交聯(lián)電纜載流量、短路負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)

交聯(lián)電纜載流量、短路負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)交聯(lián)電纜載流量、短路負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)交聯(lián)電纜載流量、短路負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)xxx公司交聯(lián)電纜載流量、短路負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度交聯(lián)電纜長(zhǎng)期載流量、短路過負(fù)荷曲線、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)1、電纜的長(zhǎng)期載流量計(jì)算書、電纜的載流量電纜導(dǎo)體上所通過的電流叫做電纜的載流量，有時(shí)也叫做電纜的“負(fù)載”或“負(fù)荷”。電纜允許連續(xù)載流量是指電纜的負(fù)載為連續(xù)恒定電流（100%負(fù)載率）時(shí)的最大允許量。電纜的載流量問題通常遇到的有兩類：一類是已知電纜的結(jié)構(gòu)及敷設(shè)情況，求允許的載流量；另一類是已知需要傳輸?shù)呢?fù)載，求電纜的導(dǎo)體面積。本節(jié)介紹載流量的一般計(jì)算方法。為了供使用方便，電纜的生產(chǎn)或使用部門常就一定的條件（如環(huán)境溫度，電纜最大溫度，敷設(shè)條件等），對(duì)各種規(guī)格的電纜計(jì)算出載流量，并列成“載流量表”，為了擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，這種表還給出了當(dāng)環(huán)境溫度、導(dǎo)體溫度、敷設(shè)條件變化時(shí)的校正系數(shù)。有關(guān)載流量表列于各類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)欄中。當(dāng)已知需要傳輸?shù)呢?fù)載設(shè)計(jì)所需的電纜時(shí)，往往給出的是負(fù)載的“功率”（或“容量”）。輸電線路的功率又分視在功率、有功功率、無功功率三種量，如果線路的電流為I（安），線路電壓為Ul（千伏），負(fù)載功率因數(shù)為cocφ，則有如下關(guān)系：、電纜長(zhǎng)期載流量計(jì)算方法電纜允許連續(xù)載流量，可用導(dǎo)體高于環(huán)境溫度的穩(wěn)態(tài)溫升推導(dǎo)出來，從電纜的等效熱路按熱路歐姆定律。式中：△θ=θ－θa——高于環(huán)境溫度的導(dǎo)體溫升（℃）；θ——電纜（導(dǎo)體）的最高允許長(zhǎng)期工作溫度（℃）；θa——環(huán)境溫度（℃）；WC=I2R——每厘米電纜的每相導(dǎo)體損耗（瓦/厘米）；Wd——每厘米電纜每相的介質(zhì)損耗（瓦/厘米）；I——電纜的允許連續(xù)工作電流（連續(xù)載流量）（安）；R——在允許長(zhǎng)期工作溫度下每厘米電纜每相的導(dǎo)體交流有效電阻（歐/厘米）；T1、T2、T3、T4——每厘米電纜的絕緣熱阻、襯墊熱阻、護(hù)層熱阻及外部熱阻（℃.厘米/瓦）;n——電纜的芯數(shù);λ1、λ2——電纜的護(hù)套及鎧裝損耗系數(shù)；從公式可以看出，決定電纜載流量的因素有四：電纜和各種損耗；電纜各部分的熱阻；電纜的最高允許長(zhǎng)期工作溫度以及環(huán)境溫度。2、電纜短時(shí)過負(fù)荷曲線電纜在運(yùn)行中如果經(jīng)常滿載，而且導(dǎo)體溫度已經(jīng)達(dá)到最高允許溫度，那么過載就會(huì)造成過熱，從電纜于任何時(shí)間的溫度不得超過最高允許溫度這一觀點(diǎn)來看，造成過熱的過載是不允許的。但是按照一般輸配電情況，電纜在一晝夜中，往往只有幾個(gè)小時(shí)是滿負(fù)載運(yùn)行，其余時(shí)間則低于最大允許載流量，并且導(dǎo)體的溫度升高并不是瞬時(shí)的，它必須經(jīng)過逐漸的熱平衡過程而達(dá)穩(wěn)定。因此可以利用導(dǎo)體尚未達(dá)到允許溫度之前的一段時(shí)間，對(duì)電纜加以短期過載。、電纜敷設(shè)于空氣中允許短時(shí)過載電流與過載時(shí)間的關(guān)系式為：I`=I（1）式中：I?——允許過載電流（安）；I——允許額定載流量（安）；I0——過載前電纜的電流，（安）；t——過載時(shí)間，（秒）；τ—電纜的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，（秒）；τ=CTC——單位長(zhǎng)度電纜的等值熱容，（焦/℃.