导体载流量和运行温度计算.
（完整版）电缆载流能力与敷设环境及温度的关系
（完整版）电缆载流能⼒与敷设环境及温度的关系电缆载流能⼒与敷设条件及环境温度的关系1 前⾔电缆的载流能⼒关系到缆芯截⾯选择、电缆安全运⾏、经济效益等诸多⽅⾯，因此为了更加安全、合理、经济的选择电缆有必要对电缆的载流量在不同条件下的变化情况进⾏分析，以满⾜实际⼯作需要，进⼀步提⾼系统安全和节省开⽀。
本⽂主要针对电缆的载流量与敷设条件及环境温度的关系进⾏分析，以求能够更准确的计算出XLPE 电缆的额定载流量，为线路设计提供更有价值的参考。
2 电缆载流能⼒概述电⼒电缆载流量是按电缆导体在通载⼀定电流下引起的温升不超过绝缘材料的最⾼允许温度确定的，对于150kV 挤包绝缘电缆IEC840（88年）、IEC60840（1999年）均标明XLPE 电缆持续运⾏允许最⾼温度θM 为90℃。
因此，到⽬前为⽌35kV 以上XLPE 的θM 在⼯程上⼀般采⽤90℃或留有安全运⾏裕度。
电缆导体的温度主要受电缆通载电流和电缆本体（电缆的绝缘层、外护套）的热阻及电缆运⾏环境的影响。
国际电⼯委员会发布的电缆载流量计算标准（IEC60287）对⼀般的简单的运⾏状态的载流量可以进⾏理论计算。
但是，由于计算中对相关参数的取值不同，计算出的结果有⼀定的差异，特别对于运⾏条件相对复杂的场合，如⼤量的排管敷设、直埋敷设，计算值的合理性还有待于⼤量试验数据的验证。
为了进⼀步验证理论计算值与实际运⾏时载流量的关系我们特按照图1所⽰⽅式进⾏了试验。
试验电缆图1 电缆载流量试验⽰意图试验电缆为红旗电缆⼚YJLW-Z1×400、YJLW-Z1×500110kVXLPE 电缆。
敷设⽅式为穿⽔泥管、穿玻璃钢管。
将所试电缆敷设在规定的运⾏条件下，在电缆导体和护套上布置测温传感器。
排管内⽤热电偶管内测量，电缆中⽤钻孔固定⽅法，每根电缆在中⼼位置线芯处放置1个热电偶，电缆外护套上放置1个热电偶。
沿中⼼向两端每隔1.0⽶、1.5⽶、2.0⽶在电缆外护套上放置热电偶，在距中⼼两侧3.5⽶电缆线芯处放置热电偶。
bvv电缆载流量-解释说明
bvv电缆载流量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在电力系统中，传输和分配电能时常会使用到各种电缆。
而准确评估电缆的载流量是电力系统的重要任务之一。
载流量是指电缆所能承载的电流的最大值，也可以理解为电缆的电流容量。
正确估计电缆的载流量能够有效地保证电力系统的稳定运行，并且能够避免电缆过载而造成的设备损坏或事故发生。
电缆的载流量是由电缆自身的导体材料及其结构特性所决定的。
电缆的导体材料通常是铜或铝，而导体的截面积大小则直接影响了电流的传输能力。
此外，电缆的绝缘材料也会对载流量产生影响，因为良好的绝缘材料能够有效地隔离导体，减少漏电和电阻的损耗。
除了电缆自身的特性，还有一些外部因素也会对电缆的载流量产生影响。
例如，环境温度、敷设方式、周围热源等都会对电缆的导热性能产生影响，从而影响载流量的大小。
此外，电缆的长度、截面形状以及敷设方式等因素也会对载流量的计算产生影响。
为了准确评估电缆的载流量，通常需要进行测量和计算。
测量电缆的载流量可以通过安装电流传感器来实现，然后通过对传感器输出的电流信号进行读取和分析来得到准确的载流量数值。
此外，也可以通过计算的方式来评估电缆的载流量，其中需要考虑到电缆的热稳定性、电流传输的温升、环境温度等因素。
综上所述，对于电力系统的稳定运行和设备的保护而言，准确评估电缆的载流量是非常重要的。
通过了解电缆的载流量定义和重要性，以及影响载流量的因素以及测量和计算载流量的方法，我们能更好地掌握电缆的使用和管理，从而提高电力系统的可靠性和安全性。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下结构组织内容，分别介绍了载流量的定义和重要性、影响载流量的因素，以及测量和计算载流量的方法。
结构如下：第二章：载流量的定义和重要性在这一章中，将详细介绍了什么是载流量以及为什么它对于电缆非常重要。
我们会对载流量的概念进行解释，并探讨其在电力系统中的作用和意义。
通过深入了解载流量的定义和重要性，读者可以更好地理解后续章节的内容。
高压架空输电线路载流量和温度计算
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载流量计算书
电缆载流量计算书电缆有限公司技术部2019/9/211.载流量计算使用条件及必要系数：1. 导体交流电阻 R的计算R=R＇(1+y s+y p)R＇=R0［1+α20(θ-20)］其中:其中：对于分割导体ks=0.435。
其中：d c:导体直径 （mm）s:各导体轴心之间距离 （mm） 对于分割导体ks=0.37。
2.介质损耗W d的计算W d=ωCU02tgδ其中：ω=2πfC:电容 F/mU:对地电压（V）其中：εD i为绝缘外径 （mm）d c为内屏蔽外径 （mm）3.金属屏蔽损耗λ1的计算λ1=λ1＇+λ1〃其中：λ1＇为环流损耗λ1〃为涡流损耗λ1〃的计算：其中：ρ：金属护套电阻率 (Ω·m)R：金属护套电阻 (Ω/m)t：金属护套厚度 (mm)D oc：皱纹铝套最大外径 (mm) D it：皱纹铝套最小内径 (mm)a.三角形排列时2b.平行排列时1)中心电缆△2=03)外侧滞后相4.铠装损耗λ2的计算λ2=05热阻的计算5.1热阻T1的计算热阻式中：ρT1 — 绝缘材料热阻系数 (k·m/w)d c — 导体直径 (mm)t 1 — 导体和护套之间的绝缘厚度 (mm)5.2热阻T 2的计算 热阻T 2=05.3外护套热阻T 3的计算其中：t s -外护套厚度 ρT3-外护套（非金属）热阻系数5.4外部热阻T 4计算5.4.1空气中敷设其中：D e *：电缆外径 (mm)h: 散热系数当空气中敷设时，回路数对载流量基本没有影响。
5.4.2土壤中敷设5.4.2.1管道敷设，有水泥槽。
