電力電纜常用計(jì)算公式

廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載電線電纜載流量計(jì)算交流電阻計(jì)算絕緣介質(zhì)損耗計(jì)算電線電纜金屬套和屏蔽的損耗計(jì)算鎧裝損耗計(jì)算熱阻計(jì)算載流量計(jì)算電線電纜允許短路電流計(jì)算電線電纜短時(shí)過(guò)負(fù)荷電纜載流量計(jì)算電力電纜相序阻抗計(jì)算電線電纜導(dǎo)體和金屬屏蔽熱穩(wěn)定計(jì)算廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載電線電纜載流量計(jì)算一、交流電阻計(jì)算集膚和鄰近效應(yīng)對(duì)應(yīng)的Ks和Kp系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值：導(dǎo)體不干澡浸漬:ks1.0kp1.0導(dǎo)體干燥浸漬:ks1.0kp0.82.工作溫度下導(dǎo)體直流電阻：R R0

[1

20(

20)]R0—20oC

時(shí)導(dǎo)體直流電阻

OHM/M

20—20oC

時(shí)導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)集膚效應(yīng)系數(shù)：1.一般情況：28f107Xs4XSsYsR1920.8Xs4穿鋼管時(shí)：28f107YsXs41.5XSRs1920.8Xs4f—電源頻率 Hz鄰近效應(yīng)系數(shù)：a.二芯或二根單芯電纜鄰近效應(yīng)因數(shù)：Xp28f107pR一般情況：Xp4dc)22.9Y(ps1920.8Xp4廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載穿鋼管時(shí)：YXp4dc)22.91.5(p1920.8Xp4sdc:導(dǎo)體直徑 mm s：各導(dǎo)體軸心間距 mmb.三芯或三根單芯電纜鄰近效應(yīng)因數(shù) :Xp28f107pR1）圓形導(dǎo)體電纜一般情況：YXp4(dc)2[0.312(dc)21.18]p1920.8Xp4ssXp40.271920.8Xp4dc:導(dǎo)體直徑mms：各導(dǎo)體軸心間距mm穿鋼管時(shí)：YXp4(dc)2[0.312(d21.18]1.5c)p1920.8Xp4ssXp40.271920.8Xp4dc:導(dǎo)體直徑mms：各導(dǎo)體軸心間距mm（2）成型導(dǎo)體電纜一般情況：Yp2{Xp4(dX)2[0.312(dX)21.18]}34dxt41920.8XpdxtXp0.271920.8Xp4穿鋼管時(shí)：2{Xp4dX)2[0.312(dX)21.18]}1.5Yp4(dxdx431920.8XpttXp0.271920.8Xp4dx:截面和緊壓程度均等同于圓導(dǎo)體的直徑 t:導(dǎo)體之間的絕緣厚度（即兩倍相絕緣厚度）廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載集膚效應(yīng)產(chǎn)生電阻：Rs RYS鄰近效應(yīng)產(chǎn)生電阻：Rp RYp導(dǎo)體交流電阻：R R[1 (Ys Yp)]二、絕緣介質(zhì)損耗計(jì)算1．導(dǎo)體電容：c

18ln(

Di

)

10

9

(F/m)dcDi—— 絕緣層直徑（除屏蔽層）

,mm

dc—— 導(dǎo)體直徑（含導(dǎo)體屏蔽層）

,mm非屏蔽多芯或直流電纜不需計(jì)算絕緣損耗ε：介電常數(shù)

PE:2.3

pvc:6.0單相絕緣介質(zhì)損耗:=2πfWd .c.U02.tg (W/m)U0:對(duì)地電壓 V C：電容 F/m tgδ：介質(zhì)損耗角正切 0.004三、電線電纜金屬套和屏蔽的損耗計(jì)算金屬套截面積：A=π(Dso+t)t 'MM^2廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載金屬帶截面積：A=π(Dso+nt)nt/(1±k)(重疊:1-k,間隙1+k)金屬套電阻：R103S[1S1(K1S10)]/AS11RS2103S[1S2(K2S20)]/A2Rs:金屬套工作溫度時(shí)電阻,Ohm/kmρs:20oC時(shí)金屬套材料電阻率,Ohm.mm^2/mαs：金屬套電阻溫度系數(shù),1/oCK:金屬套工作溫度系數(shù)（0.8-0.9）θs:電纜導(dǎo)體最高工作溫度,oCθo:標(biāo)準(zhǔn)工作溫度，一般為20oC金屬套截面積,mm^2總金屬套電阻：Rs

