電力電纜常用計(jì)算公式

廣州市金纜軟件廣州市金纜軟件電線電纜載流量計(jì)算溝通電阻計(jì)算絕緣介質(zhì)損耗計(jì)算鎧裝損耗計(jì)算熱阻計(jì)算電線電纜允許短路電流計(jì)算電線電纜短時過負(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)算電線電纜載流量計(jì)算一、溝通電阻計(jì)算系數(shù)的閱歷值：導(dǎo)體不干澡浸漬:k 1.0 ks

1.0:k 1.0 ks

0.8工作溫度下導(dǎo)體直流電阻：RR0

[120

R —20oC時導(dǎo)體直流電阻OHM/M —20oC時導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)0 20集膚效應(yīng)系數(shù)：一般狀況：4X2 107 Y 4S R

s s 1920.8X4s穿鋼管時：8f X4sSsX2 R107sSs

Y1920.8X4sss

1.5fHz鄰近效應(yīng)系數(shù)：二芯或二根單芯電纜鄰近效應(yīng)因數(shù)：8fppX2 R107pp一般狀況：

X4 dY p p 1920.8X4p

c)2s

2.9穿鋼管時：

X4 dY p p 1920.8X4p

c)2s

2.91.5dc:導(dǎo)體直徑mm s：各導(dǎo)體軸心間距mm:8fppX2 R107pp一般狀況：X4Y p

(dc)2

[0.312(

dc)2

1.18 ]p 1920.8X4 s sp

X4p1920.8X4p

0.27dc:導(dǎo)體直徑mm s：各導(dǎo)體軸心間距mm穿鋼管時：X4 d d

1.18Y p ( c)2[0.312(

c)2

]1.5p 1920.8X4 s sp

X4p1920.8X4p

0.27dc:導(dǎo)體直徑mm s：各導(dǎo)體軸心間距mm一般狀況：pY 2{ X4p

( dX

)2[0.312( dX

)2

1.18 ]}p 31920.8X4p

d t d tx x

X4p1920.8X4p

0.27穿鋼管時：pY 2{ X4pp 31920.8X4p

( dX )2[0.312( dXd t d x x

)2

1.18X4p1920.8X4p

0.27

]}1.5dx: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〕集膚效應(yīng)產(chǎn)生電阻：R RYs S鄰近效應(yīng)產(chǎn)生電阻：R RYp p導(dǎo)體溝通電阻：s

Y)]p二、絕緣介質(zhì)損耗計(jì)算導(dǎo)體電容：ci18ln(D)id

109(F/m)cDi——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:ω=2πfW d

0U0:對地電壓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金屬帶截面積：A=π(Dso+nt)nt/(1±k) :1-k,1+k)金屬套電阻：R 103S1

S1

(KS1

)]/A0 1R 103S2

[1S2

(K

)]/A0 2Rs:金屬套工作溫度時電阻,Ohm/kmρs:20oC時金屬套材料電阻率,Ohm.mm^2/mαs：金屬套電阻溫度系數(shù),1/oC K: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,oC 標(biāo)準(zhǔn)工作溫度，一般為20oCA:金屬套截面積,mm^2總金屬套電阻：Rs 11 1 1R R RS1 S2 S3Rs1:金屬套電阻,Ohm/km Rs2:金屬帶電阻,Ohm/km Rs3:其它電阻,Ohm/kmSL型，三芯鋼管型電纜：2Sx 2 lns Ds

109(/cm)S:帶電段內(nèi)各導(dǎo)體間的軸間距離 Ds:金屬套平均直徑(D(Dt)2(D t)2(Dt)2(D t)2.......(D t)21 1 2 23 3N4 4n nSDs:金屬套平均直徑,mmt1….tn:1至n層的金屬護(hù)套厚度,mmN:金屬護(hù)套層數(shù)1：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)〕r x2 s s1 r r2s

x2s〔2〕.護(hù)套單點(diǎn)或穿插換位互聯(lián)接地〔環(huán)流損失系數(shù)不計(jì)〕Dr ( s)2[1A(D /2S)2]A s.1 1 r

2S 2(r.109/)2s

s 5DSA=3 A=0.4171 22：單芯三相電路等距平面布設(shè)護(hù)套二端接地〔渦流損失系數(shù)不計(jì)〕電纜換位:x2 ln2Ses D

109(/cm)sS=1.26S(cm)e 1

srr r2rs

x2sx2ss電纜不換位：sM rsx assN rsx as 3a ln2109(/cm)

2fA相：

r s.

