Will laying a large number of cables in groups reduce the carrying capacity of the cables?

Will laying a large number of cables in groups reduce the carrying capacity of the cables?

是的,当大量电缆成组敷设时,其承载能力会显着降低。这是电气设计和工程中的一个重要考虑因素,忽视它可能会导致电缆过热、绝缘加速老化,甚至引发火灾。
原因如下:
主要影响因素(按重要性排序)
1、热量积累和散热恶化(核心原因)
电缆通电运行时,由于导体电阻的作用而产生热量。当单根电缆单独敷设在空中时,热量可以自由地散发到周围空气中,散热条件最佳。
当成组、密集敷设时(如紧密排列在电缆桥架、导管或隧道中),电缆本身散发的热量会相互叠加,形成高温区。周围的电缆不仅自身发热,而且还不断被其他电缆加热。
这导致电缆周围的环境温度显着升高,严重恶化了散热条件。电缆的载流量是根据特定的环境温度(如空气中30℃、土壤中25℃)进行校准的。环境温度越高,电缆的允许载流量必须越低。
2、敷设方式的影响
无间距紧密并排敷设:散热条件最差,载流能力下降最大。电缆彼此紧密贴合,几乎不留任何间隙供空气流通。
间隔或分层:情况稍好一些,但热量仍会积聚在通道中。
穿管敷设:多根电缆穿过同一管道,热量在封闭的管道内积聚,散热极差。载流能力通常比并排放置在空中时下降更多。
3、电缆排列及层数
在桥梁中敷设多层电缆时,第一层电缆的散热路径被下层电缆阻挡,其工作温度会高于下层电缆。因此,上层电缆的承载能力更需要打折扣。
三角形排列和矩形排列也会影响热场的分布。
项目中该如何处理呢? ——“载流量修正系数”
为了解决这个问题,各国电气规范(如中国的GB标准、国际电工委员会的IEC标准、美国的NEC标准)都引入了“载流量修正系数”。
操作方法:
1、首先查表获得单根电缆在标准环境温度下的长期允许载流量(基值)。
2、然后根据实际的组敷数量、排列方式、层数和环境温度,查规范找出相应的倍数修正系数(一般为小于1的小数)。
3、最终允许载流量=参考载流量×修正系数1×修正系数2×……
例:
单芯电缆的基本载流能力在空气中30℃时为200A。
现在有6根相同的电缆并排敷设在同一层,没有任何间距。
查表发现,“分组铺设修正系数”为0.7。
那么这6根电缆每根的实际允许载流量仅为:200A×0.7=140A。
如果不进行校正,仍然在200A下使用,六根电缆会整体过热。

应对策略
1、设计阶段:必须进行严格的承载能力修正计算,并根据计算结果选择足够大截面的电缆。
2、安装阶段:
加大间距:电缆之间留规定间隙,以利于空气流通和散热。
减少层数:尽量避免多层层压。
采用强制通风:在重要电缆通道(如隧道)安装通风设施。
敷设在单独的桥上:将大电流电缆分开并敷设在不同的桥或路径中。
3、考虑使用特种电缆:对于需要密集敷设的场合,可采用高温电缆(如交联聚乙烯XLPE绝缘,允许工作温度高达90℃)或阻燃/耐火电缆,以提高热稳定性。

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