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1、56 2011 年第 12 期装备 材料 Equipment & Materials对 于动力装置， 例如发电机、 变压器等配置的电力电缆， 当传输距离较远时， 例如 900m ，就应考虑电缆电压的 “压降” 问题， 否则电缆采购、 安装以后， 方才发觉因未考虑 电 压降， 导致设备无法正常起 动， 而因此造成工程损失。 但是如何正确计算电力电缆的 电 压降， 却是一个现实的问题 ； 另外， 笔者在实际工作中， 也遇到过因电缆敷设不当而造成电缆 电 压降超出许可范围的案例。 本文试图就这 两 方面的问题谈谈个人的看法。1 压力降的概念英语中， “ Voltage drop ” 就是电压降， “
2、 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，所以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380 V 的线路， 如果电压降为 19 V ， 也即电路电压不低于 361 V ， 就不会有很大的问题。 当然我们是希望这种电压降越小越好。 因为电压降本身是一种电力损耗， 虽然是不可避免， 但我们总希望电压降是处于一个可接受的范围内。2 在哪些场合需要考虑电压降一般来说， 线路长度不很长的场合， 由于电压降非常有限， 往往可以忽略 “压降” 的问
3、题， 例如线路只有几十米。 但是， 在一些较长的电力线路上， 有些用户在电力线路配置问题上往往只是很在意如何选用电缆的型号、规格， 而往往忽略了电缆电压降的问题， 一旦电缆敷设后在起动设备时方才发现， 或因电压太低， 根本起动不了设备 ； 或设备虽能起动， 但处于低电压运行状态。 而到这种情况出现时就会显得非常被动。 那么在哪些情况下需要事先考虑电压降的问题呢？首先， 较长电力线路需要考虑电压降的问题。 所谓“长线路” 一般是指电缆线路 500 m 。 其次， 对电压精度要求较高的场合也要考虑电压降。 例如， 有些电力设备对电压有要求， 当电压降超过了设备许可范围， 设备就无法起动。 还有就是
4、电缆用于驱动重要的机械设备， 当电压低于某一数值时， 设备虽仍可运转， 但因是处于 “低电压” 状态， 时间长了会损坏设备。 如果设备价格昂贵，或者设备损坏后会造成较大经济损失时， 就必须事先关注电压降的问题。3 电力线路的电压降计算一般来说， 计算线路的电压降， 可按以下步骤。3 .1 计算线路电流 II P /1.732 U cos 式 中 P 功率， kW ；U 电压， kV ；cos 功率因数， 用 0.8 0.85 。3 .2 计算线路电阻 RR L / S式 中 导体电阻率， 铜芯电缆用 0.017 40 代入，铝导体用 0.028 3 代入 ；L 线路长度， m ；S 电缆的标称
5、截面， mm 2 。3 .3 计算线路电压降 U I R浅谈电力电缆的 “压降” 王志强 / 上海浦东电线电缆 （集团） 有限公司电力电缆的传输过程中， 出现电压降低现象是不可避免的。 问题是终端电压降低后的后果是不一样的 ： 有的状况是设备在低电压下， 虽尚能 起 动但时间一长不可避免地造成设备的损害 ； 最严重时设备因电压过低而根本无法运转， 从而对工程带来直接损失。 介绍了 “电压降” 产生的原因及线路电压降的计算方法， 同时还举证了因电缆安装敷设不当而造成压降过大的实际案例。2011 年第 12 期 57装备 材料Equipment & Materials举例说明 ：某电力线路长度为
