一定的電壓損耗，而這種損耗（壓降）不大于本身電壓的10%時(shí)一般是不會(huì)對(duì)線(xiàn)路的電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生后果的。
二.在哪些場(chǎng)合需要考慮電壓降?
一般來(lái)說(shuō)，線(xiàn)路長(zhǎng)度不很長(zhǎng)的場(chǎng)合，由于電壓降非常有限，往往可以忽略“壓降”的問(wèn)題，例如線(xiàn)路只有幾十米。但是，在一些較長(zhǎng)的電力線(xiàn)路上如果忽略了電纜壓降，電纜敷設(shè)后在啟動(dòng)設(shè)備可能會(huì)因電壓太低，根本啟動(dòng)不了設(shè)備；或設(shè)備雖能啟動(dòng)，但處于低電壓運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)間長(zhǎng)了損壞設(shè)備。
較長(zhǎng)電力線(xiàn)路需要考慮壓降的問(wèn)題。所謂“長(zhǎng)線(xiàn)路”一般是指電纜線(xiàn)路大于500米。
對(duì)電壓精度要求較高的場(chǎng)合也要考慮壓降。
三.如何計(jì)算電力線(xiàn)路的壓降？
一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算線(xiàn)路的壓降并不復(fù)雜，可按以下步驟：
1.計(jì)算線(xiàn)路電流I
公式：I= P/1.732×U×cosθ
其中： P—功率，用“千瓦” U—電壓，單位kV cosθ—功率因素，用0.8～0.85
2 .計(jì)算線(xiàn)路電阻R
公式：R=ρ×L/S
其中： ρ—導(dǎo)體電阻率，銅芯電纜用0.01740代入，鋁導(dǎo)體用0.0283代入
L—線(xiàn)路長(zhǎng)度，用“米”代入
S—電纜的標(biāo)稱(chēng)截面
3.計(jì)算線(xiàn)路壓降
公式：ΔU=I×R
舉例說(shuō)明：
某電力線(xiàn)路長(zhǎng)度為600m，電機(jī)功率90kW，工作電壓380v，電纜是70mm2銅芯電纜，試求電壓降。
解：先求線(xiàn)路電流I
I=P/1.732×U×cosθ=90÷（1.732×0.380×0.85）=161(A)
再求線(xiàn)路電阻R
R=ρ×L/S=0.01740×600÷70=0.149(Ω)
現(xiàn)在可以求線(xiàn)路壓降了：
ΔU=I×R =161×0.149=23.99（V）
由于ΔU=23.99V，已經(jīng)超出電壓380V的5%（23.99÷380=6.3%），因此無(wú)法滿(mǎn)足電壓的要求。
解決方案：增大電纜截面或縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度。讀者可以自行計(jì)算驗(yàn)正。
例：在800米外有30KW負(fù)荷，用70㎜2電纜看是否符合要求？
I=P/1.732*U*COS?=30/1.732*0.38*0.8=56.98A
R=ρL/S=0.018*800/70=0.206歐
△ U=IR=56.98*0.206=11.72<19V (5%U=0.05*380=19) 符合要求。
電壓降的估算
1．用途
根據(jù)線(xiàn)路上的負(fù)荷矩，估算供電線(xiàn)路上的電壓損失，檢查線(xiàn)路的供電質(zhì)量。
2．口訣
提出一個(gè)估算電壓損失的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，可估出供電線(xiàn)路上的電壓損失。
壓損根據(jù)“千瓦.米”，2.5鋁線(xiàn)20—1。截面增大荷矩大，電壓降低平方低。 ①
三相四線(xiàn)6倍計(jì)，銅線(xiàn)乘上1.7。 ②
感抗負(fù)荷壓損高，10下截面影響小，若以力率0.8計(jì)，10上增加0.2至1。 ③
3．說(shuō)明
電壓損失計(jì)算與較多的因素有關(guān),計(jì)算較復(fù)雜。
估算時(shí)，線(xiàn)路已經(jīng)根據(jù)負(fù)荷情況選定了導(dǎo)線(xiàn)及截面，即有關(guān)條件已基本具備。 電壓損失是按“對(duì)額定電壓損失百分之幾”來(lái)衡量的。口訣主要列出估算電壓損失的基本的數(shù)據(jù)，多少“負(fù)荷矩”電壓損失將為1%。當(dāng)負(fù)荷矩較大時(shí)，電壓損失也就相應(yīng)增大。因些，首先應(yīng)算出這線(xiàn)路的負(fù)荷矩。
