电缆载流量计算书

电缆载流量计算书1、载流量计算使用条件及必要系数：具体计算公式如下:()[]()()()4321211432115.0T T nR T nR RT T T T n T W I d +++++++++-∆=λλλθ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W d:绝缘介质损耗λ1:护套和屏蔽损耗因数λ2: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R=R＇(1+y s+y p)R＇=R0［1+α20(θ-20)］其中:R＇:最高运行温度下导体直流电阻(Ω/m)y s:集肤效应因数y p: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℃α20:20℃时铜导体的温度系数448.0192sss X X y +=s s k R fX 72108-⨯=π其中：对于分割导体ks=0.435。

⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+++⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+=27.08.019218.1312.08.0192442244p p c c p p s X X s d s d X X ys p k R fX 72108-⨯=π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 =ωCU 02tg δ 其中：ω=2πf C:电容F/m U 0:对地电压（V ）91018-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=c id D Ln c ε其中：ε=2.3D 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：()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+∆+∆+=1241210110121s s st g RR βλλ()6.11013174.1-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-ss s s D D t g βsρπϖβ71104=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sitoc t D D D ++=2(mm)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2220213⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=s d m m λ()66.192.045.21233.014.1+⎪⎭⎫⎝⎛+=∆m s d m△2=0 b.平行排列时1)中心电缆2220216⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=s d m m λ7.04.108.31286.0+⎪⎭⎫⎝⎛=∆m s d m△2=0其中：710-=sR m ϖ2)外侧超前相2220215.1⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=s d m m λ216.07.0127.4+⎪⎭⎫⎝⎛=∆m s d m 06.547.13.32221+⎪⎭⎫⎝⎛=∆m s d m3)外侧滞后相2220215.1⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=s d m m λ()()125.0123.02274.0+⎪⎭⎫⎝⎛-++=∆m s d m m m27.32292.0+⎪⎭⎫⎝⎛=∆m s d m4.铠装损耗λ2的计算λ2=05.热阻的计算5.1热阻T 1的计算热阻⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=c Td t Ln T 112121πρ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T2的计算热阻T2=05.3外护套热阻T3的计算()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+++=s it oc oc T t D D t D Ln T s 22233πρ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T4计算5.4.1空气中敷设()25.0*41s e h D T θπ∆=()ED Zh ge +=*其中：D e *：电缆外径(mm) h:散热系数()41θ∆计算：()()41141411⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆+∆+∆=∆+n s A dn K θθθθ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=∆212212112111λλλλλθT n T W d d()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++=21312121*111λλλλλπT T n T hD K e A令()241=∆n s θ，求出()411+∆n s θ，反复叠代直至()411+∆n s θ-()41n s θ∆≤0.001时为止，此时的()411+∆n s θ值即为()41n s θ∆值。

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T 4′：()e m D Y V UT θ++=1.014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⎪⎪⎭⎫⎝⎛=d o T D D Ln T πρ24"4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管道外部热阻系数()1224---=u u Ln Nk ce T πρρ其中：N 为管道内有负荷电缆根数。

ρe 管道周围土壤的热阻系数。

ρc 水泥的热阻系数。

b Gr L U =rb 为水泥槽等效半径，由下式表示：()⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2142122x Ln x y Ln y x y x r Ln b π 其中：x 和y 分别表示管道的短边和长边。

()422114''''1224T p p p p p p p p T k d d d d d d d d u u Ln T qq k k ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=πρ其中：e D L u 2=L 为地表面到电缆轴线的间距。

D e 为电缆的外径。

k T4为系数。

5.4.2.2多回土壤敷设直埋()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=qq k k p p p p p p p p T d d d d d d d d u u Ln T ''''122211424πρ共有(q-1)项，而ppppd d '项除外。

其中：d pk 和d pk ＇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：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=βθβθif ADLn S K t I 222式中:I AD 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；K 为常数,对于金属铝为148，A.s 1/2/mm 2； S 为金属屏蔽截面，679.9mm 2θf 短路终止温度，180℃； θi 短路起始温度，60℃； β为常数，对于金属铝为228，℃。

金属屏蔽的截面积sitoc t D D S ⨯+=214.3式中：D it 为铝护套内径，mm ； D oc 为铝护套外径，mm ；t s 为铝护套厚度，mm ；当电缆处于非绝热状态下时，应考虑如下系数：FM 313322102-⨯+=δσρσρσ式中：σ2，σ3为金属屏蔽层四周媒质的比热，J/K ·m 3； ρ2，ρ3为金属屏蔽层四周媒质的热阻，k ·m/W ； σ1为金属屏蔽的比热，J/K ·m 3； δ为金属屏蔽的厚度，mm ； F 为常数，一般取0.7。

因此因数ε为：()()1.1044=0043.0069.061.0131211t M t M t M +-+=ε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=I AD ×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：99.13kA =222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=βθβθif ADLn S K t I这里，各参数的含义见2.1条。

考虑到非绝热状态，1.01=1⎪⎭⎫⎝⎛++=s t Y s t Xε式中：X 、Y 为计算常数，分别为0.41mm2/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=I AD ×ε=100.16kAXLPE 电缆连续载流量主要计算参数数据表。