电力电缆主要电气参数计算及计算实例
电力电缆主要电气参数计算及计算实例
式中: L——电缆单位长度的电感,H/m; ω=2πf。 阻抗 电缆的阻抗为: Z=(R2+X2)1/2(Ω/m) 式中: R——电缆单位长度的交流有效电阻,Ω/m。 电压降 电缆的电压降为: △U=IZl(V) 式中: I——导体电流,A; l——电缆长度,m。 6.电缆的电感 电缆的电容是电缆中的一个重要参数,它决定电缆线路的输送容量。在超高压 电缆线路中,电容电流可能达到电缆额定电流的数值,因此高压电缆必须采取 措施(一般采取交叉互联)抵消电容电流来提高缆线路的输送容量。 电缆电荷量与电压的的比值则为该电缆的电容。 相电压: u=q/(2πε0ε).ln(Di/Dc) 所以电缆单位长度的电容为:
由公式 XP4=(8πf/R′×10-7kP)2 得: XP4=(8××50/×10-4)×10-14= 由公式 YP=XP4/(192+(Dc/S)2{(Dc/S)2+[XP4/(192++]}得: YP=(192+×(30/100){(30/100)+(192+×+}= 有公式 R=R′(1+YS+YP)得: R=×10-4(1++=×10-4(Ω/m) 该电缆交流电阻 RZ=×10-4×2300=(Ω) 3.电感 由公式 L=Li+2ln(2S/Dc)×10-7 得到单位长度电感: L1=×10-7+2ln(2×100/65)×10-7=×10-7(H/m) 该电缆总电感为 L=×10-7×2300=×10-3H 4.金属护套的电感 由公式 LS=2ln(S/rs)×10-7+2/3?ln2×10-7 得到单位长度金属护套的电感: LS1=2ln(100/×10-7+2/3?ln2×10-7 =×10-7H/m 该电缆金属护套的电感为 LS=×10-7H/m×2300=×10-3H 5.电抗、阻抗及电压降 由公式 X=ωL 得到电抗: X=2πf××10-3=Ω 由公式 Z=(R2+X2)1/2 得到阻抗: Z=(+)1/2=Ω 由公式△U=IZl 得到电压降为:
电缆规格、电流标准、计算公式
Pe:额定功率Pj:计算有功功率Sj:计算视在功率Ij:计算电流Kx:同时系数cosφ:功率因数Pj=Kx*PeSj=Pj/cosφ单相供电时,Ij=Sj/Ue三相供电时,Ij=Sj/√3Ue如果假设采用~220V单相供电,同时系数Kx取1.0,功率因数cosφ取0.8,则Pe=13KWPj=13*1=13KWIj=1300/(0.8*220)=7.39AI=P/(U*1.732*0.8) S=I/5 I=电流 P=功率 U=电压 S=电线截面积0.6/kV交联聚乙烯绝缘电力电缆规格型号及载流量(含普通型,阻燃型,耐火型,无卤低烟阻燃型)1.产品特点及用途交联聚乙烯绝缘电力电缆具有高机械强度、耐环境应力好、优良的电气性能和耐化学腐蚀等特点,重量轻,结构简单,使用方便。
本产品适用于交流额定电压Uo/U为0.6/1kV及以下的输配电线路上。
阻燃电力电缆的主要特点是电缆不易着火或着火时延燃仅局限在一定范围内,适用于电缆敷设密集程度较高的发电站、地铁、隧道、高层建筑、大型工矿企业、油田、煤矿等场所。
耐火电力电缆的主要特点是电缆除了能在正常的工作条件下传输电力外,电缆在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行,适用于核电站、地铁、隧道、高层建筑等与防火安全和消防救生有关的地方。
低烟无卤阻燃型电缆的特点是电缆不仅具备阻燃性能,而且具有低发烟性和无害性(毒性和腐蚀性较小),适用于对电缆阻燃、烟密度、毒性指数等有特别要求的场所,如地铁、隧道、核电站等。
2.产品标准本产品按GB/T 12706-2002或IEC 60502标准组织生产,还可按用户要求的其他标准生产。
阻燃型电缆除按上述标准外,其阻燃性能按GB/T18380.3-2001标准规定分成A、B、C三种不同的阻燃类别,A级类别的阻燃性能最优,用户可根据需要选用。
耐火型电缆的耐火性能应符合GB/119216.21-2003。