所謂負(fù)荷矩就是負(fù)荷（千瓦）乘上線(xiàn)路長(zhǎng)度（線(xiàn)路長(zhǎng)度是指導(dǎo)線(xiàn)敷設(shè)長(zhǎng)度“米”，即導(dǎo)線(xiàn)走過(guò)的路徑，不論線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)。），單位就是“千瓦．米”。：
① 首先說(shuō)明計(jì)算電壓損失的基本的根據(jù)是負(fù)荷矩：千瓦．米
基準(zhǔn)數(shù)據(jù)： 2 .5平方毫米的鋁線(xiàn)，單相220伏，負(fù)荷為電阻性（功率因數(shù)為1），每20“千瓦．米”負(fù)荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2 .5鋁線(xiàn)20—1”。
在電壓損失1%的基準(zhǔn)下，截面大的，負(fù)荷矩也可大些，按正比關(guān)系變化。比如10平方毫米的鋁線(xiàn)，截面為2 .5平方毫米的4倍，則20*4=80千瓦．米，即這種導(dǎo)線(xiàn)負(fù)荷矩為80千瓦．米，電壓損失才1%。其余截面照些類(lèi)推。
“電壓降低平方低”例如36伏，則先找出36伏相當(dāng)于220伏的1/6。此時(shí)，這種線(xiàn)路電壓損失為1%的負(fù)荷矩不是20千瓦．米，而應(yīng)按1/6的平方即1/36來(lái)降低，這就是20*（1/36）=0 .55千瓦．米。即是說(shuō)，36伏時(shí)，每0 .55千瓦．米（即每550瓦．米），電壓損失降低1%。
不單適用于額定電壓更低的情況，也可適用于額定電壓更高的情況。這時(shí)卻要按平方升高了。例如單相380伏，由于電壓380伏為220伏的1 .7倍，因此電壓損失1%的負(fù)荷矩應(yīng)為20*1 .72=58千瓦．米。
從以上可以看出：口訣“截面增大荷矩大，電壓降低平方低”。都是對(duì)照基準(zhǔn)數(shù)據(jù)“2 .5鋁線(xiàn)20—1”而言的。
【例1】 一條220伏照明支路，用2 .5平方毫米鋁線(xiàn)，負(fù)荷矩為76千瓦．米。由于76是20的3 .8倍（76/20=3 .8），因此電壓損失為3 .8%。
【例2】 一條4平方毫米鋁線(xiàn)敷設(shè)的40米長(zhǎng)的線(xiàn)路，供給220伏1千瓦的單相電爐2只，估算電壓損失是：
先算負(fù)荷矩2*40=80千瓦．米。再算4平方毫米鋁線(xiàn)電壓損失1%的負(fù)荷矩，根據(jù)“截面增大負(fù)荷矩大”的原則，4和2 .5比較，截面增大為1 .6倍（4/2 .5=1 .6），因此負(fù)荷矩增為
20*1 .6=32千瓦．米（這是電壓損失1%的數(shù)據(jù)）。后計(jì)算80/32=2 .5，即這條線(xiàn)路電壓損失為2 .5%。
②當(dāng)線(xiàn)路不是單相而是三相四線(xiàn)時(shí)，（這三相四線(xiàn)一般要求三相負(fù)荷是較平衡的。它的電壓是和單相相對(duì)應(yīng)的。如果單相為220伏，對(duì)應(yīng)的三相便是380伏，即380/220伏。）同樣是2 .5平方毫米的鋁線(xiàn)，電壓損失1%的負(fù)荷矩是①中基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的6倍，即20*6=120千瓦．米。至于截面或電壓變化，這負(fù)荷矩的數(shù)值，也要相應(yīng)變化。
當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)不是鋁線(xiàn)而是銅線(xiàn)時(shí)，則應(yīng)將鋁線(xiàn)的負(fù)荷矩?cái)?shù)據(jù)乘上1 .7，如“2 .5鋁線(xiàn)20—1”改為同截面的銅線(xiàn)時(shí)，負(fù)荷矩則改為20*1 .7=34千瓦．米，電壓損失才1%。
【例3】 前面舉例的照明支路，若是銅線(xiàn)，則76/34=2 .2，即電壓損失為2 .2%。對(duì)電爐供電的那條線(xiàn)路，若是銅線(xiàn)，則80/（32*1 .7）=1 .5，電壓損失為1 .5%。
