电缆载流量计算书

电缆有限公司技术部

2013-4-9

1.载流量计算使用条件及必要系数：序号12345671011121314151617 项 目电压U0/U频率f介电常数ε介电损耗角正切tgδ铝护套导电率ρsh单 位kVHz 数 据/110502.30.001Ω·m1/℃1/℃k·m/wk·m/w℃℃℃℃2.84×10-83.93×10-34.03×10-33.53.590604030一点接地或交叉互联铜导体电阻温度系数金属护套电阻温度系数XLPE绝缘热阻系数PE外护套的热阻系数运行时导体温度运行时金属护套温度空气温度（假定）土壤温度 金属护套接地方式电缆间距 土壤热阻系数敷设深度mmk·m/wmm225(平行敷设)1.2300具体计算公式如下: 其中: I :载流量 (A)△θ:导体温度与环境温度之差(℃)3)]4Dq-Wd[d0.5T+n(T2+2T3+TI=4I=RT+nR+nRll+l3+T)T(1+1l+)T4RT11++l1l+T12T2nR34+11+nR(1+12)(T2Dq-W[0.5T+n(T+T+T)]()()() R :90℃时导体交流电阻(Ω/m) n : 电缆中载流导体数量 Wd :绝缘介质损耗 λ1:护套和屏蔽损耗因数 λ2:金属铠装损耗因数 T1:导体与金属护套间绝缘层热阻 (k·m/w) T2:金属护套与铠装层之间内衬层热阻(k·m/w) T3:电缆外护层热阻 (k·m/w) T4:电缆表面与周围媒介之间热阻(k·m/w)1. 导体交流电阻 R的计算 R=R(1+ys+yp) R＇=R0［1+α其中:

R＇:最高运行温度下导体直流电阻(Ω/m) ys:集肤效应因数 yp:邻近效应因数 R0:20℃时导体直流电阻（Ω/m） θ：最高运行温度90℃ α20:20℃时铜导体的温度系数20(θ

＇

-20)］

ys=Xs=2Xs44192+0.8Xs8pf´10-7ksR其中：对于分割导体ks=0.435。

ys=Xp44192+0.8Xpéùêú22ú1.18ædcöêædöç÷ê0.312çc÷+ú4Xpèsøêèsø+0.27ú4êú192+0.8XpëûXp=28pf´10-7ksR其中：dc:导体直径 （mm）

s:各导体轴心之间距离 （mm） 对于分割导体ks=0.37。2.介质损耗Wd的计算 Wd=ωCU20tgδ 其中：ω=2πf C:电容 F/m U0:对地电压（V）

c=e-918LnæçDö´10çi÷èdc÷ø其中：ε=2.3 Di为绝缘外径 （mm） dc为内屏蔽外径 （mm）3.金属屏蔽损耗λ1的计算 λ＇1=λ1+λ1〃

其中：λ＇

1为环流损耗 λ〃1为涡流损耗

λ

〃1

的计算：

lRéê(b1ts1=sRêgl)4ùës0(1+D1+D2)+12´1012úúûgæt1.74çsö-3s=1+ç÷èDb1Ds10-1.6s÷ø()b4pv1=107rs 其中：

ρ：金属护套电阻率 (Ω·m) R：金属护套电阻 (Ω/m)

D：金属护套外径，对于皱纹铝护套 (mm)D=Doc+Dit t：金属护套厚度 (mm)2+ts Doc：皱纹铝套最大外径 (mm) Dit：皱纹铝套最小内径 (mm)

a.三角形排列时

æm2l0=3çç1+m2èD1=1.14m2.45öædö÷÷ç2s÷øèø2( △2=0b.平行排列时1)中心电缆

ædö+0.33ç÷è2sø)0.92m+1.66æm2l0=6çç1+m2èöædö÷÷ç2s÷øèø2ædöD1=0.86m3.08ç÷è2sø1.4m+0.7 △2=0

其中：m=2)外侧超前相æm2l0=1.5çç1+m2èvRs10-7öædö÷÷ç2s÷øèø2ædöD1=4.7m0.7ç÷è2søædöD2=21m3.3ç÷è2sø0.16m+21.47m+5.063)外侧滞后相

æm2l0=1.5çç1+m2èöædö÷÷ç2s÷øèø20.74(m+2)m0.5ædöD1=÷2ç2s2+(m-0.3)èøædöD2=0.92mç÷è2sø3.7m+2m+14.铠装损耗λ2的计算 λ2=05热阻的计算5.1热阻T1的计算

热阻

TrT12pLnæç2t1=ç1+1öèd÷c÷ø式中：ρ

T1 — 绝缘材料热阻系数 (k·m/w)

dc — 导体直径 (mm)

t1 — 导体和护套之间的绝缘厚度 (mm)5.2热阻T2的计算 热阻T2=0

5.3外护套热阻T3的计算

TréTsêùDoc+2t3ú3=2pLnêê(Doc+Dit)úêë2+tsúúû 其中：ts-外护套厚度 ρ

T3-外护套（非金属）热阻系数

5.4外部热阻T4计算5.4.1空气中敷设

T4=1pD*eh(Dq0.25s)h=Z(D*e)g+E其中：

D*e：电缆外径 (mm)

h: 散热系数

计算：1(Dq)411é4(Dq)4Dq+Dqùêdún+1=ê1êë1+KA(Dqs)4únúûDqéæ11öænl2T2öùd=Wdêç÷ç÷ëçè1+l1+l-22÷øT1-çè1+l1+l2÷øúûKpD*ehéTê1A=1+lën+T2(1+l1)+T3(1+l1+l2)ù1+l2úû111 令 ，求出 ，反复叠代直至 (Dq44(D q - ≤0.001时4s)n=2(Dqs)n+1s)n+11(Dq4s)n(Dqs)n1411=214(Dqs)n+14(Dqs)n+1144为止，此时的 值即为 值。(Dqs)n(Dqs)n+1当空气中敷设时，回路数对载流量基本没有影响。5.4.2土壤中敷设

