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分支电缆的整体性能和在高层建筑配电中的应用,http://www.5idzw.com
由上可知
，单芯分支电缆在感抗上与多芯电缆和密集母线的差异，对供电系统不会有大的影响，同时由于其具有的诸多优点，将会使供电系统在运行可靠性和经济性等方面的指标大幅提高。
2.电压降计算
负载电流流过线路，就会产生电压降落。因负载具有电抗和电阻性质，电流与电压存在相位差，其相位角Φ=cos－1X，即会产生有功和无功分量。线路阻抗也由电阻和电抗组成，阻抗角Φ=tg－1R/X。负载有功电流流过线路电阻产生横向电压降落，流过线路感抗产生纵向电压降落；负载无功电流流过线路电阻产生纵向电压降落，流过线路感抗产生横向电压降落。横向和纵向电压降落的矢量和构成总的电压降落。配电干线电压降和电压损失在数量和物理意义上是相同的，仅是在工程计算中为了简便，又不会引起工程上不允许的误差，常将数值较小的电压降落纵分量省略，仅取横向分量，下面计算也同。
通常一些电工手册上提供了以单位负荷矩百分数和单位电流矩百分数表示的电缆线路电压损失百分值数据，以计算线路电压损失。为了方便确定电缆线路的长度，分支电缆样本多数提供了单位电压降的参数，单位是V/A·m，该数据不同生产厂家略有出入。
前面说分支电缆即是将普通电缆现场制作接头的工作转移到工厂预制，其相关线路参数的计算与普通电缆是相同的，下面仍以185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆三相线路为例，通过计算说明负荷矩、电流矩、单位电压降以及线路允许长度等参数。因电缆的容抗很小，计算中忽略不计。
①计算条件及公式中的物理量：
a.导体工作温度60℃；
b.负载功率因数：cosΦ=0.8；
c.功率因数角正弦：sinΦ=sinAcos0.8 =0.6
d.功率因数角正切：tgΦ=tgAcos0.8 =0.75
e.导体温度20℃时的直流电阻：R20=0.0991Ω/km
f.电阻的温度系数：a20=0.004
g.导体温度60℃时的直流电阻：R60=R201＋α2060－20 =0.1150Ω/km，因50 Hz240mm2电缆导体集肤效应系数为1，此时导体交流电阻R0≈R20；
h.感抗：X0=0.1411Ω/km；
i.线电压：UL=0.38KV=380V
j.额定（满负荷）电流：I=530A
k.满负荷有功功率：P=1.732ULIcosφ=1.732×0.38×530×0.8=279.06KW
l.计算电流（按额定电流80％计）：Ij=530×80％=424A
m.计算有功功率：Pj=1.732ULIjcosφ=1.732×0.38×424×0.8=223.25KW
n.电压称ΔU，单位KV或V；
o.线路电压损失百分数ΔU％，单位％；
p.三相线路每1千瓦·公里的电压损失百分数ΔUp％，单位％/KW·km
q.三相线路每1安培·公里的电压损失百分数ΔUa％，单位％/A·km
r.负荷矩M=PL单位KW·km
s.电流矩Me=IL单位A·km
②按三相线路终端负荷矩计算。
ΔUP％=（R0＋X0tgφ）/（10UL2）
=（0.1150＋0.1411×0.75）/（10×0.38×0.38）=0.1529％/KW·km
由ΔU％=ΔUP％M=ΔUP％PL
得出L=ΔU％/ΔUP％/P
因三相线路允许电压称百分数ΔU％为5％
故三相线路允许长度L=ΔU％/ΔUP％/P=5％/0.1529％/279.06=0.117km=117m
也就是说185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆并行排列敷设三相线路（满负荷运行时）长度小于117米时可以满足允许电压降的要求。
如果按计算负荷Pj计，将得出三相线路允许长度L=5％/0.1529％/223.25=146m
若分段计算，10个相同负荷时允许长度为146×1.82=266m（系数1.82见表3）
③按三相线路终端电流矩计算。
ΔUa％=1.732（R0cosφ＋X0sinφ）/（10UL）
=1.732×（0.1150×0.8＋0.1411×0.6）/（10×0.38（=0.0805％/A·km
由ΔU％=ΔUa％eMe=ΔUa％IL
得出L=ΔU％/ΔUa％/I 式6－1
因三相线路允许电压降百分数ΔU％为5％
故满负荷电流时三相线路允许长度
L=ΔU％/ΔUa％/I=5％/0.0805％/530=0.117km=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出三相线路允许长度L=5％/0.0805％/424=146m
