载流量计算书

t1 - 0.069 M
2
t1 + 0.0043 M
t1 3 =1.1044
式中：t为短路时间，3sec.
金属屏蔽非绝热状态下的短路电流为：
I=IAD×ε=37.87kA
式中：I为非绝热状态下的短路电流。
2.2导体非绝热状态下的短路电流的计算
绝热状态下短路电流的计算公式如下：
I
AD 2t
=
K
2S
2
Lnççèæ
3.金属屏蔽损耗λ 1的计算 λ 1=λ 1＇+λ 1〃
其中：λ 1＇为环流损耗 λ 1〃为涡流损耗
λ 1〃的计算：
l1
=
Rs R
é ê
g
s
l
0
(1
+
êë
D1
+
D
2
)
+
(b1ts )4
12 ´1012
ù ú úû
( ) gs
=
1
+
ççèæ
ts Ds
÷÷ö1.74 ø
b 1 Ds 10 -3
- 1.6
40 30 一点接地或交叉互联 225(平行敷设) 1.2 300
具体计算公式如下:
( [) (( )()] ) II ==
DDqq--WWd [d0.50T.5T+ n+(Tn2 T+2T+3 +TT3 4+)]T4 RRTT11++nnRR(11++l1l)T12T+2 n+Rn(1R+1l+1 +l1l+2 )(lT23 +TT34+) T4
XLPE电缆连续载流量主要计算参数数据表
项
目
电缆截面
电缆排列方式
轴间距
敷设场所
土壤热阻系数
导体电阻 (DC 20℃时)
导体交流电阻 (AC 90℃时)
导体与金属屏蔽之间的电容
介质损耗
金属护套的损耗
铠装损耗
导体与金属屏蔽之间的热阻
金属屏蔽与铠装之间的热阻
非金属护套热阻
电缆与管道之间的热阻
管道本身的热阻
T4
=
1+
U
0.1(V + Yq m
)De
其中：U、V和Y是与条件有关的常数。
De为电缆外径。 θ m 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
T4"
=
rT4 2p
Lnççèæ
Do Dd
÷÷øö
其中：Do为管道外径。 Dd为管道内径。 ρ T4为管道材料的热阻系数。
5.4.2.1.3管道外部热阻
管道外部热阻
穿管时周围媒质总的热阻
不穿管时周围媒质的热阻
电缆芯数
最高使用温度
环境温度
高于环境温度的导体温度
连续载流量
单回路
双回路不穿管
单位 mm2
mm
k·m/w Ω /km Ω /km μF W/m ----k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w k·m/w ---
ïýükT4 ïþ
其中： u = 2L De
L为地表面到电缆轴线的间距。
De为电缆的外径。 kT4为系数。 5.4.2.2多回土壤敷设直埋
( ) T4
=
rT4 2p
Lnïíìu + ïî
u2
-1
êêëéççèæ
d'p1 dp1
÷öçæ d'p2 ÷øçè dp2
÷ö ÷ø
×
×
×
çæ çè
d'pk dpk
q q
f i
+b +b
÷÷øö
=99.13kA
这里，各参数的含义见2.1条。
考虑到非绝热状态， e=
1+ X
t + Y çæ t ÷ö
s èsø
=1.01
式中：X、Y为计算常数，分别为0.41 mm2/s和0.12mm2/s
s为导体截面
t为时间3s
导体非绝热状态下的短路电流I = IAD×ε =100.16kA
1，4 反复叠代直至
n +1
1
- q D 4 s n +1
为止，此时的
(D
q
s
)n
+
1
1 4
值即为 ( D q s ) n
值。 1
4
当空气中敷设时，回路数对载流量基本没有影响。
1
(D
q
s
) ≤4 0.001时 n
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′：
÷ö ÷ø
×
×
×
çæ çè
d'pq dpq
÷÷øöúúûùïþïýü
共有(q-1)项，而 d ' pp 项除外。
d pp
其中：dpk和dpk＇分别为第p根电缆的中心至第k根电缆的中心和第
p根电缆的中心至第k根电缆在大地一空气的镜象中心距离。