3N2

2 3(MN)41 r 4(M2

B相：r 1 s.1 r N21C相：

r M23N22 3(MN)4s.1 r 4(M2

〔2〕.護(hù)套單點(diǎn)或穿插換位互聯(lián)接地〔環(huán)流損失系數(shù)不計(jì)〕DsArs1 1 r

( s.2S

)2[1A(D2

/2S)2]2S(r.109s

/)2

5DS兩側(cè)電纜：A=1.5 A=0.271 2中間電纜：A=6 A=0.0831 23：鋼管型三芯纜〔分相屏蔽或分相金屬護(hù)套，不分連接方式〕r

1.7x2s1 r r2s

x2s分裂導(dǎo)線：F4M2N2(MN)21)

F1 1rs: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) 金屬套平均直徑S:導(dǎo)體軸間距離 f:電源頻率Hz圓形或橢圓形導(dǎo)體：1621014 c c ( )2[1( )2]1 R.R d dS扇形導(dǎo)體：10.821016 1.48rt

1.48rt (

1 )2[12.2(

1 )2]1

R.R d dSd *dM md *dM m

dM：橢圓的長軸直徑mm dm：橢圓的短軸直徑mm2 332 33二芯圓形電纜：c=0.5*絕緣外徑三芯圓形電纜：c=1.155*絕緣半徑(1.155即d：金屬套平均直徑mmr1：兩個扇形導(dǎo)體的外接圓半徑mm f：頻率Hz 絕緣厚度三芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜RRRS≤100μohm/m時:RR

r(r絕緣半徑)3RS[(2c)2

1

2c)4 1 ]1 R d

1(S107)2

d 14(S107)2RS>100μohm/m時: ( )210141 R.R dS扇形導(dǎo)體Rs為任意值：

0.94RS

2r[(

t)2 1 ]1 R d 1(RS

107/)2r1：三根扇形導(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〔見上〕計(jì)算的

值乘以下述因數(shù)：1d[1(d )2A

1 ]2d1 A四、鎧裝損耗計(jì)算非磁性材料鎧裝：s s1 替金屬套和屏蔽損耗計(jì)算〔如上節(jié)〕中的r護(hù)套直徑D 和鎧裝直徑s s1 D 2Ds12D 2Ds122s2()s

And24A: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^2 Ds:鎧裝前外徑,mm n:金屬帶層數(shù) 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),%(工作溫度時):R 103[1(K )]/AS S S S 0Rs:鎧裝層工作溫度時電阻,Ohm/km ρs:20oC時鎧裝層材料電阻率,Ohm.mm^2/mαs：鎧裝層電阻溫度系數(shù),1/oC K: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,oC 標(biāo)準(zhǔn)工作溫度，一般為20oCA: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導(dǎo)磁性材料鎧裝：1．兩芯電纜鋼絲鎧裝：0.6221014 3.82A105 1.48rt [

1 ]22 RRA

R A

95.7Ar1：外切于各導(dǎo)體的外接圓半徑 其余見后所示。2．三芯圓導(dǎo)體鋼絲鎧裝：1.23RA(2c)2 12 R dA

2.77R( A

106)2 1)3．三芯扇形導(dǎo)體鋼絲鎧裝：0.358RA

2r 1( 1)2

2 R dA

2.77R( A

106)2 1)r1：三根成型導(dǎo)體的外接圓半徑 mm2f最高工作溫度下鎧裝的溝通電阻OHM/m R：最高工作溫度下導(dǎo)體的溝通電阻dA：鎧裝平均直徑 A：鎧裝的橫截面積 mm^22 33t：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2 33二芯圓形電纜：c=0.5*絕緣外徑三芯圓形電纜：c=1.155*絕緣半徑(1.155即4．三芯鋼帶鎧裝或加強(qiáng)層電纜：磁滯損耗：

r(r絕緣半徑)

S2K2107f2

50AS：各導(dǎo)體軸心之間距離 mm f：電源工作頻率Hz對于扇形導(dǎo)體，S=dx+t dx:截面和緊壓程度均等同于圓導(dǎo)體的直徑 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^2 dA：鎧裝平均直徑mm1KK1dA

μ：300渦流損耗：2.25S2K2108 f2

R.dA

( )250K: 系數(shù)同上S：各導(dǎo)體軸心之間距離 mm對于扇形導(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δ：鎧裝等效厚度 AdAdA：鎧裝平均直徑mmR：最高工作溫度時導(dǎo)體溝通電阻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)算絕緣熱阻計(jì)算單芯電纜/單根低壓電線：T

T

2tln(1 1)1 2 dc二、三芯帶絕緣電纜：T 1

TG P300頁金屬帶屏蔽型三芯電纜：T

K

TG P300頁1 2PT: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 無金屬套時即為絕緣厚度dc:導(dǎo)體直徑mm K：屏蔽因數(shù)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〔CabeExpertA類充油電纜〕T0.358

2t( i )1 T dc2tidc：導(dǎo)體直徑mmtimm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〔CabeExpertB類充油電纜〕T0.351

(0.923

dd c2t)c idc：導(dǎo)體直徑mmtimm襯墊熱阻(或金屬套和鎧裝之間熱阻)：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〔無金屬套時即指襯墊層熱阻〕.T

2tln(1 2) t2—內(nèi)襯厚度 Ds—金屬套外徑(即襯墊前外徑)2 2 DSSA和SL型電纜：鎧裝下襯層和填充的熱阻：2T TG —幾何因數(shù)，查相關(guān)手冊P300頁2外護(hù)層熱阻： 2tT 3) t3—外護(hù)層厚度 D—外護(hù)套前外徑3 2 D aa電纜外部熱阻：14T .D4e