5.4.2.1.1电缆和管道之间的热阻T4′：其中：U、V和Y是与条件有关的常数。
D e 为电缆外径。
θm 为电缆与管道之间介质的平均温度。
5.4.2.1.2管道本身的热阻其中：D o 为管道外径。
D d 为管道内径。
ρT4为管道材料的热阻系数。
5.4.2.1.3管道外部热阻ρe 管道周围土壤的热阻系数。
三相电缆载流量计算公式
三相电缆载流量计算公式
摘要：
一、电缆载流量概念介绍
二、三相电缆载流量计算公式
1.估算口诀
2.铜芯电缆载流量计算
3.高温九折铜升级
4.穿管根数折扣
三、应用场景及注意事项
正文：
电缆载流量是指一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量。
在热稳定条件下，当电缆导体达到长期允许工作温度时的电缆载流量称为电缆长期允许载流量。
载流量的计算对于电缆选型和敷设至关重要，直接影响到电力系统的稳定运行。
三相电缆载流量的计算可以根据以下公式进行：
1.估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。
这个口诀适用于各种绝缘线（橡皮和塑料绝缘线）。
2.铜芯电缆载流量计算：铜芯截面积（平方毫米）乘以2.5安。
这是针对铜芯电缆的连续使用载流量计算，如果为间歇使用，则乘以4安。
3.高温九折铜升级：在高温环境下，电缆载流量需按照原来的九折计算。
4.穿管根数折扣：根据穿管的数量，进行相应的折扣计算。
穿管根数二三
四，八七六折满载流。
在实际应用中，还需根据具体的使用环境和条件进行相应的调整。
例如，在高温环境下，铜芯电缆的载流量需要进行九折计算。
同时，穿管的数量也会影响到电缆的载流量，穿管根数越多，满载流量越小。
需要注意的是，以上计算公式仅供参考，实际应用中还需考虑其他因素，如电缆的敷设方式、环境温度、电缆散热等。
在计算载流量时，应结合实际情况，确保电缆的安全稳定运行。
总之，掌握三相电缆载流量计算公式，能够帮助我们准确地选择和敷设电缆，保证电力系统的稳定运行。
导线载流量计算公式
导线载流量计算根据电流来选截面1．用途各种导线的截流量(安全用电)通常可以从手册中查找。
但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
导线的截流量与导线的截面有关，也与导线的材料（铝或铜）、型号（绝缘线或裸线等）、敷设方法（明敷或穿管等）以及环境温度（25℃左右或更大）等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。
2．口诀铝心绝缘线截流量与截面的倍数关系： S（截面）=0.785*D(直径)的平方10下5，100上二，25、35，四三界，70、95，两倍半。
①穿管、温度，八九折。
②裸线加一半。
③铜线升级算。
④3．说明口诀是以铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件为准。
若条件不同，口诀另有说明。
绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘线或塑料绝缘线。
口诀对各种截面的截流量（电流，安）不是直接指出，而是用“截面乘上一定倍数”来表示。
为此，应当先熟悉导线截面（平方毫米）的排列：1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ．．．．．．．生产厂制造铝芯绝缘线的截面通常从2.5开始,铜芯绝缘线则从1开始；裸铝线从16开始，裸铜线则从10开始。
①这口诀指出：铝芯绝缘线截流量，安，可以按“截面数的多少倍”来计算。
口诀中阿拉伯数字表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。
把口诀的“截面与倍数关系”排列起来便如下：．．．10*5 16、25*4 35 、45*3 70 、95*2.5 120*2．．．．．．现在再和口诀对照就更清楚了，原来“10下五”是指截面从10以下，截流量都是截面数的五倍。
“100上二”是指截面100以上，截流量都是截面数的二倍。
截面25与35是四倍和三倍的分界处。
这就是口诀“25、35四三界”。
而截面70、95则为二点五倍。
从上面的排列可以看出：除10以下及 100以上之处，中间的导线截面是每每两种规格属同一种倍数。
下面以明敷铝芯绝缘线，环境温度为25℃，举例说明：【例1】6平方毫米的，按“10下五”算得截流量为30安。
导体载流量和运行温度计算
QR Qt Ql Q f
式中 QR– 单位长度导体电阻损耗的热量,W/m; Qt– 单位长度导体吸收太阳日照的热量,W/m; Ql– 单位长度导体的对流散热量,W/m; Qf– 单位长度导体向周围介质辐射散热量,W/m;
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《发电厂电气主系统》
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的 基本理论和方法
第一节 导体载流量
和运行温度计算
第一节 导体载流量和运行温度计算
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
教学内容
本节教学内容
一、概述 二、导体的发热和散热
三、导体载流量的计算
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第一节 导体载流量和运行温度计算 一.概述
《发电厂电气主系统》
Fd－导热面积（m2）；
－物体厚度（m）； 1、2－分别为高温区和低温区的温度（℃）。
第一节 导体载流量和运行温度计算 三、导体载流量的计算
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
三. 导体载流量的计算