其它参数的含义见5.4.2.1。
2.交联电缆非绝热状态下短路电流的计算 2.1金属屏蔽的短路电流 绝热状态下短路电流的计算公式如下：
其中：dc: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Wd的计算 Wd=ω CU02tgδ
其中：ω =2π f
C:电容 F/m
U0:对地电压（V）
c=
e
´ 10 -9
18Lnççèæ
Di dc
÷÷øö
其中：ε =2.3
Di为绝缘外径 （mm）
dc为内屏蔽外径 （mm）
式中：ρ T1 — 绝缘材料热阻系数 (k·m/w) dc — 导体直径 (mm)
t1 — 导体和护套之间的绝缘厚度 (mm)
5.2热阻T2的计算
热阻T2=0
5.3外护套热阻T3的计算
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é
ù
T3
=
r Ts 2p
ê Lnê
ê êë
Doc
(Doc +
2
+ 2t3
Dit ) +
ts
ú ú ú úû
其中：ts-外护套厚度 ρ T3-外护套（非金属）热阻系数
式中：σ 2，σ 3 为金属屏蔽层四周媒质的比热，J/K·m3；
ρ 2，ρ 3为金属屏蔽层四周媒质的热阻，k·m/W；
σ 1为金属屏蔽的比热，J/K·m3；
δ 为金属屏蔽的厚度，mm；
2.4, 2.4 3.5, 3.5
2.5 2.3
F为常数，一般取0.7。
因此因数ε 为：
( ) ( ) e =1+ 0.61M
1
m2 +m
2
÷÷øöçèæ
d 2s
ö2 ÷ ø
( ) D1
=
1.14m 2.45
+ 0.33 çæ
d
0.92m+1.66
ö ÷
è 2s ø
△2=0
b.平行排列时
1)中心电缆
l0
=
6ççèæ
1
m2 +m
2
÷÷øöçèæ
d 2s
÷ö 2 ø
D1
=
0.86m3.08 çæ è
d 2s
÷ö1.4m+0.7 ø
β 为常数，对于金属铝为228，℃。
金属屏蔽的截面积
S
=
3.14
D oc
+ 2
Dit
´ ts
式中：Din为铝护套内径，mm；
92.8mm
Doc为铝护套外径，mm；
103.4mm
ts为铝护套厚度，mm；
2.3mm
当电缆处于非绝热状态下时，应考虑如下系数：
s2 + s3
M = r2
r3 F
2s 1d ´10-3
Lnçæ x ÷ö è2ø
其中：x和y分别表示管道的短边和长边。
( ) T4
=
rT4 2p
Lnïíì u + ïî
u2
-1
êêëéççèæ
d ' p1 d p1
÷öçæ d' p2 ÷øçè d p2
÷ö ÷ø
×
×
×
çæ çè
d ' pk d pk
÷ö ÷ø
×
×
×
çæ çè
d ' pq d pq
÷öúù ÷øúû
b1 =
4pv 107 rs
其中：
ρ ：金属护套电阻率 (Ω ·m)
R：金属护套电阻 (Ω /m) D：金属护套外径，对于皱纹铝护套 t：金属护套厚度 (mm)
D
=
Doc + Dit 2
+ ts
(mm)
Doc：皱纹铝套最大外径 (mm) Dit：皱纹铝套最小内径 (mm)
a.三角形排列时
l0
=
3ççèæ
R=R＇(1+ys+yp) R＇=R0［1+α 20(θ -20)］ 其中:
R＇:最高运行温度下导体直流电阻(Ω /m) ys:集肤效应因数 yp:邻近效应因数 R0:20℃时导体直流电阻（Ω /m）
θ ：最高运行温度90℃
α 20:20℃时铜导体的温度系数
ys
=
192
X s4 + 0.8 X s 4
℃ ℃ ℃
A A
数据 1200 水平排列 225 土壤中 1.2 0.0151 0.0201 0.2452 0.3156 0.2236 0.0 0.4160 0.0 0.0905 0.2869 0.0328
0.8486 1
90.0 30.0 60.0
1376 1336
Dq d
=
Wd
êëéççèæ
1
+
1 l1 +
l2
-
1 2
ö ÷÷T1 ø
-
ççèæ
1
nl2T2 + l1 + l2
÷÷øöúûù
KA
=
