使用方法
- 先选「回路类型」:单相按 2 根载流导体算,三相按 3 根、系数取 √3≈1.732。默认是单相。
- 选「导体材质」:铜的 ρ₂₀ 取 0.0172 Ω·mm²/m,铝取 0.0282,再按导体温度做线性修正。
- 填「负载电流」15、「单程长度」25、「导体截面积」4、「系统电压」220、「导体温度」30,这五个数就是示例的工况。
- 点「计算」或按 Enter,结果区给出压降伏数、压降百分比、3% 与 5% 上限以及是否合格,并反解满足 3% 的最小截面积。
- 下方对照表按 18 个标准截面逐个列出压降,点「加载更多」补全其余 6 行,「导出 CSV」带 BOM 不乱码。
这个电压下降计算器能解决什么
布线前估算末端电压:15A、25m、4mm² 铜线、单相 220V 时,电压下降计算器算出压降 3.352V,只占 1.524%,合格且留有余量。
判断线径够不够:把同工况下 1.5mm² 代进去,压降 8.938V(4.063%)超过 3% 分支限;2.5mm² 降到 5.363V(2.438%)就合格。对照表把这条分界列得很清楚。
反推最小截面:本页按 3% 上限反解出所需截面积 2.031 mm²,再对照标准截面取 2.5 mm²。加粗线径能降阻,但成本与重量都会上升,用反解结果去选最省的一档更合理。
区分铜铝:同样工况改铝导体,ρ 从 0.0172 涨到 0.0282(1.640 倍),压降升到 5.495V(2.498%)。铝便宜但压降大,长距离时往往要用更粗的铝线才能追平铜线。
本页只算稳态电阻压降,不含感性负载的功率因数修正、谐波压降、三相不平衡与启动瞬时压降。大功率电机启动、长电缆的感抗压降需要按功率因数和阻抗角计算,属于电气设计范围;单相三线制的中性线压降本页也不单独列。
原理与规则说明
电压下降计算器用欧姆定律的线路展开式:单相 Vd = 2 × L × I × ρ ÷ A,三相 Vd = √3 × L × I × ρ ÷ A。系数 2 来自单相回路电流一去一回走了两倍线长;三相回路三根载流导体,代数和折合为 √3≈1.732 倍,比单相的 2 小,所以同样线径下三相压降更低。
电阻率取 20℃ 标称值再按温度修正:ρT = ρ₂₀ × (1 + 0.00393 × (T − 20)),其中 0.00393 是铜的电阻温度系数(铝近似同值)。示例 30℃ 时 ρ = 0.0172 × 1.0393 = 0.017876 Ω·mm²/m。导体越热电阻越大,夏天满负荷的压降会比 20℃ 标称值高约 3.9%/10℃。
为什么单相系数是 2:电流从电源出发经一根导线到负载,再从另一根导线返回,两根导线都有电阻,压降要按双程计。若误按单程算,结果会正好偏小一半。三相三线制在理想平衡时中性点电位为零,载流路径系数为 √3,不是 3。
允许压降取 3%(分支回路)与 5%(从电源到最远端的总压降),来源是 NEC 210.19(A) 与 215.2(A) 的 Informational Note 建议值。这两个数是工程惯例而不是强制标准,不同行业规范可能取 2.5% 或 4%,本页把两条线都列出来,判定以 3% 为主、5% 作为总限参考。
反解最小截面积把公式移项:A_min = k × L × I × ρT ÷ (V × 3%)。示例 = 2 × 25 × 15 × 0.017876 ÷ (220 × 0.03) = 13.407 ÷ 6.6 = 2.031 mm²。得到的是连续值,工程上要在 GB/T 3956 的标准截面里向上取一档,即 2.5 mm²。
完整示例(数值仅作演示)
默认工况:单相、铜、I=15A、L=25m、A=4mm²、V=220V、T=30℃。电压下降计算器算出 ρ=0.017876、k=2、Vd=3.352V、压降百分比 1.524%、3% 上限 6.60V、5% 上限 11.00V,判定合格。
同参数改三相 380V:Vd = √3 × 25 × 15 × 0.017876 ÷ 4 = 2.903V,占 380V 的 0.764%。三相系数 1.732 比单相 2 小,所以压降百分比明显更低。
同参数改铝导体:ρ=0.029308,Vd=5.495V,压降 2.498%,仍在 3% 以内但没有铜线那样的余量。
把电流提到 40A(4mm² 铜、单相 220V、25m):Vd 升到 8.938V,压降 4.063% 超 3% 限,必须换 6mm²(此时 Vd = 5.959V、2.708%)或缩短线路。压降与电流成正比,电流翻倍则压降翻倍。
输入范围与对照表
| 截面积 | 压降 Vd(V) | 压降百分比 | 判定 |
|---|---|---|---|
| 0.5 mm² | 26.814 | 12.188% | 超标 |