1、导体的温升过程 导体的温度由最初温度开始上升，经过一段时间后达到 稳定温度。导体的升温过程，可按热量平衡关系来描述。 导体散到周围介质的热量，为对流换热量QI与辐射换热 量Qf之和（一般导热量很小可以忽略），这是一种复合换热。 工程上为了便于分析与计算，常把辐射换热量表示成与对流 换热量相似的计算形式，故用一个总换热系数w来包括对流 换热与辐射换热的作用，即
第三章 常用计算的基本理论和方法
第一节 导体载流量和运行温度计算 一、概述
1）当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。 2）绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。 3）导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作 用下，产生的涡流和磁滞损耗。 发热的分类 （1）长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引 起的发热。 （2） 短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。
导线载流量简单计算
导线载流量简单计算导线载流量的计算口诀导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。
各种导线的载流量通常可以从手册中查找。
但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
口诀是：10下五；100上二；25、35，四、三界；70、95，两倍半；穿管、温度，八、九折。
裸线加一半。
铜线升级算。
这几句口诀反映的是铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系。
根据口诀，我国常用导线标称截面（平方毫米）与倍数关系排列如下：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185……五倍四倍三倍二倍半二倍例如，对于环境温度不大于25℃时的铝芯绝缘线的载流量为：截面为6平方毫米时，载流量为30安；截面为150平方毫米时，载流量为300安。
若是穿管敷设（包括槽板等敷设、即导线加有保护套层，不明露的），计算后，再打八折；若环境温度超过25℃，计算后再打九折。
例如截面为10平方毫米的铝芯绝缘线在穿管并且高温条件下，载流量为10×5×0.8×0.9=36安。
若是裸线，则载流量加大一半。
例如截面为16平方毫米的裸铝线在高温条件下的载流量为：16×4×1.5×0.9=86.4安。
对于铜导线的载流量，口诀指出“铜线升级算”，即将铜导线的截面按截面排列顺序提升一级，再按相应的铝线条件计算。
例如截面为35平方毫米的裸铜线环境温度为25℃的载流量为：按升级为50平方毫米裸铝线即得50×3×1.5=225安。
对于电缆，口诀中没有介绍。
一般直接埋地的高压电缆，大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算。
比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35×3=105安。
三相四线制中的零线截面，通常选为相线截面的 1/2左右。
当然也不得小于按机械强度要求所允许的最小截面。
电缆载流量计算规则
电缆载流量：电缆载流量是指一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量,在热稳定条件下,当电缆导体达到长期允许工作温度时的电缆载流量称为电缆长期允许载流量。
估算口诀二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是”截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。
由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。
从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。
从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。
即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。
“条件有变加折算，高温九折铜升级”。
上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。
若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。
如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。
"穿管根数二三四，八七六折满载流。
意思是在穿管敷设两根、三根、四根电线的情况下，其载流量分别是电工口决计算载流量（单根敷设）的80%、70%、60%。
电缆载流量计算
电缆载流量计算:电缆载流量：电缆载流量是指一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量,在热稳定条件下,当电缆导体达到长期允许工作温度时的电缆载流量称为电缆长期允许载流量。
估算口诀二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是”截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。
由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。
从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。