11 1 1RS1 RS2 RS3Rs1:金屬套電阻,Ohm/km Rs2:金屬帶電阻,Ohm/km Rs3:其它電阻,Ohm/km1．單芯電纜或三芯 SL型，三芯鋼管型電纜：xs2ln2S109(/cm)DsS:帶電段內(nèi)各導(dǎo)體間的軸間距離 Ds:金屬套平均直徑(D1t1)2(D2t2)2(D3t3)2(D4t4)2.......(Dntn)2DSNDs:金屬套平均直徑D1?.Dn:第1至n層的金屬護(hù)套前外徑 ,mmt1?.tn:第1至n層的金屬護(hù)套厚度 ,mmN:金屬護(hù)套層數(shù)電纜類型1：?jiǎn)涡救嚯娐返冗吶切畏笤O(shè)電纜； 三芯非鎧裝分相鉛包 (SL型)電纜；兩根單芯和三根單芯電纜 （三角形排列）金屬套兩端互聯(lián)接地；正常換位金屬套兩端互聯(lián)平面排列的三根單芯電纜（1）.護(hù)套二端接地（渦流損失系數(shù)不計(jì)）rs xs21 r rs2 xs2廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載（2）.護(hù)套單點(diǎn)或交叉換位互聯(lián)接地（環(huán)流損失系數(shù)不計(jì)）(Ds)2[1A(Ds/2S)2]A1rs.2S212Sr(rs.109/)25DSA1=3A2=0.417電纜類型2：?jiǎn)涡救嚯娐返染嗥矫娌荚O(shè)1）.護(hù)套二端接地（渦流損失系數(shù)不計(jì)）電纜換位:xs 2 ln2Se 109( /cm)DsSe=1.26S(cm)rs xs21 r rs2 xs2電纜不換位：M rsxs aN rsaxs3a 2 ln2 109( /cm) 2f廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載相：rM23N223(MN)41s.4(M21)(N21)rB相：rs.1121rN相：rM23N223(MN)41s.4(M21)(N21)r（2）.護(hù)套單點(diǎn)或交叉換位互聯(lián)接地（環(huán)流損失系數(shù)不計(jì)）(Ds)2[1A2(Ds/2S)2]Ars.2S22S11r(rs.109/)5DS兩側(cè)電纜：A1=1.5A2=0.27中間電纜：A1=6A2=0.083電纜類型3：鋼管型三芯纜（分相屏蔽或分相金屬護(hù)套，不分連接方式）r1.7x2ss1rs2xs2r分裂導(dǎo)線：4M2N2(MN)2F21)(N21)4(M11F廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載rs:每cm電纜的金屬套電阻 (OHM/cm) r:每cm電纜的導(dǎo)體電阻 (OHM/CM) Ds:金屬套平均直徑S:導(dǎo)體軸間距離 f:電源頻率 Hz2．二芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜圓形或橢圓形導(dǎo)體：1621014(c)2[1(c)2]R.RSdd扇形導(dǎo)體：10.8210161.48rt21.48rt21(1)[12.2(1)]ddR.RS2f橢圓形導(dǎo)體ddM*dmdM：橢圓的長(zhǎng)軸直徑mmdm：橢圓的短軸直徑mmc：一根導(dǎo)體軸心和電纜軸心之間的距離mm二芯圓形電纜： c=0.5*絕緣外徑 三芯圓形電纜： c=1.155*絕緣半徑(1.155即 23r3