无卤低烟阻燃型电缆按企业标准组织生产,阻燃性能按GB/T18380.3-2001标准规定分为A、B、C种不同的阻燃类别,烟浓度通过GB/T17651-1998规定的试验,PH值及导电率应符合GB/T17650.2-1998的规定。
电力电缆常用计算公式
电力电缆常用计算公式
1.电流计算公式
电力电缆承载的电流是电缆设计和选择的重要参数之一、以下是常用
的电流计算公式:
I=P/(U*η)
其中,I表示电流(安培),P表示功率(瓦特),U表示电压(伏特),η表示功率因数。
例如,假设有一个电缆承载6000瓦特功率的负载,电压为220伏特,功率因数为0.9,根据上述公式可以计算出电流为:
I=6000/(220*0.9)=30.30安培。
2.功率计算公式
电力电缆的功率计算常用于判断电缆是否能够满足负载需求。
以下是
常用的功率计算公式:
P=U*I*η
其中,P表示功率(瓦特),U表示电压(伏特),I表示电流(安培),η表示功率因数。
例如,当电压为220伏特,电流为30.30安培,功率因数为0.9时,
根据上述公式可以计算出功率为:
P=220*30.30*0.9=5955.60瓦特。
3.电阻计算公式
电力电缆的电阻是一项重要的参数,用于评估电缆传输的效率和稳定性。
R=ρ*(L/A)
其中,R表示电阻(欧姆),ρ表示电阻率(欧姆米),L表示电缆长度(米),A表示电缆截面积(平方米)。
例如,假设一段电缆的电阻率为0.02欧姆米,长度为100米,截面积为4平方毫米,则根据上述公式可以计算出电阻为:
R=0.02*(100/0.004)=500欧姆。
除了上述公式,还有一些其他常用的电力电缆计算公式,如电缆损耗计算公式、电缆温升计算公式等,根据实际情况选择合适的计算公式进行计算,以确保电力电缆的安全和正常运行。
电缆的相关计算及基本参数
电缆的相关计算及基本参数1. 设计电压雷电冲击电压U P——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值,既基本绝缘水平BIL,单位为kV。
操作冲击电压U S——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值,单位为kV。
系统最高电压U m——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值。
它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化,单位为kV。
定额电压参数见下表(点击放大)330kV操作冲击电压的峰值为950kV;500kV操作冲击电压的峰值为1175kV。
2. 导体电阻2.1导体直流电阻20℃导体直流电阻详见下表(点击放大):以上摘录于《10(6)kV~500kV电缆技术标准》(Q∕GDW 371-2009 )。
2.2导体的交流电阻在交流电压下,线芯电阻将由于集肤效应、邻近效应而增大,这种情况下的电阻称为有效电阻或交流电阻。
电缆线芯的有效电阻,国内一般均采用IEC-287推荐的公式:R=R′(1+Y S+Y P)式中:R——最高工作温度下交流有效电阻,Ω/m;R′——最高工作温度下直流电阻,Ω/m;Y S——集肤效应系数,Y S=X S4/(192+0.8X S4),X S4=(8πf/R′×10-7k S)2;Y P——邻近效应系数,Y P=X P4/(192+0.8X P4)(D c/S)2{0.312(D c/S)2+1.18/[X P4/(192+0.8X P4)+0.27]},X P4=(8πf/R′×10-7k P)2。
