電力電纜常用計算公式

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

[1

20(

20)]R0—20oC

時導體直流電阻

OHM/M

20—20oC

時導體電阻溫度系數(shù)集膚效應系數(shù)：1.一般情況：28f107Xs4XSsYsR1920.8Xs4穿鋼管時：28f107YsXs41.5XSRs1920.8Xs4f—電源頻率 Hz鄰近效應系數(shù)：a.二芯或二根單芯電纜鄰近效應因數(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,請勿轉(zhuǎn)載穿鋼管時：YXp4dc)22.91.5(p1920.8Xp4sdc:導體直徑 mm s：各導體軸心間距 mmb.三芯或三根單芯電纜鄰近效應因數(shù) :Xp28f107pR1）圓形導體電纜一般情況：YXp4(dc)2[0.312(dc)21.18]p1920.8Xp4ssXp40.271920.8Xp4dc:導體直徑mms：各導體軸心間距mm穿鋼管時：YXp4(dc)2[0.312(d21.18]1.5c)p1920.8Xp4ssXp40.271920.8Xp4dc:導體直徑mms：各導體軸心間距mm（2）成型導體電纜一般情況：Yp2{Xp4(dX)2[0.312(dX)21.18]}34dxt41920.8XpdxtXp0.271920.8Xp4穿鋼管時：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體的直徑 t:導體之間的絕緣厚度（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,請勿轉(zhuǎn)載集膚效應產(chǎn)生電阻：Rs RYS鄰近效應產(chǎn)生電阻：Rp RYp導體交流電阻：R R[1 (Ys Yp)]二、絕緣介質(zhì)損耗計算1．導體電容：c

18ln(

Di

)

10

9

(F/m)dcDi—— 絕緣層直徑（除屏蔽層）

,mm

dc—— 導體直徑（含導體屏蔽層）

,mm非屏蔽多芯或直流電纜不需計算絕緣損耗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/oCK:金屬套工作溫度系數(shù)（0.8-0.9）θs:電纜導體最高工作溫度,oCθo:標準工作溫度，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層的金屬護套前外徑 ,mmt1?.tn:第1至n層的金屬護套厚度 ,mmN:金屬護套層數(shù)電纜類型1：單芯三相電路等邊三角形敷設電纜； 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）.護套二端接地（渦流損失系數(shù)不計）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,請勿轉(zhuǎn)載（2）.護套單點或交叉換位互聯(lián)接地（環(huán)流損失系數(shù)不計）(Ds)2[1A(Ds/2S)2]A1rs.2S212Sr(rs.109/)25DSA1=3A2=0.417電纜類型2：單芯三相電路等距平面布設1）.護套二端接地（渦流損失系數(shù)不計）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）.護套單點或交叉換位互聯(lián)接地（環(huán)流損失系數(shù)不計）(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套，不分連接方式）r1.7x2ss1rs2xs2r分裂導線：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,請勿轉(zhuǎn)載rs:每cm電纜的金屬套電阻 (OHM/cm) r:每cm電纜的導體電阻 (OHM/CM) Ds:金屬套平均直徑S:導體軸間距離 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體：1621014(c)2[1(c)2]R.RSdd扇形導體：10.8210161.48rt21.48rt21(1)[12.2(1)]ddR.RS2f橢圓形導體ddM*dmdM：橢圓的長軸直徑mmdm：橢圓的短軸直徑mmc：一根導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 mmr1：兩個扇形導體的外接圓半徑 mm f：頻率 Hz t：導體之間的絕緣厚度3．三芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜圓形或橢圓形導體，當 RS≤100μohm/m時:13RS[(2c)21(2c)41]Rd1RS72dRS72(10)14(10)圓形或橢圓形導體，當 RS>100μohm/m時:3.22(2c)21014R.RSd扇形導體Rs為任意值：0.94RS2r1t212]1[()1(RS107/)Rdr1：三根扇形導體的外接圓半徑 mm f：頻率 Hz d：金屬套平均直徑 mmt：導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，所以應按二三芯統(tǒng)包金屬套非鎧裝電纜（見上）計算的1值乘以下述因數(shù)：d212[1(dA)dA]1四、鎧裝損耗計算非磁性材料鎧裝：以護套和鎧裝的并聯(lián)電阻代替金屬套和屏蔽損耗計算（如上節(jié)）中的rs，護套直徑Ds1和鎧裝直徑Ds2的均方根值代替金屬護套的平均直徑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):RS103S[1S(KS0)]/ARs:鎧裝層工作溫度時電阻,Ohm/kmρs: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/oCK:鎧裝層工作溫度系數(shù)（0.8-0.9）θs:電纜導體最高工作溫度,oCθo:標準工作溫度，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,請勿轉(zhuǎn)載導磁性材料鎧裝：1．兩芯電纜鋼絲鎧裝：0.62210143.82A1051.48r1t]22[295.7ARRARdAr1：外切于各導體的外接圓半徑 mm其余見后所示。2．三芯圓導體鋼絲鎧裝：21.23RA(2c)21RdA(2.77RA106)213．三芯扇形導體鋼絲鎧裝：20.358RA(2r1)212fRdA(2.77RA106)21r1：三根成型導體的外接圓半徑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：導體之間的絕緣厚度mmc：導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層電纜：磁滯損耗：S2K2 107 f2RdA 50S：各導體軸心之間距離 mm f：電源工作頻率 Hz對于扇形導體， S=dx+t dx:截面和緊壓程度均等同于圓導體的直徑 t:導體之間的絕緣厚度，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：相對磁導率，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,請勿轉(zhuǎn)載渦流損耗：22.25S2K2108(f)2R.dA50系數(shù)同上S：各導體軸心之間距離 mm對于扇形導體， S=dx+t dx:截面和緊壓程度均等同于圓導體的直徑 t:導體之間的絕緣厚度，即相絕緣Aδ：鎧裝等效厚度dAdA：鎧裝平均直徑 mmR：最高工作溫度時導體交流電阻 ohm/m總鎧裝損耗為磁滯損耗和渦流損耗之和：2 2 2五、熱阻計算1. 絕緣熱阻計算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