6、600 m ， 电动机功率 90 kW ， 工作电压 380 V ， 电缆是 70 mm 2 铜芯电缆， 试求电压降。解 ： 先求线路电流 II P /1.732 U cos 90/ （ 1.732 0.380 0.85 ） 161 （ A ）再求线路电阻 RR L / S 0.017 40 600/70 0.149 （）现在可以求线路压降了 U I R 161 0.149 23.99 （ V ）由于 U 23.99 V ， 已经超出电压 380 V 的 5%（ 23.99/380 6.3% ）， 因此无法满足电压的要求。解决方案 ： 增大电缆截面或缩短线路长度。 读者可以自行计算验正。4 电
7、力线路电压降超大的原因在电力线路的设计中， 明明电压降没有超出 5% ， 但为何电缆敷设后会出现电压降过大， 乃至无法正常起动设备呢？从上面的计算过程中， 我们不难发现 ： 电缆截面过小或线路过长都会造成线路电压降超大。 除此之外，还有没有其他的原因呢？4.1 电缆安装过程中或其后， 电缆受到外力破坏， 绝缘受损， 但还不至于立马就造成短路的状态在这种情况下， 因存在 “漏电流” 现象， 线路电压自然受到损失， 就好比一根自来水管出现破损， 远端的水压显然是下降的 ； 破洞越大， 水压下降也越大。 要验证是否存在这种情况， 验证的方法很简单 ： 测量电缆线芯的绝缘状况。 若发现此时的绝缘水平较
8、安装之前有确认的下降， 那么原因也就找到了。 真的验证了绝缘水平有所下降， 此时的问题就不是 “压降” 了， 而是要想方设法找到电缆受损位置进行处理， 不然会因电缆绝缘缺陷的扩大， 早晚就会造成电缆 “短路” 的后果。 不当的敷设法， 增大电压降。4 .2 案例另一种原因是， 电缆敷设后， 因余留较多， 在靠近开关柜处将余留电缆收成小圆圈所造成。 这是笔者亲身经历的一个案例。上海某台资企业生产一种汽车部件， 其加工过程对于环境温度、 湿度要求较高， 于是生产车间里专门有排气、 送湿的空调系统。 动力电缆选用本公司 4 芯 240 mm 2铜芯电缆 （ VV22 0.6/1 kV 4 240 m
9、m 2 ）， 电缆是 两 年前出厂的。 接到用户 “投诉” 我们立即到达现场了解情况。 到现场了解到该电力电缆线路长度约 420 m ， 单台空调负载为 60 kW ， 厂方使用 6 台这样的大功率空调装置， 共配备了二条上述电缆， 也即 “一拖三”。 现场测得变压器输出电压接近 400 V ， 但终端电压只有 320 340 V ， 根本无法 起 动空调 ： 不要说拖动 3 台， 就是一台空调也 起 动不了， 生产处于停顿， 厂方非常着急。 根据这样的线索， 我们现场计算 电 压降无论如何不会超过3% （读者可以按上面的阐述试着计算看看） 那么问题出在哪里呢？首先， 电缆线路上有很长一段是埋
10、在水泥地下的， 会不会是在敷设过程中电缆局部受损， 绝缘有所下降造成的呢？经现场测定， 电缆绝缘情况良好。 于是就排除了这种可能。 至此， 问题仍未得到解决。 第二天， 我们又重返现场， 这次主要是沿电缆 420 m 路径查看线路情况。 由于电缆很大部分是直埋在地下的， 我们能看到的只是电缆的变压器始端和开关柜终端。 先是查看变压器房， 没有发现异常。 但接下来来到配电房开关柜处， 终于找到问题的症结了 ： 由于电缆采购的长度留有充分余地， 电缆敷设后余留有十多米， 厂方不舍得截去， 就将多余的电缆全部打成直径约 1 m 的 “圈”， 这 “圈” 就是造成电压降的 “罪魁祸首” ！因为电缆被过分弯曲后， 造成电流事实上的 “阻力” （这也是所有电力电缆都规定了最小弯曲半径的道理）。 有了这种判断后， 要求厂方采取措施“松结”， 给电缆 “松绑”。 厂方也接受了我们的建议。 二天后， 我们再到现场时， 空调已全部能正常工作了， 车间恢复了生产。从上面的例子中， 我们可以发现， 不当的敷设方法也会造成线路 “异常压降”。5 结束语1 ） 对于较长电力线路， 在选用电缆时应注意到 “电压降” 的问题。2 ） 电压降的计算不算太复杂， 可以依循本文所示步骤进行计算。3 ） 电缆电压降过大， 必定有其原因， 本文提示的一个案例可供参考。 EM（收稿日期 ： 2011-09-05 ）