.h.(s

)1/4h—散熱系數(shù) ：超過環(huán)境溫度以上的電纜外表溫升,KsDe:電纜外徑mm下同()1/4：由計(jì)算機(jī)迭代計(jì)算，應(yīng)用時可承受圖解計(jì)算，參考P82頁.sh Z E CableExpertV6.0軟件中“電纜熱阻計(jì)算”窗口的圖示。Dge自由空氣中受日光直接照耀電纜：T4的計(jì)算同上，但()1/4的計(jì)算方法不同：由計(jì)算機(jī)迭代計(jì)算，應(yīng)用時可承受圖解計(jì)算，參考s電纜載流量》P83頁.單根孤立埋地電纜：4T Tlnu u21)4u2LDe電纜軸線至地外表的距離，mm，一般取700或1000mm De—電纜外徑mm埋地電纜群：

1 2LT T{ln(u u21) ln[1( )2]}4 2 2 s1u2LDe電纜軸線至地外表的距離，mm，一般取700或1000mm De—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 2LT T{ln(u ln[1( )2]}4 2 s1u2LDe上式計(jì)算的為中間電纜的熱阻。電纜軸線至地外表的距離，mm，一般取700或1000mm De—電纜外徑mms1：相鄰電纜之間的軸心距mm〔金屬套不換位且金屬套各接點(diǎn)均接地時，金屬套損耗不等影響最熱電纜的外部熱阻。在此狀況下，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]T4必需用以下公式計(jì)算。 10.5() 2LT

{ln(u u21)

11

ln[1( )2]}4 2 1 slm 1u2LDe電纜軸線至地外表的距離，mm，一般取700或1000mm De—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)；11：該組另一側(cè)電纜金屬套損耗因數(shù)；12lm：該組中間電纜金屬套損耗因數(shù)；lm④.平面接觸排列二根金屬套電纜4T T[ln(u)0.45]u)4⑤:平面接觸排列二根非金屬套電纜4T T[ln(u).29]u)4⑥.平面接觸排列三根金屬套電纜T 4

[0.475ln(2u)0.346](u5)⑦:平面接觸排列三根非金屬套電纜T 4

[0.475ln(2u)0.142](u5)⑧.三角形接觸排列三根金屬套電纜T 1.54

[ln(2u)0.630]⑨.三角形接觸排列三根非金屬套電纜4T T[ln(u)2lnu)]4⑩.埋地鋼管電纜按單根孤立埋地電纜公式計(jì)算，LDe則為包括防腐層在內(nèi)的鋼管外徑六、載流量計(jì)算WW[0.5Tn(T T T)]T)d123411 21234IW[0.5Tn(T T T*)].D*.H.T*T*)d1234e411 21234IW[0.5Tn(T T R[Tn(1)T n(1)(T T)]d1234x11 21234InR(T T)11 234I.D*HT*e4134IR[TnT n(T T)]x1234Ix4I W[0.5Tn(T TT)]nR(TT)d12341234IWd:介質(zhì)損耗 T1:絕緣熱阻 T2:襯墊熱阻 T3：外護(hù)套熱阻 阻R:溝通電阻n：電纜芯數(shù)1：金屬套損耗系數(shù) 2：鎧裝損耗系數(shù)電線電纜允許短路電流計(jì)算103103A.CR at20Kln1a( 20)1a( 20)0SCSCCk:導(dǎo)體熱容系數(shù),J/cm^3.oC A:導(dǎo)體截面,mm^2 系數(shù),J/cm^3.oCR20:20oC時電纜溝通電阻,Ohm/km電線電纜短時過負(fù)荷電纜載流量計(jì)算RCRSRCRS CS0011et/t N在θc時的電阻 ,OHM/m;—在θs時的電阻 ,OHM/m;—θs—連續(xù)負(fù)荷時線芯的最高允許工作溫度t—過負(fù)荷運(yùn)行時間，minτ—電纜時間常數(shù),minIN—電纜額定載流量,A:T*Q60T=T1+T2+T3+T4Qc=Qck*Ac Qi=Qik*Ai Qs=Qsk*As Qj=Qjk*Aj:Q=Qc+0.5(Qi+Qs+Qj)二支熱路：QQc

PQi

TT 2 TT

T4[(1P)QQi S

Q]jDP 1 1Di2ln(DiDc

) ( i)21Dc:熱時間常數(shù)，min T：電纜熱阻，oC.m/W Q: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,mm Dc:導(dǎo)體外徑,mm電力電纜相序阻抗計(jì)算snssnsB ms CsAB nAC

mBC

n,m比值GMRC

AB ABAAGMRc:導(dǎo)體幾何平均半徑,mm A:導(dǎo)體緊壓后有效截面,mm^2 η：緊壓導(dǎo)體填充系數(shù)1．金屬套一端互連接