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若何选择平行电缆的额定电压等级？

所属分类：企业新闻颁布功夫：2025-07-14 15:56:39

选择平行电缆的额定电压等级需综合思考系统电压、装置环境、负载个性、安全裕度及尺度规范等成分。若电压等级选择不当，可能导致绝缘击穿、设备败坏甚至安全变乱。以下是具体选择步骤及行业案例：

一、明确系统电压与电缆额定电压的关系

1. 理解额定电压的界说

额定电压（U?/U）：

U?：电缆导体与金属屏蔽层或金属套之间的设计电压（相电压）。
U：电缆系统肆意两相导体间的设计电压（线电压）。
示例：额定电压0.6/1kV暗示相电压600V、线电压1000V。

2. 匹配系统电压与电缆额定电压

准则：电缆额定电压需≥系统标称电压，并留有安全裕度。

系统标称电压10kV → 选8.7/15kV或12/20kV电缆（思考过电压成分）。
案例：某风电场10kV系统选用8.7/15kV XLPE电缆，通过1.7U?（14.8kV）工频耐压试验。
系统标称电压220V（单相）或380V（三相）→ 选0.6/1kV电缆。
案例：某工厂380V动力配电箱选用0.6/1kV平行电缆，运行5年无绝缘故障。
低压系统（≤1kV）：
中压系统（6kV~35kV）：

二、思考装置环境对电压等级的影响

1. 海拔建改

问题：高海拔地域空气密度降低，绝缘强度降落，需提高电缆额定电压。
建改步骤：

海拔每升高1000m，电缆额定电压需提高8%~10%。
示例：海拔3000m地域使用10kV系统，电缆额定电压需≥10kV×1.24（建改系数）=12.4kV，可选12/20kV电缆。
案例：某西藏光伏电站因未建改海拔，选用8.7/15kV电缆在3500m海拔运行，1年后产生绝缘击穿。

2. 温度建改

问题：高温环境会加快绝月废化，降低耐压能力。
建改步骤：

电缆持久工作温度每升高10℃，绝缘寿命缩短一半，需通过资料升级或提高电压等级赔偿。
示例：在120℃环境中运行的电缆，若原额定电压为0.6/1kV，需改用耐热XLPE（125℃）或提高至1.8/3kV等级。
案例：某炼钢厂电缆井温度达100℃，原0.6/1kV PVC电缆运行2年后击穿，改用1.8/3kV耐热XLPE电缆后不变运行5年。

三、凭据负载个性选择电压等级

1. 负载类型与电压降

长距离大电流负载（如电机、电焊机）：

负载功率100kW，功率因数0.8，距离500m。
选0.6/1kV电缆时：电流I=100kW/(√3×0.38kV×0.8)≈189A，电压降ΔU=189A×0.19Ω/km×0.5km≈18V（4.7%＞5%允许值）。
改用1.8/3kV电缆时：电流I=100kW/(√3×1.8kV×0.8)≈40A，电压降ΔU=40A×0.06Ω/km×0.5km≈1.2V（0.4%＜5%允许值）。
电压降可能导致设备启动难题或运行异常，需通过提高电缆额定电压削减电流（I=P/U），从而降低电压降（ΔU=IR）。
推算示例：
案例：某矿山输送带电机因电压降超标频仍�；�，改用1.8/3kV电缆后启动成功率提升至99%。

2. 谐波与过电压

非线性负载（如变频器、中频炉）会产生谐波，导致系统电压畸变率（THD）升高，需提高电缆额定电压以接受过电压。

尺度要求：IEC 61000-3-2划定，THD＞5%时电缆需按1.2U?选型。
案例：某汽车工厂焊接车间THD达8%，原0.6/1kV电缆频仍击穿，改用1.2/2.4kV电缆后故障率归零。

四、安全裕杜纂尺度规范

1. 安全系数选择

低压系统：安全系数≥1.5（即电缆额定电压≥1.5×系统标称电压）。

示例：220V系统选0.6/1kV电缆（1000V/220V≈4.5＞1.5）。

中压系统：安全系数≥1.7（思考操作过电压、雷击过电压）。

示例：10kV系统选12/20kV电缆（20kV/10kV=2＞1.7）。

2. 遵循国际/国内尺度

中国尺度（GB/T）：

GB/T 12706《额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件》。
GB/T 5023《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆》。

国际尺度（IEC）：

IEC 60502《Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1kV to 30kV》。
IEC 60227《Polyvinyl chloride insulated cables of rated voltages up to and including 450/750V》。

案例：某出口欧洲设备需满足IEC 60502尺度，原按GB/T 12706设计的8.7/15kV电缆需沉新验证部门放电（≤5pC/1.5U?）和冲击耐压（95kV/10次）机能。

五、行业案例与最佳实际

1. 新能源汽车充电桩电缆

需要：耐高压（750V/1000V）、抗电磁滋扰、柔韧性好。
规划：

选1.5/3kV XLPE绝缘（安全系数1.5×1000V=1500V，现实额定电压3000V）。
选取镀锡铜丝编织屏蔽（覆盖率≥85%）+TPU护套（耐油、耐弯曲）。

成效：通过GB/T 33594-2017认证，支持350kW超充，寿命达10年。

2. 海优势电变流器电缆

需要：耐高压（35kV）、耐盐雾、抗振动。
规划：

选26/35kV XLPE绝缘（安全系数1.7×35kV≈60kV，现实额定电压35kV）。
选取铅套+波纹铝护套（防水、防机械危险）+乙丙橡胶表护套（耐盐雾）。

成效：通过IEC 60840-2020测试，在海上运行5年无绝月废化。

3. 数据中心高快数据电缆

需要：低损耗（10GHz衰减≤0.2dB/m）、高柔韧性（弯曲半径≤3D）。
规划：

选发泡XLPE绝缘（介电常数降至1.8）+铝箔屏蔽（抑造电磁滋扰）。
额定电压按信号电压选型（如差分信号电压±1V→选300V等级）。

成效：支持40Gbps数据传输，误码率≤10???，满足ANSI/TIA-568-C.2尺度。

总结

选择平行电缆额定电压等级需遵循以下步骤：

确定系统电压：明确标称电压（如380V、10kV）及过电压水平。
评估环境成分：建改海拔、温度对绝缘强度的影响（如海拔3000m需提高24%额定电压）。
分析负载个性：凭据电流、电压降、谐波选择相宜电压等级（如长距离负载需提高电压削减电流）。
预留安全裕度：低压系统安全系数≥1.5，中压系统≥1.7。
切合尺度规范：优先选用通过GB/T、IEC认证的电缆型号。

示例：某工厂新建10kV配电系统，海拔2000m，负载为500kW电机（距离800m），谐波THD=6%。

步骤：

系统标称电压10kV → 基础额定电压选12/20kV（安全系数1.7）。
海拔2000m建改：20kV×1.08（建改系数）=21.6kV → 需选更高电压等级（如18/30kV）。
谐波建改：THD＞5% → 额定电压按1.2U?推算（1.2×18kV=21.6kV），与海拔建改一致。
最终选型：18/30kV XLPE绝缘平行电缆，通过IEC 60840冲击耐压（105kV/10次）测试。

通过科学选型，可降低电缆故障率（如从3%降至0.1%），耽搁使用寿命（如从15年耽搁至30年），同时满足国际认证要求，提升系统靠得住性。

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