5.4.2.1管道敷设，有水泥槽。5.4.2.1.1电缆和管道之间的热阻T4′：

T4=U1+0.1(V+Yqm)De其中：U、V和Y是与条件有关的常数。 De为电缆外径。

θm 为电缆与管道之间介质的平均温度。5.4.2.1.2管道本身的热阻

rTæDoö÷T4=Lnçç2pèDd÷ø\"4其中：Do为管道外径。 Dd为管道内径。 ρ

T4为管道材料的热阻系数。

5.4.2.1.3管道外部热阻 系数kT4=Nre-rcLnu-u2-12p()其中：N为管道内有负荷电缆根数。 ρe管道周围土壤的热阻系数。 ρc水泥的热阻系数。

LGrb rb为水泥槽等效半径，由下式表示：U=1xæ4xöæy2öæxöç÷ç÷Ln(rb)=-Ln1++Lnç÷2÷÷ç2yçpyxè2øèøèø 其中：x和y分别表示管道的短边和长边。

ìéæd'pï2T4=Lníu+u-1êç1çdp2pêïëè1îrT4()öæd'p2÷ç÷çdpøè2öæd'pk÷×××ç÷çdpøèköæd'pq÷×××ç÷çdpøèqöùü÷úïkT4÷úýøûïþ 其中：u=2LDe2LDe L为地表面到电缆轴线的间距。u= De为电缆的外径。 kT4为系数。5.4.2.2多回土壤敷设直埋

dpp 共有(q-1)项，而 项除外。dpp 其中：dpk和dpk＇分别为第p根电缆的中心至第k根电缆的中心和第 p根电缆的中心至第k根电缆在大地一空气的镜象中心距离。 其它参数的含义见5.4.2.1。

ìéæd'pöæd'pöæd'pï24T4=Lníu+u-1êç1÷ç2÷×××çkçdp÷çdp÷çdp2pïêëè1øè2øèkî'rT()öæd'pqöùü÷úï÷×××ç÷çdp÷úýøèqøûïþ2.交联电缆非绝热状态下短路电流的计算2.1金属屏蔽的短路电流

绝热状态下短路电流的计算公式如下：

æqf+bö2IADt=K2S2Lnççq+b÷÷èiø式中: IAD为绝热状态下金属屏蔽的短路电流，A； t为短路时间，sec.,这里t为3秒；34.29kA K为常数,对于金属铝为148，A.s1/2/mm2； S为金属屏蔽截面，679.9mm2 θf短路终止温度，180℃； θi短路起始温度，60℃；

β为常数，对于金属铝为228，℃。

D+Dit金属屏蔽的截面积S=3.14oc´ts2 式中：Din为铝护套内径，mm；92.8mm Doc为铝护套外径，mm； ts为铝护套厚度，mm；

103.4mm2.3mm

当电缆处于非绝热状态下时，应考虑如下系数：

s3s2+r2r3M=F-32s1d´10s3s2+r2r3M=F2s1d´10-3 2.4, 2.4式中：ζ2，ζ3 为金属屏蔽层四周媒质的比热，J/K·m3；ρ2，ρ3为金属屏蔽层四周媒质的热阻，k·m/W；ζ1为金属屏蔽的比热，J/K·m3；δ为金属屏蔽的厚度，mm；F为常数，一般取0.7。因此因数ε为：

3.5, 3.5 2.5 2.3

e=1+0.61Mt1-0.069Mt1 式中：t为短路时间，3sec.

()2+0.0043Mt1()3=1.1044

金属屏蔽非绝热状态下的短路电流为： I=IAD×ε=37.87kA

式中：I为非绝热状态下的短路电流。2.2导体非绝热状态下的短路电流的计算绝热状态下短路电流的计算公式如下：

IAD2æqf+böt=KSLnççq+b÷÷èiø22 =99.13kA

这里，各参数的含义见2.1条。考虑到非绝热状态，

e=1+Xtætö+Yç÷sèsø=1.01

式中：X、Y为计算常数，分别为0.41 mm2/s和0.12mm2/s s为导体截面 t为时间3s

导体非绝热状态下的短路电流I = IAD×ε

=100.16kA

XLPE电缆连续载流量主要计算参数数据表

项 目电缆截面电缆排列方式 轴间距敷设场所土壤热阻系数导体电阻 (DC 20℃时)导体交流电阻 (AC 90℃时)导体与金属屏蔽之间的电容介质损耗金属护套的损耗铠装损耗导体与金属屏蔽之间的热阻金属屏蔽与铠装之间的热阻非金属护套热阻电缆与管道之间的热阻管道本身的热阻管道外部热阻穿管时周围媒质总的热阻不穿管时周围媒质的热阻电缆芯数最高使用温度环境温度高于环境温度的导体温度连续载流量单回路双回路不穿管单 位mm2数据1200水平排列mm225土壤中k·m/wΩ/kmΩ/kmμFW/m------k·m/wk·m/wk·m/wk·m/wk·m/wk·m/wk·m/wk·m/w---℃℃℃1.20.01510.02010.24520.31560.22360.00.41600.00.09050.28690.03280.8486190.030.060.0AA13761336