干货|如何选择中性导体(N)截面积

在低压配电系统设计中选择中性导体(N)截面积需要满足相关要求，同时还需要掌握中性导体(N)截面积选择方法，电力仪表在本文分享中性导体截面积选择的干货技术内容。

1、下列情况之一的线路，N导体截面积(S_N)应等于相导体截面积(S_ph):
①单相两线制线路；
②铜芯相导体截面积S_ph(铜)≤16mm²，铝芯相导体截面积S_ph(铝)≤25mm²的三相四线制线路；
③含有3次及3的奇数倍次谐波电流，其总谐波畸变率超过15%，但低于33%的三相四线制线路。

2、三相四线制线，S_ph(铜)＞16mm²或S_ph(铝)＞25mm²，且满足以下全部条件，N导体截面积S_N可小于S_ph，但不宜小于S_ph的50%，且不得小于16mm²(铜)或25mm²(铝)：
①正常工作时，负荷分配较均衡且谐波电流(包括3次及3的奇数倍次谐波)不超过相电流的15%；
②正常工作时，N导体的预期最大电流(含谐波电流)不大于其载流量；
③N导体已有按规定的过电流保护。

3、相电流中的总谐波畸变率(包括3次及3的奇数倍次谐波)大于33%时，N导体截面积(SN)的选择。
①总谐波畸变率大于33%，如最常见的荧光灯、LED灯、计算机、显示器等，主要是3次谐波大，而3次谐波在三相平衡系统中，在N导体中的电流呈3倍叠加，而导致N导体电流大于相电流，这样就需要加大N导体的截面积。在下列条件下，应按N导体电流选择截面积：
a、N导体和相导体在同一电缆中，或同敷设在共同的外护物内；
b、N导体截面积(S_N)和相导体截面积(S_ph)相等。
②在三相平衡系统中，3次谐波对N导体和相导体电流的影响和计算。
a、3次谐波在N导体中的电流呈3倍叠加，可按下式计算
I_N'=3I_cHRI₃
公式中：1_N'为3次谐波在N导体中产生的电流，A；I_c为三相平衡系统未计入谐波的计算电流，A；HRI₃为3次谐波电流含有率，为3次谐波电流与基波电流的比值。
b、计入3次谐波后的相电流I_c'按下式计算

公式中：I_c'为计入3次谐波后的相电流，A。
c、I_N'和I_c'随3次谐波含有率的变化规律描述在图2的曲线中。

图2 I_N'和I_c'随3次谐波含有率(HRI₃)变化
从图2可以看出，随着3次谐波加大，IN'急剧上升，对N导体威胁极大；相导体电流也将增大，但增值较小。
③3次谐波电流使N导体电流加大，电缆载流量的降低系数：三相平衡系统之N导体电流是由于3次谐波引起的，同时相导体电流也有增加，此时四芯和五芯电缆中的四芯(三相和N)都有相当大的电流，应引入必要的载流量降低系数，其值列于表1。该降低系数可用于绝缘线穿管或在共同外护物内敷设的条件。
表1 存在3次谐波电流时四芯或五芯电缆载流量降低系数：


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