在电力系统的设计与运行中,低压电缆的合理选择至关重要,它关系到电力传输的安全、稳定与高效。低压电缆计算书作为指导低压电缆选型的重要技术文件,其编制过程涉及多方面的专业知识和精确计算。
要确定低压电缆计算所需的基础数据。这包括负荷计算,需明确各个用电设备的功率、运行特性以及同时系数等。不同类型的用电设备,其功率因数差异较大,例如电动机类设备功率因数通常较低,而照明设备功率因数相对较高。准确统计各类设备的功率,并结合同时系数计算出总计算负荷,是后续计算的基础。还需了解电源的情况,如电源电压、供电方式等。对于三相四线制供电系统和三相三线制供电系统,电缆的选型和计算会有所不同。环境条件也是重要的基础数据,环境温度、土壤热阻系数等都会影响电缆的载流量。在高温环境下,电缆的散热条件变差,载流量会相应降低;而土壤热阻系数不同,电缆的散热效果也不同,进而影响其载流量。

接下来是电缆截面的选择计算。电缆截面的选择主要依据两个原则,一是满足载流量要求,二是满足电压损失要求。对于载流量的计算,需要根据前面确定的计算负荷,结合电缆的敷设方式、环境温度等因素,查阅相关的电缆载流量表。例如,直埋敷设和电缆沟敷设的电缆,其载流量是不同的。在计算时,还需考虑电缆的材质,铜芯电缆和铝芯电缆的载流量也存在差异。要对计算结果进行修正,如环境温度与标准温度不需根据修正系数对载流量进行调整。而对于电压损失的计算,要根据电缆的长度、负载电流以及电缆的电阻和电抗等参数进行。电压损失过大,会导致用电设备端电压过低,影响设备的正常运行。因此,在选择电缆截面时,要确保电压损失在允许范围内。一般来说,对于动力线路,电压损失不宜超过5%;对于照明线路,电压损失不宜超过3%。
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然后是电缆热稳定校验。在短路故障发生时,电缆会承受短路电流的热效应。如果电缆的热稳定性能不足,可能会导致电缆绝缘损坏,甚至引发火灾等安全事故。热稳定校验主要是计算电缆在短路时的热效应,根据短路电流的大小、短路持续时间等参数,判断电缆的最小截面是否满足热稳定要求。计算公式涉及到电缆的热时间常数、短路电流的热效应系数等。在实际计算中,要准确获取短路电流的数据,这通常需要进行短路电流计算,考虑系统的运行方式、电源容量等因素。
再者是电缆的经济电流密度选择。从长期运行的角度考虑,选择合适的电缆截面还需考虑经济电流密度。经济电流密度是指在综合考虑电缆的投资成本和运行损耗成本后,使总成本最低的电流密度。根据不同的电缆材质、年最大负荷利用小时数等因素,查阅经济电流密度表,选择合适的电缆截面。这样可以在保证电缆安全运行的前提下,降低电力系统的运行成本。
将上述计算过程和结果整理成完整的低压电缆计算书。计算书应包括详细的计算依据、计算过程和计算结果,同时要对计算结果进行分析和说明。例如,对于电缆截面的选择,要说明选择该截面的原因,是否满足各项要求等。计算书还应附上相关的图表,如电缆载流量表、经济电流密度表等,以便查阅和审核。
低压电缆计算书的编制是一个严谨且复杂的过程,它需要设计人员具备扎实的专业知识和丰富的实践经验。只有通过精确的计算和合理的选型,才能确保低压电缆在电力系统中安全、稳定、经济地运行。

