如何確定電纜用3芯、4芯還是5芯
配電線路電纜選擇,要綜合考慮成本和安全要求。首先要考慮負載需求,對于需中性線(如帶220V控制的設備、單相照明),可選擇4芯或5芯電纜;三相平衡負載(如電動機),可選用3芯電纜;諧波影響(如商業(yè)建筑單相負載多產(chǎn)生三次諧波),中性線電流可能增大,需選用4+1芯電纜(加大中性線截面)。TN-S系統(tǒng)中,必須采用5芯電纜以確保N與PE獨立,避免保護失效;IT系統(tǒng)中,禁止引出中性線,以保證故障時可帶故障運行,因此選用3芯或4芯電纜。在成本上,同規(guī)格情況下芯數(shù)越多,電纜成本越高,安裝越復雜;所以要在滿足安全規(guī)范的前提下選擇最經(jīng)濟的方案。
一、選擇步驟
1.確定接地系統(tǒng)類型(TN-C、TN-S、TT、IT等)。

接地系統(tǒng)不同,對應采用不同的電纜。設計三芯四芯五芯電纜,就是是為了適應不同的用電需求,因配電系統(tǒng)的不同,而相應采用不同的電纜,可以適用不同的用電需求。比如:TN-C-S系統(tǒng)特點是前端為TN-C(PEN)、后端為TN-S(N+PE),電纜選擇前端用4芯(3L+PEN),后端用5芯(3L+N+PE)。
2.分析負載需求:是否需要中性線、是否存在諧波問題。
三相平衡負載如電動機可能不需要中性線,可以用3芯電纜,但這時候如果需要單獨的PE線呢,可能用3芯加單獨的地線;要看具體情況,如果是就地保護就不需要。
另外,還要考慮是否有諧波問題,如果中性線電流較大,可能需要更大的中性線截面,或者采用4+1芯電纜。比如在商業(yè)建筑中,有很多單相負載可能導致三次諧波,這時候中性線電流可能很大,需要特別注意。
還有IT系統(tǒng),比如醫(yī)院或礦井,可能采用3芯電纜,因為不引出中性線,但需要絕緣監(jiān)測。
3.結(jié)合安全規(guī)范選擇芯數(shù),優(yōu)先滿足保護接地要求。
如果采用單獨的接地極,可能不需要在電纜中包含PE線,而是現(xiàn)場接地,這時候可能用4芯(三相+N)即可,PE線另外處理。
比如,如果是三相四線制的負載,如帶220V控制的設備,就需要中性線,所以用5芯;因為單相的照明或插座,一般都需要有中性線的。
比如在TT系統(tǒng)中,用戶端自己接地,所以電纜可能只需要4芯(3相+N),而PE線在設備處單獨接地,不需要從電源拉過來。不過,這可能因規(guī)范而異,有些地方可能要求PE線仍然從電源引出,所以需要具體情況具體分析。
4.平衡成本與安全性,優(yōu)化選型。
在滿足安全規(guī)范的前提下選擇最經(jīng)濟的方案,比如:盡量選擇少的芯數(shù)或規(guī)格。
二、接地系統(tǒng)密切相關
配電系統(tǒng)中3芯、4芯、5芯電纜的選擇展開,核心是與接地系統(tǒng)密切相關,同時需考慮負載需求、諧波影響等因素。3芯電纜適用于無需中性線(N)和保護線(PE)的三相平衡負載(如IT系統(tǒng));4芯電纜對應TN-C系統(tǒng)(3L+PEN)或TT系統(tǒng)(3L+N);5芯電纜用于TN-S系統(tǒng)(3L+N+PE),需獨立N和PE線。選擇時需先確定接地系統(tǒng)類型,分析負載是否需要中性線及諧波影響,最后平衡安全與成本。
接地是指將電氣裝置某部位經(jīng)接地線和接地體與大地良好連接,主要分為工作接地和保護接地。工作接地是,為運行需要將電力系統(tǒng)或設備某點接地(如變壓器中性點接地),即本文討論密切相關的中性線N芯數(shù)。保護接地是,為防人身觸電將電氣設備某點接地(如金屬外殼接地),即本文討論密切相關的接地線PE芯數(shù);它的保護形式有接地保護和接零保護兩種方式,核心是減小觸電接觸電壓和故障持續(xù)時間。