厘米）;T—單位長(zhǎng)度電纜的熱阻及媒質(zhì)熱阻的總和,（℃.厘米/瓦）;—稱為予加負(fù)載系數(shù)或過載前負(fù)載系數(shù);—稱為過載電流系數(shù).這一公式是假定電纜線芯電阻R是一常數(shù),并在忽略介質(zhì)損耗的條件下導(dǎo)出的，如果過載前電纜沒有溫升,即△θ0=θ,亦在I0-0,允許過載電流為:I`=I如果過載前電纜的電流情況不詳,但知道導(dǎo)體的溫升為△θ0,允許過載電流I?和允許過載時(shí)間t的關(guān)系可用下述方法確定:a.認(rèn)為△θ0是由于允許過載電流I?,作用時(shí)間t1引起的溫升,于是可以求出t1:b.允許過載電流I?繼續(xù)到t2達(dá)到允許溫升△θm，從而可以求出t2：c.容許過載時(shí)間t=t2-t1、地下埋設(shè)電纜采用分區(qū)法，按上面的式1公式計(jì)算。、電纜的允許短時(shí)過載溫度實(shí)踐證明，在短時(shí)過載時(shí)間內(nèi)的電纜允許溫度可以較允許長(zhǎng)期溫度高一些而對(duì)電纜壽命及性能沒有明顯影響。因而提出了“允許短時(shí)過載溫度”這一概念。一般認(rèn)為，在短時(shí)過載時(shí)間為數(shù)小時(shí)的范圍內(nèi)，可較長(zhǎng)期允許溫度高10~15℃左右。對(duì)于短時(shí)過載時(shí)間更短的情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況推薦的允許短時(shí)過載溫度要更高些，如下表所示：允許短時(shí)過載溫度θ2的推薦值電纜類型容許短時(shí)過載溫度℃過載時(shí)間交聯(lián)聚乙烯電纜2501分鐘以下如果過載前電纜已在長(zhǎng)期允許負(fù)載下工作，達(dá)到了長(zhǎng)期允許溫度θ1，電纜敷設(shè)于空氣中，則短時(shí)過載電流允許倍數(shù)可按下式計(jì)算：式中：I——允許連續(xù)載流量（安）；I?——允許短時(shí)過載電流（安）；R——允許長(zhǎng)期負(fù)載溫度時(shí)的導(dǎo)體電阻（歐/厘米）；R?——允許短時(shí)過載溫度時(shí)的導(dǎo)體電阻（歐/厘米）；θa——環(huán)境溫度（℃）；θ1——允許長(zhǎng)期工作溫度（℃）；θ2——允許短時(shí)過載工作溫度（℃）；τ——電纜升溫時(shí)間常數(shù)（秒）；t——過載電流時(shí)間（秒）。如果過載前的電流及溫度尚未達(dá)到長(zhǎng)期允許值，公式仍可應(yīng)用，但I(xiàn)、R、θ1的意義變化為過載前的電流、溫度及電阻值（指交流電阻）。如果是地下電纜，應(yīng)采用分區(qū)法計(jì)算。3、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算和銅帶繞包屏蔽穩(wěn)定計(jì)算、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算導(dǎo)體熱穩(wěn)定計(jì)算,主要依據(jù)是電纜導(dǎo)體允許的最大短路電流值的計(jì)算.短路電流的計(jì)算公式(IEC9219-88)I2Ααt=K2S2lnQA+βQΔ+βK=（Qe（β+20）×10-12）y2P20S-導(dǎo)體標(biāo)稱截面mm2IΑα-導(dǎo)體短路電流t-短路時(shí)間β-溫度系數(shù)的倒數(shù)QA-最終短路溫度QA=2500CQΔ-起始短路溫度∑c-200C時(shí)導(dǎo)體比熱容（J/m3Ko）根據(jù)上述公式，導(dǎo)體的熱穩(wěn)定即允許最大短路電流值見下表，該短路電流的短路時(shí)間為1s,如時(shí)間為t秒,則t秒時(shí)短路電流為:It=銅鋁導(dǎo)體短路電流(kA)(短路時(shí)時(shí)間1秒)導(dǎo)體截面mm2銅短路時(shí)起始溫度℃355065809035507095120150185240300400500It=I1/√tkIt:tk秒鐘短路電流I1:1秒鐘短路電流(見上表)tk::tk秒鐘、銅帶繞包屏蔽熱穩(wěn)定計(jì)算銅帶的厚度：三芯電纜用不小于，繞包搭蓋率不小于15%。關(guān)于最高溫度：國(guó)外選擇3500C，而我們電力系統(tǒng)為了安全起見選擇3000C，屏蔽層的起始溫度，按常規(guī)均確定為900C。經(jīng)采用電-熱場(chǎng)方程的推導(dǎo)，得出下列溫度分布方程式。Tm-To=Tm-TrP1lnDr+P2lnDΔ+P0lnDx+P2lnDP1lnDrDoDrDΔDxDo式中：Tm-導(dǎo)體最高溫度Tm=900CTo-環(huán)境溫度To=4