电压降与线缆截面:如何选择,为什么重要

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学会计算线缆的电压降和对应的最小截面,了解为什么载流量是另一项标准,以及如何用当地标准核对。

电压降为什么重要

每根线缆都有一点电阻。电流流过时,一部分电压留在了半路:这就是电压降。它在线缆里变成热量,也意味着组件发出的电没有送到住宅。线缆越长、越细,电压降越大。

0.0175 × 60 m铜的电阻率 × 长度(往返)÷4 mm²线缆截面=0.26 Ω线缆电阻
10 A组串电流×0.26 Ω线缆电阻=2.6 V电压降,占400 V的0.66%

计算是怎么做的

计算用到铜的电阻率(20 °C时约0.0175 Ω·mm²/m)和回路的总长度:往返,也就是距离的两倍。线缆发热时电阻会升高:在很热的线缆里,实际值可能高出约20%。这里的例子假定为直流回路,或功率因数为1的单相交流回路,并忽略电抗。

10 A4 kW ÷ 400 V,组串电流
60 m30 m的往返
26 W线缆上损失的功率(10 A × 2.6 V)

按电压降算出截面

输入功率、电压、长度(单程)和可接受的电压降。计算器会显示按电压降算出的最小截面,以及再上一档的常见规格。如果表中(最大120 mm²)没有满足目标的截面,它会给出提示,而不是显示更小的截面。

交互演示

按电压降计算线缆截面

输入功率、电压、长度(单程)和可接受的电压降。计算器会给出电流、最小截面、常见规格和实际电压降。

10.0 A电流
2.6 mm²按电压降算出的最小截面
4 mm²常见规格截面
0.66%实际电压降,下方为线缆损耗26.3 W

铜线,往返,约20 °C。线缆发热时电阻更大。这里只校核电压降:线缆的最大电流(载流量)、敷设方式和保护,请按你所在国家的标准。 按直流或单相交流回路、功率因数为1、不计电抗。

三种情况

同样的步骤,电压和电流不同,结果差别很大。每种情况都把电压降选定为目标:

仅满足电压降的常见规格截面(mm²)

直流组串:4 kW、400 V、30 m,目标1%4 mm² · 0.66%
48 V电池组:3 kW、5 m,目标1%25 mm² · 0.91%
交流回路:5 kW、230 V、20 m,目标3%2.5 mm² · 2.65%

需要同时满足的标准

电压降

取决于长度

  • 衡量电压和能量的损失
  • 随电流和距离增大
  • 加大截面即可解决

载流量

取决于发热

  • 避免线缆过热
  • 随敷设方式和温度而变
  • 成束的线缆更热

保护

熔断器或断路器

  • 必须保护所选的线缆
  • 必须在线缆过热之前动作
  • 遵循该回路的标准
最终的截面要同时满足这三项。

关于数值和标准

建议做法

  • 用往返长度计算电压降
  • 载流量和保护要另行核对
  • 考虑屋顶上和外露线管里更热的线缆
  • 把最终设计交给具备资质的专业人员

应避免

  • 不经计算,所有线段都用同样的截面
  • 仅因为线缆“扛得住电流”就接受很大的电压降
  • 照搬其他国家或其他电压的表格
  • 不讲标准地把不同截面的线缆连在一起

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

组件与逆变器之间的直流线缆,标注了长度、截面和电压降。

动手试试: 把图中的线缆长度加倍到60 m,重新计算电压降。4 mm²还满足你能接受的电压降吗?

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