電纜載流量計算書

,,,,XLPE電纜連續(xù)載流量主要計算參數(shù)數(shù)據(jù)表,,,

,,,,,,,,

,,,,項目,單位,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)

,,,,電纜截面,mm2,400,1200

,,,,電纜排列方式,,,水平排列

,,,,軸間距,mm,90,225

,,,,敷設場所,,1,土壤中

,,,,土壤熱阻系數(shù),k·m/w,0.047,1.2

,,,,導體電阻(DC20℃時),Ω/km,0.0617,0.0151

,,,,導體交流電阻(AC90℃時),Ω/km,0.192,0.0201

,,,,導體與金屬屏蔽之間的電容,μF,,0.2452

,,,,介質(zhì)損耗,W/m,0.221,0.3156

,,,,金屬護套的損耗,---,0,0.2236

,,,,鎧裝損耗,---,0.621,0.0

,,,,導體與金屬屏蔽之間的熱阻,k·m/w,0,0.4160

,,,,金屬屏蔽與鎧裝之間的熱阻,k·m/w,0.157,0.0

,,,,非金屬護套熱阻,k·m/w,0.36,0.0905

,,,,電纜與管道之間的熱阻,k·m/w,0.048,0.2869

,,,,管道本身的熱阻,k·m/w,1.723,0.0328

,,,,管道外部熱阻,k·m/w,2.13,

,,,,穿管時周圍媒質(zhì)總的熱阻,k·m/w,1,

,,,,不穿管時周圍媒質(zhì)的熱阻,k·m/w,,0.8486

,,,,電纜芯數(shù),---,90,1

,,,,最高使用溫度,℃,35,90.0

,,,,環(huán)境溫度,℃,55,30.0

,,,,高于環(huán)境溫度的導體溫度,℃,525,60.0

電纜有限公司技術部,,,,連續(xù)載流量,,,

,,,,單回路,A,,1376

2010/8/20,,,,雙回路不穿管,A,,1336

,,,,,,,,

1.載流量計算,,,,,,,

使用條件及必要系數(shù)：,,,,,,,

序號,項目,單位,數(shù)據(jù),,,,

1,電壓U0/U,kV,64/110,,,,

2,頻率f,Hz,50,,,,

3,介電常數(shù)ε,,2.3,,,,

4,介電損耗角正切tgδ,,0.001,,,,

5,鋁護套導電率ρsh,Ω·m,2.84×10-8,,,,

6,銅導體電阻溫度系數(shù),1/℃,3.93×10-3,,,,

7,金屬護套電阻溫度系數(shù),1/℃,4.03×10-3,,,,

8,XLPE絕緣熱阻系數(shù),k·m/w,3.5,,,,

9,PE外護套的熱阻系數(shù),k·m/w,3.5,,,,

10,運行時導體溫度,℃,90,,,,

11,運行時金屬護套溫度,℃,60,,,,

12,空氣溫度（假定）,℃,40,,,,

13,土壤溫度,℃,30,,,,

14,金屬護套接地方式,,一點接地或交叉互聯(lián),,,,

15,電纜間距,mm,225(平行敷設),,,,

16,土壤熱阻系數(shù),k·m/w,1.2,,,,

17,敷設深度,mm,300,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

具體計算公式如下:,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,,

其中:,,,,,,,

I:載流量(A),,,,,,,

△θ:導體溫度與環(huán)境溫度之差(℃),,,,,,,

R:90℃時導體交流電阻(Ω/m),,,,,,,

n:電纜中載流導體數(shù)量,,,,,,,

Wd:絕緣介質(zhì)損耗,,,,,,,

λ1:護套和屏蔽損耗因數(shù),,,,,,,

λ2:金屬鎧裝損耗因數(shù),,,,,,,

T1:導體與金屬護套間絕緣層熱阻(k·m/w),,,,,,,

T2:金屬護套與鎧裝層之間內(nèi)襯層熱阻(k·m/w),,,,,,,

T3:電纜外護層熱阻(k·m/w),,,,,,,

T4:電纜表面與周圍媒介之間熱阻(k·m/w),,,,,,,

1.導體交流電阻R的計算,,,,,,,

R=R＇(1+ys+yp),,,,,,,

R＇=R0［1+α20(θ-20)］,,,,,,,

其中:,,,,,,,

R＇:最高運行溫度下導體直流電阻(Ω/m),,,,,,,

ys:集膚效應因數(shù),,,,,,,