(r絕緣半徑)d：金屬套平均直徑 mmr1：兩個(gè)扇形導(dǎo)體的外接圓半徑 mm f：頻率 Hz t：導(dǎo)體之間的絕緣厚度3．三芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜圓形或橢圓形導(dǎo)體，當(dāng) RS≤100μohm/m時(shí):13RS[(2c)21(2c)41]Rd1RS72dRS72(10)14(10)圓形或橢圓形導(dǎo)體，當(dāng) RS>100μohm/m時(shí):3.22(2c)21014R.RSd扇形導(dǎo)體Rs為任意值：0.94RS2r1t212]1[()1(RS107/)Rdr1：三根扇形導(dǎo)體的外接圓半徑 mm f：頻率 Hz d：金屬套平均直徑 mmt：導(dǎo)體之間的絕緣厚度廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載4．二芯和三芯鋼帶鎧裝電纜：鋼帶鎧裝使金屬套渦流增加，所以應(yīng)按二三芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜（見(jiàn)上）計(jì)算的1值乘以下述因數(shù)：d212[1(dA)dA]1四、鎧裝損耗計(jì)算非磁性材料鎧裝：以護(hù)套和鎧裝的并聯(lián)電阻代替金屬套和屏蔽損耗計(jì)算（如上節(jié)）中的rs，護(hù)套直徑Ds1和鎧裝直徑Ds2的均方根值代替金屬護(hù)套的平均直徑Ds12Ds22(即Ds2)d2鎧裝金屬絲總截面積 : A n4A:鎧裝金屬絲總截面積 ,mm^2 n:金屬絲總根數(shù) d:金屬絲直徑,mm鎧裝金屬帶總截面積：A=π(Ds+nt)nt/(1±k)(重疊:1-k,間隙1+k)A:金屬帶總截面,mm^2Ds:鎧裝前外徑,mmn:金屬帶層數(shù)t:金屬帶厚度,mmk:重疊或間隙率(即重疊或間隙寬度與帶寬的比值),%鎧裝層電阻(工作溫度時(shí)):RS103S[1S(KS0)]/ARs:鎧裝層工作溫度時(shí)電阻,Ohm/kmρs:20oC時(shí)鎧裝層材料電阻率,Ohm.mm^2/mαs：鎧裝層電阻溫度系數(shù),1/oCK:鎧裝層工作溫度系數(shù)（0.8-0.9）θs:電纜導(dǎo)體最高工作溫度,oCθo:標(biāo)準(zhǔn)工作溫度，一般為20oC鎧裝層總截面積,mm^2鎧裝層平均直徑 (即節(jié)圓直徑):DA=Ds+ntDA:鎧裝層平均直徑 ,mm Ds:鎧裝前外徑,mm n:鎧裝層數(shù) t:鎧裝單層厚度， mm鎧裝層等效厚度：AdAδ:鎧裝層等效厚度,mm A:鎧裝層橫截面積， mm^2 dA:鎧裝平均直徑,mm廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載導(dǎo)磁性材料鎧裝：1．兩芯電纜鋼絲鎧裝：0.62210143.82A1051.48r1t]22[295.7ARRARdAr1：外切于各導(dǎo)體的外接圓半徑 mm其余見(jiàn)后所示。2．三芯圓導(dǎo)體鋼絲鎧裝：21.23RA(2c)21RdA(2.77RA106)213．三芯扇形導(dǎo)體鋼絲鎧裝：20.358RA(2r1)212fRdA(2.77RA106)21r1：三根成型導(dǎo)體的外接圓半徑mm2fRA：最高工作溫度下鎧裝的交流電阻OHM/mR：最高工作溫度下導(dǎo)體的交流電阻OHM/mdA：鎧裝平均直徑A：鎧裝的橫截面積mm^2t：導(dǎo)體之間的絕緣厚度mmc：導(dǎo)體軸心與電纜中心之間的距離mm二芯圓形電纜： c=0.5*絕緣外徑 三芯圓形電纜： c=1.155*絕緣半徑(1.155即 23r3

(r絕緣半徑)4．三芯鋼帶鎧裝或加強(qiáng)層電纜：磁滯損耗：S2K2 107 f2RdA 50S：各導(dǎo)體軸心之間距離 mm f：電源工作頻率 Hz對(duì)于扇形導(dǎo)體， S=dx+t dx:截面和緊壓程度均等同于圓導(dǎo)體的直徑 t:導(dǎo)體之間的絕緣厚度，即相絕緣厚度的兩倍。δ：鎧裝等效厚度AdAA:鎧裝橫截面積mm^2dA：鎧裝平均直徑mm1μ：相對(duì)磁導(dǎo)率，通常取300K系數(shù)：KdA1廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載渦流損耗：22.25S2K2108(f)2R.dA50系數(shù)同上S：各導(dǎo)體軸心之間距離 mm對(duì)于扇形導(dǎo)體， S=dx+t dx:截面和緊壓程度均等同于圓導(dǎo)體的直徑 t:導(dǎo)體之間的絕緣厚度，即相絕緣Aδ：鎧裝等效厚度dAdA：鎧裝平均直徑 mmR：最高工作溫度時(shí)導(dǎo)體交流電阻 ohm/m總鎧裝損耗為磁滯損耗和渦流損耗之和：2 2 2五、熱阻計(jì)算1. 絕緣熱阻計(jì)算a．單芯電纜/單根低壓電線：T1Tln(12t1)2dcb．二、三芯帶絕緣電纜：