从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。
即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。
“条件有变加折算，高温九折铜升级”。
上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。
若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。
如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。
"穿管根数二三四，八七六折满载流。
意思是在穿管敷设两根、三根、四根电线的情况下，其载流量分别是电工口决计算载流量（单根敷设）的80%、70%、60%。
第二章载流导体的发热和电动力
第二章载流导体的发热和电动力•导体的工作状态•导体的正常、短时最高允许温度•导体的长期发热•发热过程及特点•计算目的：确定导体载流量和正常工作温度•导体的载流量•概念•提高导体载流量的措施载流量是在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。
一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm²，铝导线的安全载流量为3~5A/mm²。
如：2.5 mm² BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5×8A/mm²=20A ，4mm²BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm²=32A•导体的短路时的电动力计算•三相导体短路时的电动力发热过程及特点•工程处理方法•计算目的：确定导体短路时应有的机械强度载流导体之间会受到电动力的作用。
正常工作情况下，导体通过的工作电流不大，因而电动力也不大，不会影响电气设备的正常工作。
短路时，导体通过很大的冲击电流，产生的电动力可达很大的数值，导体和电器可能因此而产生变形或损坏。
闸刀式隔离开关可能自动断开而产生误动作，造成严重事故．开关电器触头压力明显减少，可能造成触头熔化或熔焊，影响触头的正常工作或引起重大事故。
因此，必须计算电动力，以便正确地选择和校验电气设备，保证有足够的电动力稳定性，使装置可靠地工作。
正常运行时导体载流量计算为什么关心发热•正常工作状态：•产生的各种损耗（电阻损耗，介质损耗，涡流和磁滞损耗）变成热使导体的温度升高；•导体温度升高的不良影响：如机械强度下降，接触电阻增加，绝缘性能降低等。
•短路工作状态：•短路时间虽然不长，但电流大，因此发热量也很大，造成导体迅速升温。
通过的电流20℃时的直流电阻率20℃时的电阻温度系数Ω/m导体截面积集肤效应系数交流电阻太阳辐射功率密度W/m2太阳照射热量吸收率单位长度导体受太阳照射的面积（外直径）对流散热系数（物体表面与附近空气温差1℃，单位时间（1s）单位面积上通过对流与附近空气交换的热量。
(完整版)电缆载流能力与敷设环境及温度的关系
电缆载流能力与敷设条件及环境温度的关系1 前言电缆的载流能力关系到缆芯截面选择、电缆安全运行、经济效益等诸多方面，因此为了更加安全、合理、经济的选择电缆有必要对电缆的载流量在不同条件下的变化情况进行分析，以满足实际工作需要，进一步提高系统安全和节省开支。
本文主要针对电缆的载流量与敷设条件及环境温度的关系进行分析，以求能够更准确的计算出XLPE 电缆的额定载流量，为线路设计提供更有价值的参考。
2 电缆载流能力概述电力电缆载流量是按电缆导体在通载一定电流下引起的温升不超过绝缘材料的最高允许温度确定的，对于150kV 挤包绝缘电缆IEC840（88年）、IEC60840（1999年）均标明XLPE 电缆持续运行允许最高温度θM 为90℃。
因此，到目前为止35kV 以上XLPE 的θM 在工程上一般采用90℃或留有安全运行裕度。
电缆导体的温度主要受电缆通载电流和电缆本体（电缆的绝缘层、外护套）的热阻及电缆运行环境的影响。
国际电工委员会发布的电缆载流量计算标准（IEC60287）对一般的简单的运行状态的载流量可以进行理论计算。
但是，由于计算中对相关参数的取值不同，计算出的结果有一定的差异，特别对于运行条件相对复杂的场合，如大量的排管敷设、直埋敷设，计算值的合理性还有待于大量试验数据的验证。
为了进一步验证理论计算值与实际运行时载流量的关系我们特按照图1所示方式进行了试验。
试验电缆图1 电缆载流量试验示意图试验电缆为红旗电缆厂YJLW-Z1×400、YJLW-Z1×500110kVXLPE 电缆。
敷设方式为穿水泥管、穿玻璃钢管。
将所试电缆敷设在规定的运行条件下，在电缆导体和护套上布置测温传感器。
排管内用热电偶管内测量，电缆中用钻孔固定方法，每根电缆在中心位置线芯处放置1个热电偶，电缆外护套上放置1个热电偶。
沿中心向两端每隔1.0米、1.5米、2.0米在电缆外护套上放置热电偶，在距中心两侧3.5米电缆线芯处放置热电偶。
电力电缆常用计算公式