pDe*h 1 + l1 + l2
éT1 êë n
+ T2 (1 +
l1 ) + T3 (1 +
l1
+
l2 )úûù
( ) ( ) 令
1
Dq s
4
n
=2
，求出
( ) D q s
其中:
I :载流量 (A)
△θ :导体温度与环境温度之差(℃)
R :90℃时导体交流电阻(Ω /m)
n : 电缆中载流导体数量
Wd :绝缘介质损耗 λ 1:护套和屏蔽损耗因数 λ 2:金属铠装损耗因数
T1:导体与金属护套间绝缘层热阻 (k·m/w) T2:金属护套与铠装层之间内衬层热阻(k·m/w) T3:电缆外护层热阻 (k·m/w) T4:电缆表面与周围媒介之间热阻(k·m/w) 1. 导体交流电阻 R的计算
( ) 系数
kT4
=
N
re - rc 2p
Ln u -
u2 -1
其中：N为管道内有负荷电缆根数。
ρ e管道周围土壤的热阻系数。 ρ c水泥的热阻系数。
U = LG rb
rb为水泥槽等效半径，由下式表示：
Ln(rb ) =
1 2
x y
ççèæ
4 p
-
x y
÷÷øöLnççèæ1 +
y2 x2
÷÷øö
+
5.4外部热阻T4计算
5.4.1空气中敷设
( ) T4
=
1
pDe*h Dq s
0.25
( ) h = Z + E De* g
其中： De*：电缆外径 h: 散热系数
(mm)
1
(Dq ) 4
计算：
1
1é
( ) Dq
4
n +1
=
ê ê
ù4 Dq + Dq d ú
1ú
êë1 +
K
A (Dq s
) n
4
úû
11 运行时金属护套温度
12 空气温度（假定） 13 土壤温度 14 金属护套接地方式 15 电缆间距 16 土壤热阻系数 17 敷设深度
单位 kV Hz
Ω ·m 1/℃ 1/℃ k·m/w k·m/w ℃ ℃ ℃ ℃
mm k·m/w
mm
数
据
64/110
50 2.3 0.001 2.84×10-8 3.93×10-3 4.03×10-3 3.5 3.5 90 60
电缆载流量计算书
电缆有限公司技术部
2019/9/21
1.载流量计算 使用条件及必要系数：
序号
项
目
1 电压U0/U 2 频率f 3 介电常数ε 4 介电损耗角正切tgδ 5 铝护套导电率ρ sh 6 铜导体电阻温度系数 7 金属护套电阻温度系数 8 XLPE绝缘热阻系数 9 PE外护套的热阻系数 10 运行时导体温度
d 2s
÷ö 2 ø
D1
=
0.74(m + )2 m0.5 2 + (m - 0.3)2
çæ è
d 2s
÷ö m+1 ø
D2
= 0.92m3.7 çæ
d
m+2
÷ö
è 2s ø
4.铠装损耗λ 2的计算
λ 2=0
5热阻的计算
5.1热阻T1的计算
热阻
T1
=
rT1 2p
Lnççèæ1 +
2t1 dc
÷÷øö
△2=0
其中： m = v 10-7
2)外侧超前相
Rs
l0
=
1.5ççèæ
1
m2 +m
2
÷÷øöçèæ
d 2s
÷ö ø
2
D1
=
4.7m0.7 çæ è
d 2s
ö 0.16m+2 ÷ ø
D2
=
21m3.3 çæ
d
ö1.47m+5.06 ÷
è 2s ø
3)外侧滞后相
l0
=
1.5ççèæ
1
m2 +m
2
÷÷øöçèæ
I AD2t
=
K
2
S
2
Lnççèæ
q q
f i
+b +b
÷÷øö
式中: IAD为绝热状态下金属屏蔽的短路电流，A；
t为短路时间，sec.,这里t为3秒； 34.29kA
K为常数,对于金属铝为148，A.s1/2/mm2；
S为金属屏蔽截面，679.9mm2
θ f短路终止温度，180℃；
θ i短路起始温度，60℃；
X s2
=
8pf R
´10-7 ks
其中：对于分割导体ks=0.435。
é
ù
ys
=
X p4 192 + 0.8X
4 p
çæ dc ès
ê
÷ö ø
2
êêê0.312çèæ
dc s
ê ë
2
ö ÷ ø
+
1.18 X p4 192 + 0.8X p 4
ú
ú
ú
+
0.27
ú ú
û
X
2 p
=
8pf R
´ 10 -7 k s