T1

2

T

G

G—幾何因數(shù)，查電纜手冊(cè)

P300頁(yè)c．金屬帶屏蔽型三芯電纜

：T1

K

2

T

G

G—幾何因數(shù)，查電纜手冊(cè)

P300頁(yè)P(yáng)T:材料熱阻

K.m/W

下同

t1:導(dǎo)體和金屬套之間的絕緣厚度

mm 無(wú)金屬套時(shí)即為絕緣厚度dc:導(dǎo)體直徑

mm

K：屏蔽因數(shù)d．圓導(dǎo)體、金屬化紙屏蔽和線芯之間有圓形油道的三芯電纜（即CabeExpert中的A類充油電纜）T10.358T(2ti)2tidcdc：導(dǎo)體直徑 mmti：絕緣厚度，包括碳黑和金屬化紙帶再加上繞包在三個(gè)線芯的非金屬帶厚度的一半 mme．圓形導(dǎo)體、金屬帶線芯屏蔽和線芯之間有圓形油道的三芯電纜（即CabeExpert中的B類充油電纜）T10.35T(0.923dc)dc2tidc：導(dǎo)體直徑 mmti：絕緣厚度，包括碳黑和金屬化紙帶再加上繞包在三個(gè)線芯的非金屬帶厚度的一半 mm廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載襯墊熱阻(或金屬套和鎧裝之間熱阻)：(1)具有共同金屬套的單芯，二芯和三芯電纜金屬套和鎧裝之熱阻（無(wú)金屬套時(shí)即指襯墊層熱阻） .T2Tln(12t2)t2—內(nèi)襯厚度Ds—金屬套外徑(即襯墊前外徑)2DS(2)SA和SL型電纜：鎧裝下襯層和填充的熱阻：T2TGG—幾何因數(shù)，查相關(guān)手冊(cè)P300頁(yè)2外護(hù)層熱阻：T3Tln(12t3)t3—外護(hù)層厚度Da—外護(hù)套前外徑2Da4.電纜外部熱阻：a．自由空氣中不受日光直接照射電纜：T41.De.h.(s)1/4h—散熱系數(shù)s：超過(guò)環(huán)境溫度以上的電纜表面溫升,KDe:電纜外徑mm下同(s)1/4：由計(jì)算機(jī)迭代計(jì)算，應(yīng)用時(shí)可采用圖解計(jì)算，參考：《電線電纜載流量》P82頁(yè).hZE相關(guān)參數(shù)查CableExpertV6.0軟件中“電纜熱阻計(jì)算”窗口的圖示。Degb．自由空氣中受日光直接照射電纜：T4的計(jì)算同上，但 ( s)1/4的計(jì)算方法不同：由計(jì)算機(jī)迭代計(jì)算，應(yīng)用時(shí)可采用圖解計(jì)算，參考： 《電線電纜載流量》P83頁(yè).c．單根孤立埋地電纜：T4Tln(uu21)22LuDeL—電纜軸線至地表面的距離， mm，一般取 700或1000mm De—電纜外徑 mm廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載d．埋地電纜群：①平面間距排列等損耗二根電纜T4T{ln(uu21)1ln[1(2L)2]}22s1u

2LDeL—電纜軸線至地表面的距離，mm，一般取700或1000mmDe—電纜外徑mms1：相鄰電纜之間的軸心距mm②.平面等間距排列大致等損耗三根電纜T4T{ln(uu21)ln[1(2L)2]}2s1u2LDe上式計(jì)算的為中間電纜的熱阻。L—電纜軸線至地表面的距離，mm，一般取700或1000mmDe—電纜外徑mms1：相鄰電纜之間的軸心距mm③.平面等間距排列金屬套損耗不等的三根電纜（金屬套不換位且金屬套各接點(diǎn)均接地時(shí)，金屬套損耗不等影響最熱電纜的外部熱阻。在此情況下，電纜載流量計(jì)算公式中分子項(xiàng)所用的T4按上[即等損耗三根電纜]式計(jì)算，分母項(xiàng)中的T4必須用以下公式計(jì)算）。T4T{ln(uu21)10.5(21

