廣泛應用于20kV 高壓配電網(wǎng)絡中的關鍵供電回路（如區(qū)域變電站出線、大型商業(yè)中心主干線路、重要公共設施供電系統(tǒng)）。其導體截面的選擇并非由電壓直接設定，而是通過電壓等級所決定的絕緣結構、電場分布特性及系統(tǒng)運行可靠性三大技術維度，間接構建截面選型的邊界條件與設計框架。具體可從 “電壓對截面的間接約束機制” 和 “截面確定的核心技術依據(jù)” 兩個層面進行系統(tǒng)闡述：
一、本質(zhì)邏輯：電壓不直接指定截面，但確立選型的 “技術基線”
20kV 電壓等級本身并不規(guī)定電纜必須采用某一特定截面（如 95mm² 或 120mm²），但會通過以下兩個關鍵路徑為截面選擇設定不可逾越的“技術前提”，確保電纜在高電壓環(huán)境下的長期安全穩(wěn)定運行：
1. 電壓等級決定絕緣結構，形成截面選擇的 “幾何邊界”
YJLHV-20kV 電纜采用交聯(lián)聚乙烯（XLPE）作為主絕緣材料，其絕緣厚度由系統(tǒng)電壓直接決定 —— 根據(jù)《GB/T 12706.2-2020》中壓擠包絕緣電纜標準，20kV 等級電纜的 XLPE 絕緣標稱厚度應不小于 5.5mm（實際設計中常取 5.8~6.0mm 以留有裕度）。這一厚度是保障電纜能承受 20kV 相電壓及瞬態(tài)過電壓的基本要求。
由于絕緣層厚度由電壓等級鎖定，電纜的整體外徑 = 導體直徑 + 絕緣層 + 護套層，因此導體截面的選擇實際上受到“空間包絡”的限制：
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在密集電纜橋架或預埋穿管敷設場景中，電纜外徑直接影響敷設可行性與散熱效率；
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若選用過大截面導體，在絕緣厚度固定的前提下，整體外徑顯著增加，可能導致無法穿管或橋架擁堵；
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反之，若空間受限，需優(yōu)先選擇較小外徑的電纜組合，進而反向約束導體截面的上限。
因此，20kV 電壓通過“強制設定絕緣厚度”，間接限定了導體截面的可選范圍，使截面選擇必須在“電氣安全”與“物理安裝”之間尋求最優(yōu)平衡。
2. 電壓等級制約電場分布，設定截面的 “最小安全閾值”
在20kV 中壓系統(tǒng)中，電纜內(nèi)部的電場分布極為關鍵，尤其在導體表面附近，電場強度集中程度與導體幾何形狀密切相關。根據(jù)電磁場理論，導體表面電場強度與曲率半徑成反比，即截面越小、導體越“細”，表面電場越強。
XLPE 絕緣材料允許的長期工頻電場強度一般不超過 7.5kV/mm。若導體截面過?。ㄈ绲陀?50mm²），其等效曲率半徑減小，導致局部電場強度超過材料耐受極限，可能引發(fā)：
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局部放電（Partial Discharge）：在電場集中區(qū)域產(chǎn)生微小放電，逐步侵蝕絕緣；
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水樹/電樹老化：加速絕緣材料劣化，縮短電纜壽命；
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最終擊穿風險上升：尤其在潮濕、污穢等惡劣環(huán)境下，隱患更為突出。
因此，20kV 系統(tǒng)對導體截面設定了隱性下限 —— 即便負載電流較小，也不宜選用過細導體。通常工程實踐中，20kV 電纜導體截面不應小于 50mm²（鋁芯），以確保電場強度處于安全區(qū)間，避免因“小截面+高電壓”組合帶來的絕緣失效風險。
二、核心依據(jù)：截面選擇的真正決定因素 —— 負載、溫升與經(jīng)濟性
在電壓設定的技術基線之上，導體截面的最終確定，需回歸到實際運行需求，綜合考慮以下三大核心因素：
1. 持續(xù)載流量要求（負載能力）
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截面大小直接影響電阻值，進而決定發(fā)熱程度；
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需根據(jù)線路最大持續(xù)工作電流，查表或計算其在不同環(huán)境溫度、敷設方式下的允許載流量；
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當前主流設計中，20kV YJLHV 電纜常用截面包括 50mm²、70mm²、95mm²、120mm²、150mm² 等，均需通過《GB/T 16895.15》載流量標準校核；
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若線路末端短路電流較大，還需進行熱穩(wěn)定校驗，防止故障電流導致導體過熱損壞。
2. 電壓降與線路損耗控制
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在長距離供電線路中（如超過 1km），導體電阻引起的電壓降不可忽視；
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電壓降應控制在系統(tǒng)額定電壓的 ±5% 以內(nèi)（即 20kV 系統(tǒng)壓降不超過 1kV）；
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小截面導體電阻大，壓降顯著，可能導致末端設備無法正常啟動；
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同時，電阻越大，線路功率損耗（I²R）越高，影響系統(tǒng)能效。
3. 經(jīng)濟電流密度與全生命周期成本
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從經(jīng)濟性角度出發(fā)，存在“經(jīng)濟截面”概念：即綜合考慮初始投資（電纜成本）與長期運行損耗成本后的最優(yōu)截面；
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根據(jù)《DL/T 5222-2021 導體和電器選擇設計技術規(guī)定》，20kV 系統(tǒng)推薦采用經(jīng)濟電流密度法進行截面優(yōu)選；
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雖然大截面電纜初期投資高，但運行中損耗低、溫升小、壽命長，長期更具性價比。
4. 機械強度與敷設條件
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鋁芯電纜雖輕便、成本低，但機械強度低于銅芯，尤其在架空敷設或易受外力區(qū)域，需適當增大截面以提升抗拉能力；
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對于直埋敷設，還需考慮土壤熱阻系數(shù)，必要時采用更大截面以改善散熱。