✧电线电缆载流量计算交流电阻计算绝缘介质损耗计算电线电缆金属套和屏蔽的损耗计算铠装损耗计算热阻计算载流量计算✧电线电缆允许短路电流计算✧电线电缆短时过负荷电缆载流量计算✧电力电缆相序阻抗计算✧电线电缆导体和金属屏蔽热稳定计算电线电缆载流量计算一、交流电阻计算1. 集肤和邻近效应对应的Ks 和Kp 系数的经验值： 导体不干澡浸渍:0.1=sk 0.1=p k导体干燥浸渍:0.1=s k 8.0=p k2. 工作温度下导体直流电阻：)]20(1[200-+⨯='θαR R0R —20oC 时导体直流电阻 OHM/M 20α—20oC 时导体电阻温度系数3. 集肤效应系数：1.一般情况：s SR f X κπ72108-⨯'=448.0192ss s X X Y +=2. 穿钢管时：s SR f X κπ72108-⨯'=5.18.019244⨯+=ss s X X Y f —电源频率Hz4. 邻近效应系数：a. 二芯或二根单芯电缆邻近效应因数：p pR fX κπ72108-⨯'=一般情况：9.2)(8.0192244⨯+=sd X X Y c p pp穿钢管时：5.19.2)(8.0192244⨯⨯+=sd X X Y c p ppdc:导体直径 mm s ：各导体轴心间距 mmb. 三芯或三根单芯电缆邻近效应因数:p pR f X κπ72108-⨯'=（1） 圆形导体电缆 一般情况：]27.08.019218.1)(312.0[)(8.0192442244+++⨯+=ppc c p pp XXsd s d X X Ydc:导体直径 mm s ：各导体轴心间距 mm穿钢管时：5.1]27.08.019218.1)(312.0[)(8.0192442244⨯+++⨯+=ppc c p pp XXsd s d X X Ydc:导体直径 mm s ：各导体轴心间距 mm（2） 成型导体电缆 一般情况：]}27.08.019218.1)(312.0[)(8.0192{32442244++++⨯++=ppx X x X p p p XXtd d t d d X X Y 穿钢管时：5.1]}27.08.019218.1)(312.0[)(8.0192{32442244⨯++++⨯++=ppx X x X p p p XXtd d t d d X X Y dx: 截面和紧压程度均等同于圆导体的直径 t:导体之间的绝缘厚度（即两倍相绝缘厚度）5. 集肤效应产生电阻：S s Y R R '=6. 邻近效应产生电阻：p p Y R R '=7. 导体交流电阻：)](1[p s Y Y R R ++'=二、绝缘介质损耗计算1．导体电容：D i —— 绝缘层直径（除屏蔽层）,mm dc —— 导体直径（含导体屏蔽层）,mm 非屏蔽多芯或直流电缆不需计算绝缘损耗 ε：介电常数 PE:2.3 pvc:6.0 2. 单相绝缘介质损耗:ω=2πf)/( (20)m W tg U c W d δω=U 0:对地电压 V C ：电容 F/m tg δ：介质损耗角正切 0.004三、电线电缆金属套和屏蔽的损耗计算金属套截面积：A = π(Ds o + t) t 'MM^2)/(10)ln(189m F d D c ci-⨯=ε金属带截面积：A=π(Ds o +nt)nt/(1±k) (重叠:1-k,间隙1+k)金属套电阻：1011131/)](1[10A K R S S S S θθαρ-+= 2022232/)](1[10A K R S S S S θθαρ-+=Rs:金属套工作温度时电阻,Ohm/km ρs:20oC 时金属套材料电阻率, Ohm.mm^2/m αs ：金属套电阻温度系数,1/oC K: 金属套工作温度系数（0.8-0.9） θs:电缆导体最高工作温度,oC θo:标准工作温度，一般为20oC A: 金属套截面积,mm^2 总金属套电阻：3211111S S S R R R Rs ++=Rs1:金属套电阻,Ohm/km Rs2:金属带电阻,Ohm/km Rs3:其它电阻,Ohm/km1．单芯电缆或三芯SL 型，三芯钢管型电缆：)/(102ln 29cm D Sx ss Ω⨯=-ωS:带电段内各导体间的轴间距离 Ds:金属套平均直径Ds:金属套平均直径D 1….D n:第1至n 层的金属护套前外径,mm t1….tn:第1至n 层的金属护套厚度,mm N:金属护套层数电缆类型1：单芯三相电路等边三角形敷设电缆；三芯非铠装分相铅包(SL 型)电缆； 两根单芯和三根单芯电缆（三角形排列）金属套两端互联接地；正常换位金属套两端互联平面排列的三根单芯电缆 （1）.护套二端接地（涡流损失系数不计）2221ss s s x r x r r +⨯='λNt D t D t D t D t D D n n S 2244233222211).......()()()()(++++++++=（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）Ss s s s D S r S D A S D r r A 52)/10.(])2/(1[)2(.2922211++="ωλ A 1=3 A 2=0.417电缆类型2：单芯三相电路等距平面布设（1）.护套二端接地（涡流损失系数不计） 电缆换位:)/(102ln 29cm D S x se sΩ⨯='-ω S e =1.26S (cm)2221ss s s x r x r r '+'⨯='λ电缆不换位：a x r M s s+=3a x r N s s -=)/(102ln 29cm a Ω⨯=-ω fπω2=A 相：)1)(1(44)(323.22221+++-++='N M N M N M r r s λB 相：11.21+='N r r s λC 相：)1)(1(44)(323.22221+++--+='N M N M N M r r s λ（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）Ss s s s D S r S D A S D r r A 52)/10.(])2/(1[)2(.2922211++="ωλ 两侧电缆：A 1=1.5 A 2=0.27 中间电缆：A 1=6 A 2=0.083电缆类型3：钢管型三芯缆（分相屏蔽或分相金属护套，不分连接方式）22217.1ss sx r x r r s+⨯='λ分裂导线：)1)(1(4)(422222++++=N M N M N M FF⨯''=''11λλrs:每cm 电缆的金属套电阻(OHM/cm) r:每cm 电缆的导体电阻(OHM/CM) Ds:金属套平均直径 S:导体轴间距离 f:电源频率 Hz2．