1112)2L2]}ln[1()lms1u

2LDeL—電纜軸線至地表面的距離，mm，一般取700或1000mmDe—電纜外徑mms1：相鄰電纜之間的軸心距mm：該組外側(cè)電纜金屬套損耗因數(shù)；：該組另一側(cè)電纜金屬套損耗因數(shù)；lm：該組中間電纜金屬套損耗因數(shù)；廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載④.平面接觸排列二根金屬套電纜T4T[ln(2u)0.451](u5)2⑤:平面接觸排列二根非金屬套電纜T4T[ln(2u)0.295](u5)2⑥.平面接觸排列三根金屬套電纜T4T[0.475ln(2u)0.346](u5)⑦:平面接觸排列三根非金屬套電纜T4T[0.475ln(2u)0.142](u5)⑧.三角形接觸排列三根金屬套電纜T41.5T[ln(2u)0.630]⑨.三角形接觸排列三根非金屬套電纜T4T[ln(2u)2ln(u)]2⑩.埋地鋼管電纜按單根孤立埋地電纜公式計(jì)算，L為鋼管中心至地面距離，而De則為包括防腐層在內(nèi)的鋼管外徑六、載流量計(jì)算1．空氣中不受日光照射的交流電纜 ;土壤避免發(fā)生局部干燥場(chǎng)合下的直埋交流電纜 ;土壤中管道敷設(shè)交流電纜IWd[0.5T1n(T2T3T4)]nR(11)T2nR(12)(T3T4)RT112．空氣中直接受日光照射的交流電纜：IWd[0.5T1n(T2T3T4*)].De*.H.T4*nR(11)T2nR(12)(T3T4*)RT113．土壤發(fā)生局部開(kāi)燥場(chǎng)合下的直接埋地交流電纜IWd[0.5T1n(T2T3T4)](1)x1)T212)(T3T4)]R[T1n(1n(1廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載4．空氣中不受日光照射的 5KV及以下直流電纜：InR(11)T2nR(T3T4)RT15．空氣中直接受日光照射時(shí)的5KV及以下直流電纜I.De*HT4*T*)nRnR(TRT1346．土壤發(fā)生局部開(kāi)燥場(chǎng)合下5KV及以下直流電纜I(1)xnT2n(T3T4)]R[T17．土壤避免干燥場(chǎng)合下的 5KV及以下直流電纜：xInR.T48．空氣中低壓電線電纜：IWd[0.5T1n(T2T3T4)]RT1nRT2nR(T3T4)Wd:介質(zhì)損耗T1:絕緣熱阻T2:襯墊熱阻T3：外護(hù)套熱阻T4:外部熱阻R:交流電阻n：電纜芯數(shù)1：金屬套損耗系數(shù)2：鎧裝損耗系數(shù)廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載電線電纜允許短路電流計(jì)算ISC103A.CKln1a(R20at1a(

SC0

20)20)Ck:導(dǎo)體熱容系數(shù),J/cm^3.oC A:導(dǎo)體截面,mm^2 Ck:導(dǎo)體熱容系數(shù),J/cm^3.oCR20:20oC時(shí)電纜交流電阻,Ohm/km電線電纜短時(shí)過(guò)負(fù)荷電纜載流量計(jì)算ItINRC(1S0RSC0Rc—線芯在θc時(shí)的電阻,OHM/m;Rs—線芯在θs時(shí)的電阻,OHM/m;s—連續(xù)負(fù)荷時(shí)線芯的最高允許工作溫度0—過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)線芯的最高允許工作溫度t—過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間， minτ—電纜時(shí)間常數(shù) ,minIN—電纜額定載流量 ,A

1)1et/熱時(shí)間常數(shù)計(jì)算 :T*Q60T=T1+T2+T3+T4Qc=Qck*Ac Qi=Qik*Ai Qs=Qsk*As Qj=Qjk*Aj單支熱路:Q=Qc+0.5(Qi+Qs+Qj)二支熱路：QQcPT2T3T4[(1P)QiQSQj]QiT11P(Di2ln(Di))21DcDc:熱時(shí)間常數(shù)，minT：電纜熱阻，oC.m/WQ:等效熱容,J/oC.mT1，T2，T3，T4分別為絕緣層，內(nèi)襯層，外護(hù)層和外部熱阻，oC.m/WQc,Qi,Qs,Qj分別為導(dǎo)體，絕緣，金屬套，外護(hù)套熱容，J/oC.mQck,Qik,Qsk,Qjk分別為導(dǎo)體，絕緣，金屬套，外護(hù)層熱容系數(shù)，J/cm^3.oCAc,Ai,As,Aj分別為導(dǎo)體，絕緣，金屬套，外護(hù)套的截面積,mm^2Di:絕緣外徑,mmDc:導(dǎo)體外徑,mm廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載電力電纜相序阻抗計(jì)算As nsBCmssABACmBCnn,m比值