FixMeasure

基础知识

电压降:为什么长电缆要用更粗的线

长电缆末端的电机一启动灯就变暗,或者花园工作间里的工具使不上劲,原因往往是电压降。本指南解释它是什么以及如何加以限制。

用时: 阅读约 6 分钟难度: 中级更新:

电压降:为什么长电缆要用更粗的线
图片: Retired electrician · CC0 · Wikimedia Commons

1. 安全第一

本指南用于理解原理,而不是指导你动手做电气工程。新增回路以及户外或埋地电缆通常只能由持证电工施工,各国规定也不相同。线径和电线类型请参阅 电线规格与类型详解:截面积、断路器与颜色。

2. 什么是电压降

任何导体都有电阻。电流流过时,一部分电压沿电缆以热的形式损失掉,因此末端的设备得到的电压低于电源电压。电缆越长越细、电流越大,电压降就越大。

3. 如何计算

单相回路:

电压降 ≈ 2 × 长度 × 电流 × 每米电阻

系数 2 计入了去线和回线两根导体。铜的电阻率约为 0.0175 Ω·mm²/m,因此 2.5 mm² 铜导体每米电阻约 0.007 Ω。一条 30 m、通过 16 A 电流的线路,损失约 2 × 30 × 16 × 0.007 ≈ 6.7 V,约为 230 V 的 2.9%。电压降计算器 可以对任意线径进行计算。

4. 常见限值

常见的设计目标是末端回路电压降不超过约 3%,从电源起总计不超过约 5%。具体数值由各国规范规定,有些对照明回路要求更严。在 120 V 系统中,同样功率需要两倍的电流,因此电压降的影响更大。

5. 如何减小电压降

选用大一级的线径、缩短线路或减小负载。给附属建筑拉长线路时,常见做法是用较粗的馈线,在末端装一个小配电箱。记住,电缆还必须由额定值正确的断路器保护。

常见错误

  • 只按电流选线径而忽略长度。
  • 忘记回线导体的系数 2。
  • 用拖线板长期给附属建筑供电。
  • 忽视电机启动时电流更大。
  • 没有相应资质就做固定布线。

常见问题

多大的电压降可以接受?

一般末端回路不超过约 3%,总计不超过 5%,以各国规定为准。

电压降会浪费电能吗?

会。损失的电压在电缆中变成了热。

为什么长拖线板会发热?

它的电阻把一部分电能变成热,这和造成电压降的是同一个效应。

120 V 系统的电压降更严重吗?

同样功率下是的,因为电流更大。

电压降过大怎么办?

换用更粗的电缆、缩短线路或减小负载;请咨询电工。

参考资料