上述列举的情况只是在空气中多根并联敷设条件下的计算方式,由于敷设条件不同,
修正系数亦不相同,所以在不同的敷设条件下计算截面积时,要选择不同条件下的修正系
数。
2.2 误区二:中性线选择时未考虑三相不平衡,特别是谐波的影响。
交流电源线通常是三相五线制,很多设计人员在选择三相五线制电缆时还是按照原
来的方法:中性线截面积是相线截面积的一半。这种做法可能会导致中性线发热、发烫,
造成安全隐患。
如果变压器三相负载平衡,那么中性线上是没有电流的。但是由于现实中各个通信局房
的变压器三相负载并不平衡,甚至相差很大,中性线上存在电流,加之近年来通信系统中
的非线性负载日渐增多,特别是一些大容量的高频开关电源和大功率
UPS 的大量应用,导
致电网中产生大量的高次谐波,高频开关电源主要产生的
3、5、7、9 次谐波,UPS 设备主要
产生的
5、7、11 次谐波,而这些谐波电流通过矢量叠加,反馈在中性线上,使得中性线上的
电流等于甚至大于相线上的电流。如果中性线截面积小于相线截面积,就会出现发热现象,
产生电能损耗,甚至发生短路着火等严重事故。
对于中性线截面积的选择,相关规范规定如下:
(
1) 《通信电源设备安装工程设计规范》中规定:
通信用交流中性线应采用与相线等截面的导线。
(
2)《中国移动通信局房电源系统谐波治理技术分析》中规定:
①对于含有 15%或以下 3*N 谐波的相电流,本指导意见建议可不增大中线截面,在这
种情况下,中性线电流最大可能会达到相线电流的
45%,与通常电缆的额定值相比,生成
的热量增加了
6%。这种额外热量通常是可以容忍的,除非电缆安装通在风很差的地方,或
者附近还有其它热源。例如,在电缆敷设空间有限时需要考虑一个额外安全余量。
②对于含有 15%至 33% 3*N 谐波分量的相电流,中性线电流可能会与相线电流接近,
电缆必须考虑
0.86 的降容系数。
③如果相线电流中的 3*N 次谐波分量超过 33%,应该基于中性线电流选择电缆。对于
含有
33%--45%谐波的相线电流,由中性线电流决定电缆截面,但需要乘以 0.86 的降容系
数。在
3*N 次谐波电流为 45%时,按照中性线电流,即相线电流的 135%选择电缆额定值,
并乘以
0.86 的降容系数。
从测试数据可以看出,变压器的三相总谐波电流畸变率都在
33%
―45%之间,根据《中
国移动通信局房电源系统谐波治理技术分析》规定,应该由中性线电流决定电缆截面,但需
要乘以
0.86 的降容系数。
正确选择中性线是决定一个供电系统可靠性的重要因数,在选择三相五线制的电力线
时要遵循中性线至少和相线截面积相等的原则。不少
UPS 厂家现在都要求 UPS 设备中性线
的截面积等于相线截面积的
1.5-2 倍。
2.3 误区三:直流电源线不区分情况,只按照远期容量设计。
在直流供电系统设计中,主要是直流屏至通信机房内配电柜的电源线经常出现一些问
题。一般情况下,电力室与用电设备不在同一楼层,这样导致供电回路变长,根据压降公式
计算出来的导线的截面积非常大,经常会出现供电端子和受电端子无法接上所有导线的情
况。
直流供电回路由多个电源设备及多段连接电源线组成(电池组、直流屏、
PDF 及连接导
线),因此全程线路压降也是由各部分压降组成,如下图所示:
式中
L
―配电设备到受电设备的距离;
I
―导线上所承载的电流;
―铜的电导率为 57;