| 1 mm² | 13.407 | 6.094% | 超标 |
| 1.5 mm² | 8.938 | 4.063% | 超 3% 限 |
| 2.5 mm² | 5.363 | 2.438% | 合格 |
| 4 mm² | 3.352 | 1.524% | 合格 |
| 6 mm² | 2.234 | 1.016% | 合格 |
| 10 mm² | 1.341 | 0.609% | 合格 |
| 16 mm² | 0.838 | 0.381% | 合格 |
| 25 mm² | 0.536 | 0.244% | 合格 |
| 50 mm² | 0.268 | 0.122% | 合格 |
输入范围:电流 0.1~2000A,单程长度 0.1~1000m,截面积 0.5~1000mm²,系统电压 1~1000V,导体温度 −20~200℃。任一越界都会指出字段与允许范围,不会静默改成默认值。
常见误用对照:把「单程长度」填成往返总长。本页的 L 是电源到负载的单程距离,单相公式内部已经乘了 2;填成往返总长会让压降翻倍。另一个误用是把 4mm² 写成 4mm(直径)——截面积是「平方毫米」,直径 4mm 的实心铜线截面约 12.57mm²。
输入范围、边界与精度说明
截面积为 0 会除零:2 × L × I × ρ ÷ A 在 A=0 时得 Infinity。本页在进入公式前就检查截面积下限 0.5mm²,并提示「截面积必须是 0.5 到 1000 mm²」,不会显示 Infinity。
长度或电流为 0 时压降为 0,属于合法输入(例如空载)。电压为 0 时压降百分比无法计算,本页把系统电压下限设为 1V 并拦截,避免出现除以 0 的百分比。
温度修正范围 −20~200℃ 覆盖常见运行温度。示例 30℃ 相对 20℃ 标称值把压降抬高了约 3.9%;若按 70℃(导体长期工作温度上限)修正,ρ 变成 0.020580,同工况压降升到 3.859V(1.754%)。这也是为什么长距离重载线路要按工作温度而不是室温校核。
显示保留三位小数:Vd 与百分比都按 toFixed(3) 输出。以 4mm² 为例精确值是 3.351742 V 与 1.523519%,显示 3.352 与 1.524。判定用原始浮点值而不是显示值,避免「显示 3.000% 却判超标」这类错觉。
常见误读:认为线径加粗一倍压降就减半。压降与截面积成反比没错,但标准截面是分档的(2.5、4、6、10…),从 4 到 6 是 1.5 倍而不是 2 倍,压降降到约 0.667 倍,而不是一半。
本页不校验导体的长期允许载流量(安培容量)。截面满足压降要求不代表能安全承载电流,载流量还要看敷设方式、环境温度与并联根数,请另按 GB/T 16895 或厂家载流量表校核。
常见问题
为什么单相公式里有个 2?
电流经一根导线到负载、再经另一根返回,两根都有电阻,压降要按双程计算,所以系数是 2。若按单程算,结果会偏小一半,选出的线径会不够。
三相为什么是 √3 而不是 3?
三相平衡时中性点电位为零,三根相电流的合成路径系数是 √3≈1.732,而不是把三根相加。正因为 √3 小于单相的 2,同样线径下三相压降百分比更低。
3% 和 5% 这两个限值从哪来?
来自 NEC 210.19(A) 与 215.2(A) 的说明性注释:分支回路建议不超过 3%,从电源到最远负载的总压降建议不超过 5%。它属于工程惯例,行业规范可能另有口径,本页以 3% 判定为主。
要不要按 70℃ 而不是室温算?
长距离重载线路建议按导体长期工作温度(如 70℃)校核。示例从 20℃ 到 70℃,ρ 由 0.0172 升到 0.020580,同工况压降从 3.352V 升到 3.859V,差异约 15%,会改变是否踩线。
铝线大概要比铜线粗多少?
铝的 ρ 约是铜的 1.640 倍,要得到相同压降,铝的截面积也要约 1.64 倍,工程上通常直接取大一到两档。示例 4mm² 铜合格,换铝后 4mm² 升到 2.498%,仍勉强合格但余量很小。
算出 2.031mm² 该怎么选线?
反解得到的是理论最小连续值,要向上取标准截面。2.031mm² 之上最近的标准截面是 2.5mm²,就用 2.5mm²。若还要兼顾载流量与机械强度,可能还要再放大一档。
压降超过 5% 会怎样?
末端设备可能欠压:白炽灯变暗、电机启动困难且发热、开关电源输入不足。本页把超过 5% 判为「超标」,提示必须加粗线径、缩短线路或提高系统电压。
填的参数会被上传吗?
不会。全部计算只用浏览器原生的加减乘除与 Math.sqrt,不发任何网络请求,可在开发者工具 Network 面板确认。
相关工具
电压下降计算器只处理稳态电阻压降,电气相关的其它口径各有专门页面。