电缆载流量计算书

 电缆载流量计算书 1、载流量计算 使用条件及必要系数： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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 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 项 目 单位 kV Hz Ω·m 1/℃ 1/℃ k·m/w k·m/w ℃ ℃ ℃ ℃ mm k·m/w mm 数 据 /110 50 2.3 0.001 2.84×10-8 3.93×10-3 4.03×10-3 3.5 3.5 90 60 40 30 一点接地或交叉互联 225(平行敷设) 1.2 300 具体计算公式如下: Wd0.5TnT2T3T4RT1nR11T2nR112T3T4I 其中: I:载流量(A) △θ:导体温度与环境温度之差(℃) 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+α20(θ-20)］ 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 Xsys41920.8Xs4 Xs28f107ksR 其中： 对于分割导体ks=0.435。 422Xp1.18dcdcys0.31244s1920.8XpsXp0.2741920.8Xp Xp28f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=ωCU02tgδ 其中： ω=2πf C:电容F/m U0:对地电压（V） cDi18Lndc109 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 λ1=λ1＇+λ1〃 其中： λ1＇为环流损耗 λ1〃为涡流损耗 λ1〃的计算： R1sR1ts4gs0112121210 1.74tsgs1DsD101s31.6 14107s 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t：金属护套厚度(mm) 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 m2d031m22s 2DDocDitts2(mm) d11.14m2.450.332s0.92m1.66 △2=0 b.平行排列时 1)中心电缆 m2d061m22s 210.86m3.08d2s1.4m0.7 △2=0 mRs107其中： 2)外侧超前相 m2d01.51m22s 2d14.7m2s0.70.16m2 d221m3.32s1.47m5.063)外侧滞后相 m2d01.51m22s 20.74m2m0.5d122m0.32sm1 d20.92m2s3.7m2 4.铠装损耗λ2的计算 λ2=0 5.热阻的计算 5.1热阻T1的计算 热阻 1 T1T2t1Ln12dc 式中： ρT1—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 TsDoc2t3T3LnDocDit2ts2 其中： ts-外护套厚度 ρT3-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1De*hs0.25 Ze*g hDE 其中： De*：电缆外径(mm) h:散热系数 计算： 14n114d141KAsn 14n2T211dWdT11211212 De*hKA11214T1T1T121312n 141414令sn2，求出sn1，反复叠代直至sn1-sn≤0.001时为止，此时的sn1值即为sn值。 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YmDe 1414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 T4\"TDoLn2Dd 4其中： Do为管道外径。 Dd为管道内径。 ρT4为管道材料的热阻系数。 5.4.2.1.3管道外部热阻 系数 其中： kT4NecLnuu212 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。 ULGrb rb为水泥槽等效半径，由下式表示： 1x4xy2xLnrbLn1Ln22yyx2 其中： x和y分别表示管道的短边和长边。d'pT2T4Lnuu1dp241 1d'p2dp2d'pkdpkd'pqdpqkT4 其中： u2LDe L为地表面到电缆轴线的间距。 De为电缆的外径。 kT4为系数。 5.4.2.2多回土壤敷设直埋 d'pT2T4Lnuu1dp241 1d'p2dp2d'pkdpkd'pqdpq 共有(q-1)项，而其中： d'ppdpp项除外。 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。 2 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： IAD2 式中: ftKSLni22 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； 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，℃。 金属屏蔽的截面积 S3.14DocDitts2 式中： Dit为铝护套内径，mm； Doc为铝护套外径，mm； ts为铝护套厚度，mm； 当电缆处于非绝热状态下时，应考虑如下系数： 3223MF21103 式中： σ2，σ3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； σ1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： 10.61Mt10.069Mt10.0043Mt1=1.104423 式中： t为短路时间，3sec. 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： IAD2 ftKSLni22=99.13kA 这里，各参数的含义见2.1条。 考虑到非绝热状态， 1XttY=1.01ss 式中： X、Y为计算常数，分别为0.41mm2/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 单 位 mm mm 2数据 1200 水平排列 225 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 k·m/w Ω/km Ω/km μF W/m --- --- k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w --- ℃ ℃ ℃ A A 土壤中 1.2 0.0151 0.0201 0.2452 0.3156 0.2236 0.0 0.4160 0.0 0.0905 0.2869 0.0328 0.8486 1 90.0 30.0 60.0 1376 1336