④按三相线路单位电压降计算。
分支电缆样本中多提供单位电压降参数作为计算线路允许长度的依据。所谓单位电压降（有的厂商称表内电压降），工具书中未见。经分析和推导，实际意义即为三相线路的相阻抗，只不过样本中提供的单位电压降是在未考虑纵向电压降落时计算的，比实际阻抗要小。如果按全电压降计算，单位电压降与三相线路相阻抗相同。
ΔU=1.732I（R0cosφ＋X0sinφ）=1.732×530×（0.1150×0.8＋0.1411×0.6）=162.1V/km
V0=ΔU/1.732/I=162.1/1.732/530=0.177V/A·km=0.177×103V/A·m
取三相线路允许电压降ΔUy=380×5％=19V
故三相线路允许长度L=19/1.732/0.177×103/530=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出L=19/1.732/0.177×103/424=146m
⑤结论。
由上可见，三种计算方法的结果是相同的，但使用式6－1最方便。表2为分支电缆配电干线部分设计参数，供参考。另外，上述计算三相线路允许长度是按终端负荷考虑的，如果分段计算，允许长度还要大的多，表3列出了2－25个（全线路2－25组分支）相同负荷时的分段系数，只要将该系数乘以按终端负荷得出的允许长度，即为分段时的允许长度。
七、分支电缆在高层建筑中的应用原则
1.单芯和多芯分支电缆的选用
日本电线工业会分支电缆标准（JCS第376号－1980）规定，分支电缆采用拧绞形多芯结构（由单芯分支电缆以S绞合成缆，节距为电缆干线直径的100倍）。但实际上日本国内分支电缆多数还是采用单芯分支电缆并行间距排列敷设，拧绞形多芯仅限于小截面干线的分支电缆。据悉，目前上海中日合资南洋藤仓、河北新华、青岛汉河均生产此两种结构的分支电缆。笔者认为，一般情况下分支电缆干线长度较短、采用单芯分支电缆，并列平行敷设（必要时循环换位）的形式是可行的，只有在干线长度大（大于200m）时，采用多芯拧绞形分支电缆。
2.分支电缆的型号和规格
在目前国家分支电缆标准尚未颁布，不同生产厂的型号及规格编制较乱，一般形式为：
厂家代号－干线和分支线型号
－干线规格/分支线规格
单芯分支电缆宜采用如下表示方法：
XTF － ZR － YJV － 41×240 / 41×35
TN－C系统
XTF － ZR － YJV － 41×240＋PE1×120 /41×50＋PE1×25 TN－S系统
单芯分支电缆宜采用如下表示方法：
XTF －YJV －5×35 / 5×10
分支电缆的规格较多，从制造角度任意规格的电缆构成的干线和分支线组合即构成一个规格，但实际应用中一般为干线25－1000mm2，分支线为10－70mm2（一般情况下，分支线规格大于70mm2已无使用意义），在此范围可以任意组合。
设计部门根据总用电负荷和每个楼层的计算负荷（一般留有30％裕量）分别选择干线和分支线，原则与普通电缆的选用相同。
3.电气竖井楼板预留开口尺寸
单芯分支电缆用于电气竖井配电，有单回路并行敷设、纵列或横列双回路敷设等形式，设计部门将根据敷设形式选择预留楼板开口尺寸。图4为敷设形式和楼板开口尺寸示意图。
4.其它要点
①干线电缆阻抗及电压降计算同普通电缆。
②分支电缆在电气竖井中敷设可以使用生产厂配套提供的电缆支架安装，也可以安装在电缆梯形托架上。在其它应用场合，可以使用电缆托架（桥架）或托盘水平敷设，其安装方法与普通电缆相同。
③因分支电缆是根据配电要求定制的，配电设计需提供分支电缆使用的干线和分支线品种、规格、第一分支接头前电缆长度、分支线长度、敷设方式、配电系统图和楼层标高图等资料，表示方法宜参考图5所示分支电缆配电干线系统图。
④生产厂按照图纸要求，在工厂内完成绝缘分支接头和绝缘吊头，并且配套提供安装附件，一般不需要设计部门作具体要求。
5.配电干线系统图表示
从图5中可见，照明采用双干线形式，1、2号电缆均为XTF－YJV－4（1×120）＋PE（1×70）/4（1×25）＋PE（1×16）单芯分支电缆；动力采用XTF－YJV－4（1×150）＋PE（1×70）/4（1×25）＋PE（1×16）单芯分支电缆；弱电采用XTF－ZR－YJV－5×35/5×10拧绞形多芯分支电缆。
八、结束语
日本应用分支电缆20多年，生存着的就有其存在的道理，分支电缆以其良好的应用效果，肯定了其在高层建筑配电干线方面的地位。虽然分支电缆在我国刚刚开始应用，但鉴于发达国家对于分支电缆产品的使用效果和应用经验，其一定会在短时期后大行其势。，分支电缆的整体性能和在高层建筑配电中的应用