P300頁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

P300頁PT:材料熱阻

K.m/W

下同

t1:導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:導體直徑

mm

K：屏蔽因數(shù)d．圓導體、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線芯的非金屬帶厚度的一半 mme．圓形導體、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（無金屬套時即指襯墊層熱阻） .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)，查相關手冊P300頁2外護層熱阻：T3Tln(12t3)t3—外護層厚度Da—外護套前外徑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：由計算機迭代計算，應用時可采用圖解計算，參考：《電線電纜載流量》P82頁.hZE相關參數(shù)查CableExpertV6.0軟件中“電纜熱阻計算”窗口的圖示。Degb．自由空氣中受日光直接照射電纜：T4的計算同上，但 ( s)1/4的計算方法不同：由計算機迭代計算，應用時可采用圖解計算，參考： 《電線電纜載流量》P83頁.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均接地時，金屬套損耗不等影響最熱電纜的外部熱阻。在此情況下，電纜載流量計算公式中分子項所用的T4按上[即等損耗三根電纜]式計算，分母項中的T4必須用以下公式計算）。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)生局部干燥場合下的直埋交流電纜 ;土壤中管道敷設交流電纜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)生局部開燥場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的5KV及以下直流電纜I.De*HT4*T*)nRnR(TRT1346．土壤發(fā)生局部開燥場合下5KV及以下直流電纜I(1)xnT2n(T3T4)]R[T17．土壤避免干燥場合下的 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,請勿轉(zhuǎn)載電線電纜允許短路電流計算ISC103A.CKln1a(R20at1a(

SC0

20)20)Ck:導體熱容系數(shù),J/cm^3.oC A:導體截面,mm^2 Ck:導體熱容系數(shù),J/cm^3.oCR20:20oC時電纜交流電阻,Ohm/km電線電纜短時過負荷電纜載流量計算ItINRC(1S0RSC0Rc—線芯在θc時的電阻,OHM/m;Rs—線芯在θs時的電阻,OHM/m;s—連續(xù)負荷時線芯的最高允許工作溫度0—過負荷運行時線芯的最高允許工作溫度t—過負荷運行時間， minτ—電纜時間常數(shù) ,minIN—電纜額定載流量 ,A

1)1et/熱時間常數(shù)計算 :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，外護層和外部熱阻，oC.m/WQc,Qi,Qs,Qj分別為導體，絕緣，金屬套，外護套熱容，J/oC.mQck,Qik,Qsk,Qjk分別為導體，絕緣，金屬套，外護層熱容系數(shù)，J/cm^3.oCAc,Ai,As,Aj分別為導體，絕緣，金屬套，外護套的截面積,mm^2Di:絕緣外徑,mmDc:導體外徑,mm廣州市金纜軟件有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)許可,請勿轉(zhuǎn)載電力電纜相序阻抗計算As nsBCmssABACmBCnn,m比值