二芯统包金属套非铠装电缆 圆形或椭圆形导体：])(1[)(.1016221421dc d c R R S +⨯=''-ωλ扇形导体：])48.1(2.12[)48.1(.108.1021211621dt r d t r R R S +++⨯=''-ωλfπω2=椭圆形导体mM d d d*= dM ：椭圆的长轴直径mm dm ：椭圆的短轴直径 mmc ：一根导体轴心和电缆轴心之间的距离mm二芯圆形电缆：c=0.5*绝缘外径 三芯圆形电缆：c=1.155*绝缘半径(1.155即 r 332(r 绝缘半径) d ：金属套平均直径 mmr1：两个扇形导体的外接圆半径mm f ：频率 Hz t ：导体之间的绝缘厚度3．三芯统包金属套非铠装电缆圆形或椭圆形导体，当R S ≤100μohm/m 时:])10(411)2()10(11)2[(32742721⨯++⨯+=''ωωλSSS R dc R dc R R圆形或椭圆形导体，当R S >100μohm/m 时:1422110)2(.2.3-⨯=''dc R R S ωλ扇形导体Rs 为任意值：])/10(11)2[(94.027211ωλ⨯++=''S S R d t r R Rr1：三根扇形导体的外接圆半径mm f ：频率 Hz d ：金属套平均直径 mm t ：导体之间的绝缘厚度4．二芯和三芯钢带铠装电缆：钢带铠装使金属套涡流增加，所以应按二三芯统包金属套非铠装电缆（见上）计算的1λ''值乘以下述因数：22]11)(1[μδAAd d d ++四、铠装损耗计算非磁性材料铠装：以护套和铠装的并联电阻代替金属套和屏蔽损耗计算（如上节）中的r s ，护套直径D s1和铠装直径D s2的均方根值代替金属护套的平均直径(即22221s s sD D D +=)铠装金属丝总截面积:42d nA π=A:铠装金属丝总截面积,mm^2 n:金属丝总根数 d:金属丝直径,mm铠装金属带总截面积： A=π(Ds+nt)nt/(1±k) (重叠:1-k,间隙1+k) A:金属带总截面,mm^2 Ds:铠装前外径,mm n:金属带层数 t:金属带厚度,mm k:重叠或间隙率(即重叠或间隙宽度与带宽的比值),% 铠装层电阻(工作温度时):A K R S S S S /)](1[1003θθαρ-+=Rs:铠装层工作温度时电阻,Ohm/km ρs:20oC 时铠装层材料电阻率, Ohm.mm^2/m αs ：铠装层电阻温度系数,1/oC K:铠装层工作温度系数（0.8-0.9） θs:电缆导体最高工作温度,oC θo:标准工作温度，一般为20oC A:铠装层总截面积,mm^2 铠装层平均直径(即节圆直径):D A =Ds+ntD A :铠装层平均直径,mm Ds:铠装前外径,mm n: 铠装层数 t:铠装单层厚度，mm 铠装层等效厚度：Ad A πδ=δ:铠装层等效厚度,mm A:铠装层横截面积，mm^2 d A :铠装平均直径,mm导磁性材料铠装： 1．两芯电缆钢丝铠装：22151422]7.9548.1[1082.31062.0Ad t r R A RR A A ++⨯+⨯=--ωωλr1：外切于各导体的外接圆半径 mm 其余见后所示。
导体载流量和运行温度计算
Nu w 0 A Bsin n D QI D
VD 0.13
0.16
w 0 [ A Bsin n ]
(W/m)
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
－导体温度为20℃时的直流电阻率（·mm2/m）；
t－电阻温度系数（℃－1）；w－导体的运行温度（℃）； Kf－集肤系数：S－导体截面积（mm2）。
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
常用电工材料的电阻率及温度系数，列于表 3-l。
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
圆柱及圆 管导体的集 肤系数，示 于图3－2 。 f 为电源频 率，Rdc 为 1000 m长导 体的直流电 阻。
图3－2 圆柱及管形导体的集肤系数
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
对流换热系数α l 的计算 （1）自然对流换热量的计算
屋内空气自然流动或屋外风速小于0.2m/s，属于自然 对流换热。此种情况的对流换热系数取:
l 1.5(w 0 )0.35
[W／(m2·℃) ]
表3－1 电阻率及温度系数t
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《风电厂电气系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
电线允许载流量计算
导线载流量的近似计算在输配电线路的设计过程中，按载流量选择或校验导线截面是一项重要内容。
导线的载流量是按导线的发热条件计算的最大持续电流。
所选的最大容许持续电流应当大于该线路在正常或故障后可能提供的最大持续电流。
影响导线载流量的因素有多种，如架空裸导线的载流量就与导线的电阻、直径、表面状况、温升和环境温度、日照强度、风速等因素有关，绝缘电线和电缆的载流量的影响因素除导线的电阻和敷设环境的散热条件外，还要考虑绝缘层、外护层等的各种损耗和热阻。
因此，导线的载流量的计算过程是比较复杂的。
为了应用方便，通常都是根据不同型号和规格的导线的最高允许运行温度，选定一些环境条件，按照相关的计算公式计算制作成相应的载流量表，以供需要时查用。
比较全面的导线载流量表通常载于大型专业手册中，为了减少备用资料的数量，可以用相对简单的近似公式来计算导线的载流量。
下面就从架空裸导线的载流量计算公式入手来寻找近似公式的基本形式。