由上可知
，单芯分支电缆在感抗上与多芯电缆和密集母线的差异，对供电系统不会有大的影响，同时由于其具有的诸多优点，将会使供电系统在运行可靠性和经济性等方面的指标大幅提高。
2.电压降计算
负载电流流过线路，就会产生电压降落。因负载具有电抗和电阻性质，电流与电压存在相位差，其相位角Φ=cos－1X，即会产生有功和无功分量。线路阻抗也由电阻和电抗组成，阻抗角Φ=tg－1R/X。负载有功电流流过线路电阻产生横向电压降落，流过线路感抗产生纵向电压降落；负载无功电流流过线路电阻产生纵向电压降落，流过线路感抗产生横向电压降落。横向和纵向电压降落的矢量和构成总的电压降落。配电干线电压降和电压损失在数量和物理意义上是相同的，仅是在工程计算中为了简便，又不会引起工程上不允许的误差，常将数值较小的电压降落纵分量省略，仅取横向分量，下面计算也同。
通常一些电工手册上提供了以单位负荷矩百分数和单位电流矩百分数表示的电缆线路电压损失百分值数据，以计算线路电压损失。为了方便确定电缆线路的长度，分支电缆样本多数提供了单位电压降的参数，单位是V/A·m，该数据不同生产厂家略有出入。
前面说分支电缆即是将普通电缆现场制作接头的工作转移到工厂预制，其相关线路参数的计算与普通电缆是相同的，下面仍以185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆三相线路为例，通过计算说明负荷矩、电流矩、单位电压降以及线路允许长度等参数。因电缆的容抗很小，计算中忽略不计。
①计算条件及公式中的物理量：
a.导体工作温度60℃；
b.负载功率因数：cosΦ=0.8；
c.功率因数角正弦：sinΦ=sinAcos0.8 =0.6
d.功率因数角正切：tgΦ=tgAcos0.8 =0.75
e.导体温度20℃时的直流电阻：R20=0.0991Ω/km
f.电阻的温度系数：a20=0.004
g.导体温度60℃时的直流电阻：R60=R201＋α2060－20 =0.1150Ω/km，因50 Hz240mm2电缆导体集肤效应系数为1，此时导体交流电阻R0≈R20；
h.感抗：X0=0.1411Ω/km；
i.线电压：UL=0.38KV=380V
j.额定（满负荷）电流：I=530A
k.满负荷有功功率：P=1.732ULIcosφ=1.732×0.38×530×0.8=279.06KW
l.计算电流（按额定电流80％计）：Ij=530×80％=424A
m.计算有功功率：Pj=1.732ULIjcosφ=1.732×0.38×424×0.8=223.25KW
n.电压称ΔU，单位KV或V；
o.线路电压损失百分数ΔU％，单位％；
p.三相线路每1千瓦·公里的电压损失百分数ΔUp％，单位％/KW·km
q.三相线路每1安培·公里的电压损失百分数ΔUa％，单位％/A·km
r.负荷矩M=PL单位KW·km
s.电流矩Me=IL单位A·km
②按三相线路终端负荷矩计算。
ΔUP％=（R0＋X0tgφ）/（10UL2）
=（0.1150＋0.1411×0.75）/（10×0.38×0.38）=0.1529％/KW·km
由ΔU％=ΔUP％M=ΔUP％PL
得出L=ΔU％/ΔUP％/P
因三相线路允许电压称百分数ΔU％为5％
故三相线路允许长度L=ΔU％/ΔUP％/P=5％/0.1529％/279.06=0.117km=117m
也就是说185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆并行排列敷设三相线路（满负荷运行时）长度小于117米时可以满足允许电压降的要求。
如果按计算负荷Pj计，将得出三相线路允许长度L=5％/0.1529％/223.25=146m
若分段计算，10个相同负荷时允许长度为146×1.82=266m（系数1.82见表3）
③按三相线路终端电流矩计算。
ΔUa％=1.732（R0cosφ＋X0sinφ）/（10UL）
=1.732×（0.1150×0.8＋0.1411×0.6）/（10×0.38（=0.0805％/A·km
由ΔU％=ΔUa％eMe=ΔUa％IL
得出L=ΔU％/ΔUa％/I 式6－1
因三相线路允许电压降百分数ΔU％为5％
故满负荷电流时三相线路允许长度
L=ΔU％/ΔUa％/I=5％/0.0805％/530=0.117km=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出三相线路允许长度L=5％/0.0805％/424=146m
④按三相线路单位电压降计算。