【例4】 一條50平方毫米鋁線(xiàn)敷設(shè)的380伏三相線(xiàn)路，長(zhǎng)30米，供給一臺(tái)60千瓦的三相電爐。電壓損失估算是：
負(fù)荷矩：60*30=1800千瓦．米。
再算50平方毫米鋁線(xiàn)在380伏三相的情況下電壓損失1%的負(fù)荷矩：根據(jù)“截面增大荷矩大”，由于50是2 .5的20倍，因此應(yīng)乘20，再根據(jù)“三相四線(xiàn)6倍計(jì)”，又要乘6，因此，負(fù)荷矩增大為20*20*6=2400千瓦．米。 后1800/2400=0 .75，即電壓損失為0 .75%。
③以上都是針對(duì)電阻性負(fù)荷而言。對(duì)于感抗性負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)），計(jì)算方法比上面的更復(fù)雜。但口訣首先指出：同樣的負(fù)荷矩——千瓦．米，感抗性負(fù)荷電壓損失比電阻性的要高一些。它與截面大小及導(dǎo)線(xiàn)敷設(shè)之間的距離有關(guān)。對(duì)于10平方毫米及以下的導(dǎo)線(xiàn)則影響較小，可以不增高。
對(duì)于截面10平方毫米以上的線(xiàn)路可以這樣估算：先按①或②算出電壓損失，再“增加0 .2至1”，這是指增加0 .2至1倍，即再乘1 .2至2。這可根據(jù)截面大小來(lái)定，截面大的乘大些。例如70平方毫米的可乘1 .6，150平方毫米可乘2。 以上是指線(xiàn)路架空或支架明敷的情況。對(duì)于電纜或穿管線(xiàn)路，由于線(xiàn)路距離很小面影響不大，可仍按①、②的規(guī)定估算，不必增大或僅對(duì)大截面的導(dǎo)線(xiàn)略為增大（在0 .2以）。
【例5】 圖1中若20千瓦是380伏三相電動(dòng)機(jī)，線(xiàn)路為3*16鋁線(xiàn)支架明敷，則電壓損失估算為： 已知負(fù)荷矩為600千瓦．米。 計(jì)算截面16平方毫米鋁線(xiàn)380伏三相時(shí)，電壓損失1%的負(fù)荷矩：由于16是2 .5的6 .4倍，三相負(fù)荷矩又是單相的6倍，因此負(fù)荷矩增為：20*6 .4*6=768千瓦．米 600/768=0 .8
即估算的電壓損失為0 .8%。但現(xiàn)在是電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，而且導(dǎo)線(xiàn)截面在10以上，因此應(yīng)增加一些。根據(jù)截面情況，考慮1 .2，估算為0 .8*1 .2=0 .96，可以認(rèn)為電壓損失約1%。
以上就是電壓損失的估算方法。后再就有關(guān)這方面的問(wèn)題談幾點(diǎn)： 一、線(xiàn)路上電壓損失大到多少質(zhì)量就不好？一般以7~8%為原則。（較嚴(yán)格的說(shuō)法是：電壓損失以用電設(shè)備的額定電壓為準(zhǔn)（如380/220伏），允許低于這額定電壓的5%（照明為2 .5%）。但是配電變壓器低壓母線(xiàn)端的電壓規(guī)定又比額定電壓高5%（400/230伏），因此從變壓器開(kāi)始至用電設(shè)備的整個(gè)線(xiàn)路中，理論上共可損失5%+5%=10%，但通常卻只允許7~8%。這是因?yàn)檫€要扣除變壓器部的電壓損失以及變壓器力率低的影響的緣故。）不過(guò)這7~8%是指從配電變壓器低壓側(cè)開(kāi)始至計(jì)算的那個(gè)用電設(shè)備為止的全部線(xiàn)路。它通常包括有戶(hù)外架空線(xiàn)、戶(hù)干線(xiàn)、支線(xiàn)等線(xiàn)段。應(yīng)當(dāng)是各段結(jié)果相加，全部約7~8%。 二、估算電壓損失是設(shè)計(jì)的工作，主要是防止將來(lái)使用時(shí)出現(xiàn)電壓質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。由于影響計(jì)算的因素較多（主要的如計(jì)算干線(xiàn)負(fù)荷的準(zhǔn)確性，變壓器電源側(cè)電壓的穩(wěn)定性等），因此，對(duì)計(jì)算要求很精確意義不大，只要大體上胸中有數(shù)就可以了。