一、架空裸导线的载流量计算公式 架空裸导线的载流量计算公式为I = （A ） （1）式中 P R —单位长度导线的辐射散热功率，W/m ；4485.67[(273)(273)]10R a a P DE πθθθ-=++-+⨯44115.67[(273)(273)]10a a dE πθθθ-=++-+⨯ （2）D ，d —分别为以m 和mm 为单位计量的导线外径；E —导线表面的辐射散热系数，光亮的新线为0.23~0.40，旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~0.95； θ—导线表面的平均温升，℃；θ=t -θaθa —环境温度，℃；t —导线允许最高工作温度，℃； P F —对流散热功率，W/m ；0.4850.57F f e P R πθλ= （3）λƒ—导线表面空气层的传热系数， W/m.℃；252.42107()102f a θλθ--=⨯++⨯R e —雷诺数，3/10/e R VD Vd νν-==⨯V —垂直于导线的风速，m/s ；ν—导线表面空气层的运动粘度， m 2/s ；581.32109.6()102a θνθ--=⨯++⨯P S —日照吸热功率， W/m ；P S =αS J S D=αS J S d ×10-3 （4）αS —导线表面的吸热系数，光亮的新线为0.35~0.46，旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~0.95； J S —日光对导线的日照强度，W/ m ²。
第三章 常用计算的基本理论和方法
F 2 10 i1i2 1 L( N / m) a
• 受邻近效应的影响，实际电流il 和i2并非在轴线而是向导体 截面外侧排挤，电流在导体截面上分布不均匀。所以在公式 中应引入一个形状系数K。
第一节 正常运行时导体载流量计 算
导体的集肤效应系数与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。矩形截面导体的 集肤效应系数如图3—1所示。圆柱及圆管导体的集肤效应系数如图3—2所示。
图3—1矩形导体的集肤效应系数 图3—2圆柱及圆管导体的集肤效应系数
第一节 正常运行时导体载流量计算
2．导体吸收太阳辐射的热量Qt 吸收太阳辐射(日照)的能量会造成导体温度升高，凡安装在屋外的导体应 考虑日照的影响。
第一节 正常运行时导体载流量计 算
常用电工材料的电阻率ρ及电阻温度系数αt见表3-1。
表3-1 电阻率p及电阻温度系数αt
材料名称 纯铝 铝锰合金 铝镁合金 铜 钢
p(Ω ． · 2／m) mm O．029 OO 0.037 90 O．045 80 O．017 90 O．139 OO
αt(℃-1) O．004 03 O．004 20 O．004 20 O．003 85 O．004 55
(2)短路前后导体温度变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故也
不能作为常数对待。 根据短路时导体发热的特点，当时间由0到td(td为短路切除时间)，导体温度由 开始温度θL上升到最高温度θh，其相应的平衡关系经过变换成为
1 i 2 dt mC0 (1 )d 0 1 S 2 kt
第一节 正常运行时导体载流量计算
1．导体电阻损耗的热量QR
←导体的交流电阻
式中：Rdc为导体的直流电阻(Ω／m)；
Kr为导体的集肤效应系数； ρ为导体温度为20 ℃时的直流电阻率(Ω ．mm2／m)； αt为20 ℃时的电阻温度系数(℃-1)； θw为导体的运行温度(℃)； S为导体截面积(mm2)。
载流量计算公式
设计资料
长期载流量计算书：
电缆短时过负荷曲线：
电缆在运行中如果经常满载，导体温度已达到最高允许温度，那么过载就会造成过热，在任何时间电缆的温度不得超过最高允许温度，过热的过载时不允许的。
按一般输配电情况，电缆在一昼夜中，有几个小时是满负载运行，其余时间则低于最大允许载流量，导体的温度升高不是瞬间的，必须经过逐渐的热平衡过程达到稳定。
因此利用导体尚未达到允许温度之前的一段时间，对电缆加以短期过载。
电缆敷设于空气中
允许短时过载电流与过载时间的关系式为：
导体的热稳定计算
●允许弯曲半径
敷设时弯曲半径：
单芯电缆：20D，多芯电缆：15D。
运行时弯曲半径：
安装以后不大于15倍电缆的实际外径。
●电缆允许最大拉力
导体截面x 7N/m㎡。
【免费下载】电缆载流能力与敷设环境及温度的关系
电缆载流能力与敷设条件及环境温度的关系1 前言电缆的载流能力关系到缆芯截面选择、电缆安全运行、经济效益等诸多方面，因此为了更加安全、合理、经济的选择电缆有必要对电缆的载流量在不同条件下的变化情况进行分析，以满足实际工作需要，进一步提高系统安全和节省开支。
本文主要针对电缆的载流量与敷设条件及环境温度的关系进行分析，以求能够更准确的计算出XLPE 电缆的额定载流量，为线路设计提供更有价值的参考。
2 电缆载流能力概述电力电缆载流量是按电缆导体在通载一定电流下引起的温升不超过绝缘材料的最高允许温度确定的，对于150kV 挤包绝缘电缆IEC840（88年）、IEC60840（1999年）均标明XLPE 电缆持续运行允许最高温度θM 为90℃。
因此，到目前为止35kV 以上XLPE 的θM 在工程上一般采用90℃或留有安全运行裕度。
电缆导体的温度主要受电缆通载电流和电缆本体（电缆的绝缘层、外护套）的热阻及电缆运行环境的影响。
国际电工委员会发布的电缆载流量计算标准（IEC60287）对一般的简单的运行状态的载流量可以进行理论计算。
但是，由于计算中对相关参数的取值不同，计算出的结果有一定的差异，特别对于运行条件相对复杂的场合，如大量的排管敷设、直埋敷设，计算值的合理性还有待于大量试验数据的验证。
部分国家在工程应用中对XLPE 电缆的θM 取值见下表：国家电压（kV ）θM （℃）备注909086年应用法国2259094年应用俄罗斯11090加拿大2308590年开始应用安大略水电公司。
电缆热老化试验按≥95℃德国400756h 以内θM 可达90℃，电缆型式试验按95℃，供货资格试验按90℃3 试验敷设方式为了进一步验证理论计算值与实际运行时载流量的关系我们特按照图1所示方式进行了试验。
试验电缆图1 电缆载流量试验示意图试验电缆为红旗电缆厂YJLW-Z1×400、YJLW-Z1×500110kVXLPE 电缆。