分支电缆样本中多提供单位电压降参数作为计算线路允许长度的依据。所谓单位电压降（有的厂商称表内电压降），工具书中未见。经分析和推导，实际意义即为三相线路的相阻抗，只不过样本中提供的单位电压降是在未考虑纵向电压降落时计算的，比实际阻抗要小。如果按全电压降计算，单位电压降与三相线路相阻抗相同。
ΔU=1.732I（R0cosφ＋X0sinφ）=1.732×530×（0.1150×0.8＋0.1411×0.6）=162.1V/km
V0=ΔU/1.732/I=162.1/1.732/530=0.177V/A·km=0.177×103V/A·m
取三相线路允许电压降ΔUy=380×5％=19V
故三相线路允许长度L=19/1.732/0.177×103/530=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出L=19/1.732/0.177×103/424=146m
⑤结论。
由上可见，三种计算方法的结果是相同的，但使用式6－1最方便。表2为分支电缆配电干线部分设计参数，供参考。另外，上述计算三相线路允许长度是按终端负荷考虑的，如果分段计算，允许长度还要大的多，表3列出了2－25个（全线路2－25组分支）相同负荷时的分段系数，只要将该系数乘以按终端负荷得出的允许长度，即为分段时的允许长度。
七、分支电缆在高层建筑中的应用原则
1.单芯和多芯分支电缆的选用
日本电线工业会分支电缆标准（JCS第376号－1980）规定，分支电缆采用拧绞形多芯结构（由单芯分支电缆以S绞合成缆，节距为电缆干线直径的100倍）。但实际上日本国内分支电缆多数还是采用单芯分支电缆并行间距排列敷设，拧绞形多芯仅限于小截面干线的分支电缆。据悉，目前上海中日合资南洋藤仓、河北新华、青岛汉河均生产此两种结构的分支电缆。笔者认为，一般情况下分支电缆干线长度较短、采用单芯分支电缆，并列平行敷设（必要时循环换位）的形式是可行的，只有在干线长度大（大于200m）时，采用多芯拧绞形分支电缆。
2.分支电缆的型号和规格
在目前国家分支电缆标准尚未颁布，不同生产厂的型号及规格编制较乱，一般形式为：
厂家代号－干线和分支线型号
－干线规格/分支线规格
单芯分支电缆宜采用如下表示方法：
XTF － ZR － YJV － 41×240 / 41×35
TN－C系统
XTF － ZR － YJV － 41×240＋PE1×120 /41×50＋PE1×25 TN－S系统
单芯分支电缆宜采用如下表示方法：
XTF －YJV －5×35 / 5×10
分支电缆的规格较多，从制造角度任意规格的电缆构成的干线和分支线组合即构成一个规格，但实际应用中一般为干线25－1000mm2，分支线为10－70mm2（一般情况下，分支线规格大于70mm2已无使用意义），在此范围可以任意组合。
设计部门根据总用电负荷和每个楼层的计算负荷（一般留有30％裕量）分别选择干线和分支线，原则与普通电缆的选用相同。
3.电气竖井楼板预留开口尺寸
单芯分支电缆用于电气竖井配电，有单回路并行敷设、纵列或横列双回路敷设等形式，设计部门将根据敷设形式选择预留楼板开口尺寸。图4为敷设形式和楼板开口尺寸示意图。
4.其它要点
①干线电缆阻抗及电压降计算同普通电缆。
②分支电缆在电气竖井中敷设可以使用生产厂配套提供的电缆支架安装，也可以安装在电缆梯形托架上。在其它应用场合，可以使用电缆托架（桥架）或托盘水平敷设，其安装方法与普通电缆相同。
③因分支电缆是根据配电要求定制的，配电设计需提供分支电缆使用的干线和分支线品种、规格、第一分支接头前电缆长度、分支线长度、敷设方式、配电系统图和楼层标高图等资料，表示方法宜参考图5所示分支电缆配电干线系统图。
④生产厂按照图纸要求，在工厂内完成绝缘分支接头和绝缘吊头，并且配套提供安装附件，一般不需要设计部门作具体要求。
5.配电干线系统图表示
从图5中可见，照明采用双干线形式，1、2号电缆均为XTF－YJV－4（1×120）＋PE（1×70）/4（1×25）＋PE（1×16）单芯分支电缆；动力采用XTF－YJV－4（1×150）＋PE（1×70）/4（1×25）＋PE（1×16）单芯分支电缆；弱电采用XTF－ZR－YJV－5×35/5×10拧绞形多芯分支电缆。
八、结束语
日本应用分支电缆20多年，生存着的就有其存在的道理，分支电缆以其良好的应用效果，肯定了其在高层建筑配电干线方面的地位。虽然分支电缆在我国刚刚开始应用，但鉴于发达国家对于分支电缆产品的使用效果和应用经验，其一定会在短时期后大行其势。，分支电缆的整体性能和在高层建筑配电中的应用
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