比如截面相比的關(guān)系也可簡(jiǎn)化為4比2 .5為1 .5倍，6比2 .5為2 .5倍，16比2 .5倍為6倍。這樣計(jì)算會(huì)更方便些。 三、在估算電動(dòng)機(jī)線(xiàn)路電壓損失中，還有一種情況是估算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電壓損失。這是若損失太大，電動(dòng)機(jī)便不能直接起動(dòng)。由于起動(dòng)時(shí)的電流大，力率低，一般規(guī)定起動(dòng)時(shí)的電壓損失可達(dá)15%。這種起動(dòng)時(shí)的電壓損失計(jì)算更為復(fù)雜，但可用上述口訣介紹的計(jì)算結(jié)果判斷，一般截面25平方毫米以的鋁線(xiàn)若符合5%的要求，也可符合直接起動(dòng)的要求：35、50平方毫米的鋁線(xiàn)若電壓損失在3 .5%以，也可滿(mǎn)足；70、95平方毫米的鋁線(xiàn)若電壓損失在2 .5%以，也可滿(mǎn)足；而120平方毫米的鋁線(xiàn)若電壓損失在1 .5以。才可滿(mǎn)足。這3 .5%，2 .5%，1 .5 .%剛好是5%的七、五、三折，因此可以簡(jiǎn)單記為：“35以上，七、五、三折”。 四、假如在使用中確實(shí)發(fā)現(xiàn)電壓損失太大，影響用電質(zhì)量，可以減少負(fù)荷（將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到別的較輕的線(xiàn)路，或另外增加一回路），或者將部分線(xiàn)段的截面增大（好增大前面的干線(xiàn)）來(lái)解決。對(duì)于電動(dòng)機(jī)線(xiàn)路，也可以改用電纜來(lái)減少電壓損失。當(dāng)電動(dòng)機(jī)無(wú)法直接啟動(dòng)時(shí)，除了上述解決辦法外，還可以采用降壓起動(dòng)設(shè)備（如星-三角起動(dòng)器或自耦減壓起動(dòng)器等）來(lái)解決
線(xiàn)路電壓降計(jì)算公式
線(xiàn)路電壓降計(jì)算公式為 △U=（P*L）/(A*S)
其中： P為線(xiàn)路負(fù)荷 L為線(xiàn)路長(zhǎng)度 A為導(dǎo)體材質(zhì)系數(shù)（銅大概為77，鋁大概為46） S為電纜截面
在溫度=20°C時(shí)，銅的電阻系數(shù)為0.0175歐姆*平方毫米/米 ； 在溫度=75°C時(shí) 銅的電阻系數(shù)為0.0217歐姆*平方毫米/米 一般情況下電阻系數(shù)隨溫度變化而變化,在一定溫度下導(dǎo)線(xiàn)的電阻=導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度*導(dǎo)線(xiàn)的電阻系數(shù)/導(dǎo)線(xiàn)的載面積 150米16平方毫米銅導(dǎo)線(xiàn)的電阻在溫度=20°C時(shí)=150*0.0175/16=0.164(歐姆) 如果只用其中的兩條(一條作火線(xiàn),一條作地線(xiàn))那線(xiàn)路電阻=0.164歐姆*2(串)=0.328歐姆 作負(fù)載30安培算 線(xiàn)路壓降=30*0.328=9.84(伏) 如果兩條并聯(lián)作火線(xiàn),另兩條并聯(lián)作地線(xiàn),那線(xiàn)路電阻為0.164歐美,線(xiàn)路壓降=30*0.164=4.92(伏) 具體使用中的線(xiàn)路壓降隨環(huán)境溫度、負(fù)載變化面變化,計(jì)算方法,公式就是這樣。
例1：
在800米外有30KW負(fù)荷，功率因數(shù)0.8，用70㎜2電纜，電壓降是多少？ 解： I=P/1.732*U*COS?=30 /(1.732*0.38*0.8)=56.98A R=Ρl/電纜截面=0.018*800/70=0.206歐 △U=IR=56.98*0.206=11.72V 答：電壓降是11.72V。
線(xiàn)路上的壓降為： U% = I*R/Un *100% = 15.198/220 *100% = 6.91% 3。兩種計(jì)算方的差值僅有千分之2，應(yīng)認(rèn)為基本一致。
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