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20)] Kf
（Ω/m）
导体的集肤效应系数Kf与电流的频率、导体的形状和尺 寸有关。
Байду номын сангаас
t —20°C时的电阻温度系数
—导体温度为20°C时的直流电阻率 mm2 / m
W —导体的运行温度
S —导体的截面积
二、导体的发热和散热
2. 导体吸收太阳辐射的热量Qt
导体对太阳照射的吸收率
短路时：
硬铝及铝锰合金+200℃； 硬铜+300℃。
二、导体的发热和散热
导体的发热：
导体电阻损耗的热量 导体吸收太阳辐射的热量
导体的散热：
导体对流散热 导体辐射散热 导体导热散热
二、导体的发热和散热
1. 导体电阻损耗的热量QR
QR
I
2 W
Ra
c
（W/m）
Rac
Rdc K f
[1t (W
第三章 常用计算的基本理论 和方法
§3.1 导体载流量和运行温度计算
一、概述
1. 电气设备通过电流时产生的损耗
载流导体的电阻损耗
绝缘材料内部的介质损耗
热量
金属构件中的磁滞和涡流损耗
电气设备的 温度升高
一、概述
2. 发热对电气设备的影响
绝缘性能降低：
温度升高 => 有机绝缘材料老化加快
机械强度下降：
工程上将辐射散热量表示成与对流散热量相似的计算形式。
w —总散热系数； F—总散热面积。
三、导体载流量的计算
热平衡方程：
QR Ql Qf Qc
Qc —导体本身温度升高所需的热量
I 为流过导体的电流(A)，在t
其温升为 w 0 在dt
时刻导体的运行温度为 时间内，有
w
I 2Rdt w F dt mcd
温度升高 => 材料退火软化
接触电阻增加：
温度升高 => 接触部分的弹性元件因退火而压力降 低，同时接触表面氧化，接触电阻增加，引起温 度继续升高，产生恶性循环
一、概述
3. 两种工作状态时的发热
长期发热：
导体在正常工作状态下由工作电流产生的发热。
短时发热：
导体在短路工作状态下由短路电流产生的发热。
短时发热的特点：
1o）短路电流大，发热量多 2o）时间短，热量不易散出
导体的温度迅速升高
在短路时，导体还受到很大的电动力作用，如果超过 允许值，将使导体变形或损坏。
一、概述
4. 最高允许温度
为保证导体可靠工作，发热温度不超过限值 正常时：
一般不超过+70℃； 计及日照+80℃； 表面镀锡+85℃； 表面有银的覆盖层+95 ℃.
I 2 R w F
w
F
t
e mc
I 2 R w F k
I 2 R w F
[
I
2
R
w
F
k
]e
w F
mc
t
三、导体载流量的计算
w F
I
2
R1
e
w
F
mc
t
w
F
k
e
w
F
mc
t
I 2R
wF
1
e
m为单位长度导体的质量，c为导体的热容比
W —总散热系数； F—总散热面积。
三、导体载流量的计算
导体通过正常工作电流时，其温度变化范围不大，
因此，R、c、aw可视为常数。则有
[I 2R w F ]dt mcd
dt
I 2R
mc
w F
d
mc
wF
1
I 2R w F
D
空气导热系数
努谢尔特准则数，表 征对流散热强度
强迫对流风向修正系数： A B(sin )n
强迫对流散热量： Ql
Nu
D
(W
0 )[A
B(sin)n ]D
二、导体的发热和散热
4. 导体辐射散热量Qf
热量从高温物体以热射线方式传给低温物体的传播过
程，称为辐射。
Qf
5.73 273 w
d[I 2R w F ]
三、导体载流量的计算
设t=0，初始温度 k k 0 当时间由0→t 时，温升 由 k ，对上式进行积分
t
0
dt
mc
wF
k
I 2R
1
w F
d[I 2R
w F ]
解得：
t
mc
wF
ln
I 2R w F I 2R w F k
D
Fl D
h
b h bbb h bbbbb
h A1 1000
b A2 1000
Fl 2( A1 A2 )
当b
6mm 8mm
，Fl
22.A51A1
A2
10mm
3A1 4 A2
当b
180mmmm，Fl
3A1 4A2 4( A1 A2 )
100
4
273 0
100
4
Ff
Ff —单位长度导体的辐射散热面积，依导体形状和布置 情况而定。
—导体材料的相对辐射系数
二、导体的发热和散热
5. 导体导热散热量Qd
固体中由于晶格振动和自由电子运动，使热量由高温区 传至低温区；而在气体中，气体分子不停地运动，高 温区域的分子比低温区域的分子具有较高的速度，分 子从高温区运动到低温区，便将热量带至低温区。这 种传递能量的过程，称为导热。
Qt Et At D （W/m）
导体的直径 太阳辐射功率密度
二、导体的发热和散热
3. 导体对流散热量Ql
由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对
流。
Ql l ( W 0 )Fl
Fl —单位长度导体散热面积， 与导体尺寸、布置方式等因素 有关。导体片（条）间距离越 近，对流条件就越差，故有效 面积应相应减小。
二、导体的发热和散热
3. 导体对流散热量Ql
由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对
流。
Ql l ( W 0 )Fl
al — 对流散热系数。对流条 件不同，有不同的计算公式。
(1) 自然对流散热： (2) 强迫对流散热：
l 1.5(W 0 )0.35
l
Nu
w
F
mc
w
t
k
e
w F
mc
t
当时间t→∞时，导体的温升趋于稳定值 w 故稳定温升为
w
I2R
wF
令
Tr
mc
wF
导热面积
高温区和低温区温度
Qd
Fd
1
2
导热系数 物体厚度
三、导体载流量的计算
1．导体的温升过程
导体的温度由最初温度开始上升，经过一段时间后达到 稳定温度 导体的发热：
QR I 2 R
导体的散热： 省略掉传导
Ql Qf Qd Ql Qf w (w 0 )F