yp:鄰近效應因數(shù),,,,,,,

R0:20℃時導體直流電阻（Ω/m）,,,,,,,

θ：最高運行溫度90℃,,,,,,,

α20:20℃時銅導體的溫度系數(shù),,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：對于分割導體ks=0.435。,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：dc:導體直徑（mm）,,,,,,,

s:各導體軸心之間距離（mm）,,,,,,,

對于分割導體ks=0.37。,,,,,,,

2.介質(zhì)損耗Wd的計算,,,,,,,

Wd=ωCU02tgδ,,,,,,,

其中：ω=2πf,,,,,,,

C:電容F/m,,,,,,,

U0:對地電壓（V）,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：ε=2.3,,,,,,,

Di為絕緣外徑（mm）,,,,,,,

dc為內(nèi)屏蔽外徑（mm）,,,,,,,

3.金屬屏蔽損耗λ1的計算,,,,,,,

λ1=λ1＇+λ1〃,,,,,,,

其中：λ1＇為環(huán)流損耗,,,,,,,

λ1〃為渦流損耗,,,,,,,

λ1〃的計算：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：,,,,,,,

ρ：金屬護套電阻率(Ω·m),,,,,,,

R：金屬護套電阻(Ω/m),,,,,,,

D：金屬護套外徑，對于皺紋鋁護套(mm),,,,,,,

t：金屬護套厚度(mm),,,,,,,

Doc：皺紋鋁套最大外徑(mm),,,,,,,

Dit：皺紋鋁套最小內(nèi)徑(mm),,,,,,,

a.三角形排列時,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

△2=0,,,,,,,

b.平行排列時,,,,,,,

1)中心電纜,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

△2=0,,,,,,,

其中：,,,,,,,

2)外側超前相,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3)外側滯后相,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

4.鎧裝損耗λ2的計算,,,,,,,

λ2=0,,,,,,,

5熱阻的計算,,,,,,,

5.1熱阻T1的計算,,,,,,,

熱阻,,,,,,,

,,,,,,,,

式中：ρT1—絕緣材料熱阻系數(shù)(k·m/w),,,,,,,

dc—導體直徑(mm),,,,,,,

t1—導體和護套之間的絕緣厚度(mm),,,,,,,

5.2熱阻T2的計算,,,,,,,

熱阻T2=0,,,,,,,

5.3外護套熱阻T3的計算,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：ts-外護套厚度,,,,,,,

ρT3-外護套（非金屬）熱阻系數(shù),,,,,,,

5.4外部熱阻T4計算,,,,,,,

5.4.1空氣中敷設,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：,,,,,,,

De*：電纜外徑(mm),,,,,,,

h:散熱系數(shù),,,,,,,

計算：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

令，求出，反復疊代直至-≤0.001時,,,,,,,

為止，此時的值即為值。,,,,,,,

當空氣中敷設時，回路數(shù)對載流量基本沒有影響。,,,,,,,

5.4.2土壤中敷設,,,,,,,

5.4.2.1管道敷設，有水泥槽。,,,,,,,

5.4.2.1.1電纜和管道之間的熱阻T4′：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：U、V和Y是與條件有關的常數(shù)。,,,,,,,

De為電纜外徑。,,,,,,,

θm為電纜與管道之間介質(zhì)的平均溫度。,,,,,,,

5.4.2.1.2管道本身的熱阻,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：Do為管道外徑。,,,,,,,

