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电缆载流量计算书

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 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

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