Dd為管道內(nèi)徑。,,,,,,,

ρT4為管道材料的熱阻系數(shù)。,,,,,,,

5.4.2.1.3管道外部熱阻,,,,,,,

系數(shù),,,,,,,

,,,,,,,,

其中：N為管道內(nèi)有負荷電纜根數(shù)。,,,,,,,

ρe管道周圍土壤的熱阻系數(shù)。,,,,,,,

ρc水泥的熱阻系數(shù)。,,,,,,,

,,,,,,,,

rb為水泥槽等效半徑，由下式表示：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：x和y分別表示管道的短邊和長邊。,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

其中：,,,,,,,

,,,,,,,,

L為地表面到電纜軸線的間距。,,,,,,,

De為電纜的外徑。,,,,,,,

kT4為系數(shù)。,,,,,,,

5.4.2.2多回土壤敷設直埋,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

共有(q-1)項，而項除外。,,,,,,,

其中：dpk和dpk＇分別為第p根電纜的中心至第k根電纜的中心和第,,,,,,,

p根電纜的中心至第k根電纜在大地一空氣的鏡象中心距離。,,,,,,,

其它參數(shù)的含義見5.4.2.1。,,,,,,,

,,,,,,,,

2.交聯(lián)電纜非絕熱狀態(tài)下短路電流的計算,,,,,,,

2.1金屬屏蔽的短路電流,,,,,,,

絕熱狀態(tài)下短路電流的計算公式如下：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中:IAD為絕熱狀態(tài)下金屬屏蔽的短路電流，A；,,,,,,,

"t為短路時間，sec.,這里t為3秒；",,34.29kA,,,,,

"K為常數(shù),對于金屬鋁為148，A.s1/2/mm2；",,,,,,,

S為金屬屏蔽截面，679.9mm2,,,,,,,

θf短路終止溫度，180℃；,,,,,,,

θi短路起始溫度，60℃；,,,,,,,

β為常數(shù)，對于金屬鋁為228，℃。,,,,,,,

金屬屏蔽的截面積,,,,,,,

式中：Din為鋁護套內(nèi)徑，mm；,,92.8mm,,,,,

Doc為鋁護套外徑，mm；,,103.4mm,,,,,

ts為鋁護套厚度，mm；,,2.3mm,,,,,

當電纜處于非絕熱狀態(tài)下時，應考慮如下系數(shù)：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中：σ2，σ3為金屬屏蔽層四周媒質(zhì)的比熱，J/K·m3；,,,"2.4,2.4",,,,

ρ2，ρ3為金屬屏蔽層四周媒質(zhì)的熱阻，k·m/W；,,,"3.5,3.5",,,,

σ1為金屬屏蔽的比熱，J/K·m3；,,,2.5,,,,

δ為金屬屏蔽的厚度，mm；,,,2.3,,,,

F為常數(shù)，一般取0.7。,,,,,,,

因此因數(shù)ε為：,,,,,,,

,,,=1.1044,,,,

式中：t為短路時間，3sec.,,,,,,,

金屬屏蔽非絕熱狀態(tài)下的短路電流為：,,,,,,,

I=IAD×ε,=37.87kA,,,,,,

式中：I為非絕熱狀態(tài)下的短路電流。,,,,,,,

2.2導體非絕熱狀態(tài)下的短路電流的計算,,,,,,,

絕熱狀態(tài)下短路電流的計算公式如下：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

=99.13kA,,,,,,,

這里，各參數(shù)的含義見2.1條。,,,,,,,

考慮到非絕熱狀態(tài)，,,=1.01,,,,,

,,,,,,,,

式中：X、Y為計算常數(shù)，分別為0.41mm2/s和0.12mm2/s,,,,,,,

s為導體截面,,,,,,,

t為時間3s,,,,,,,

導體非絕熱狀態(tài)下的短路電流I=IA