X S4——集肤效应中频率与导体结构影响作用;X P4——邻近效应中导体相互间产生的交变磁场影响作用;f——频率;D c——线芯直径,m;S——线芯中心轴间距离,m;k s——线芯结构常数,分割导体k s=0.435,其他导体k s=1.0;k p——线芯结构系数,分割导体k p=0.37,其他导体k p=0.8~1.0;对于使用磁性材料制做的铠装或护套电缆,Yp和Ys应比计算值大70%,即:R=R′[1+1.17(Y S+Y P)]3. 电缆的电感3.1自感3.2高压及单芯敷设电缆电感对于高压电缆,一般为单芯电缆,若敷设在同一平面内(A、B、C三相从左至右排列,B相居中,线芯中心距为S),三相电路所形成的电感根据电磁理论计算如下:对于中间B相:L B=L i+2ln(2S/D c) ×10-7( H/m)对于A相:L A=L i+2ln(2S/D c) ×10-7 -α(2ln2 )×10-7(H/m)对于C相:L C=L i+2ln(2S/D c) ×10-7-α2(2ln2 )×10-7(H/m)式中:3.3三相电缆的电感主要计算中低压三相电缆三芯排列为“品”字形电缆。
电线电缆常用计算公式汇总
电线电缆常用计算公式汇总(结构计算、材耗计算、试验计算)附:编织屏蔽电缆编织铜丝定额计算公式推导附、常用材料的密度附:中压电缆结构尺寸计算备忘录三、电线电缆检验试验计算公式1体积电阻率计算公式:ρ—体积电阻率,Ω·cm R —测量得到的绝缘电阻,ΩL —电缆长度,cm D —绝缘外径,mm d —绝缘内径,mm2编织密度计算公式:K f =(mnd )÷(2πD )×[1+(π2D 2÷L 2)]1/2K=(2K f -K f 2)×100%式中:K —编织密度, K f —单向覆盖系数; L —节距,d —屏蔽用金属圆单线直径,D —屏蔽层直径, m —锭子总数 n —每锭根数 3导体直流电阻计算公式:R 20=R t ×K t ×1000/LLt Rx R 1000)20(120⨯-+=αR20—20℃时电阻,Ω/km; Rt —t℃时L 米长电缆实测电阻, Kt —温度为t℃时的电阻温度校正系数45欧姆定律:R=IVI 为电路中流过的电流,V 为两端的电压 6电桥平衡的公式, R021x ⨯=R R R 7 绝缘电阻常数,ρ367.010Lg(D/d)10i 1111⨯=⨯=--LR K R-绝缘电阻测量值Ω, L-试样长度cm d-绝缘内径mm D-绝缘外径mm 8绝缘电阻计算公式,L Rx Rt ⨯=Rt-测量温度为t 时的绝缘电阻,若t 为20℃,那么就是该温度下的绝缘电阻。
Rx-实测绝缘电阻(M Ω), L-样品长度(km )附:产品长期载流量计算书使用条件及必要参数(YJV22-8.7/15、26/35 计算举例):具体计算公式如下: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 —金属护套的损耗系数;λ2 —铠装层的损耗系数;T1—绝缘热阻(k·m/W);T2—衬垫热阻(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);导体交流电阻R 的计算:R ′=R 0[1+σ20(Q -20)]()()ps p s sp p p c c p p p s s s p s X X k k k R f X X X s d s d X X Y X X Y Y Y R R ===⨯'=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+++⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+÷=++'=-110827.08.019218.1312.08.01928.019217444224444π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;R 0—20℃时导体直流电阻(Ω/m ); Q —最高运行温度,90℃; σ20—20℃时导体温度系数。
电力电缆主要电气参数计算及计算实例
电力电缆主要电气参数计算及计算实例集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-1.设计电压及附件的设计必须满足额定电压、雷电冲击电压、操作冲击电压和系统最高电压的要求。
其定义如下:额定电压额定电压是电缆及附件设计和电性试验用的基准电压,用U0/U表示。
U0——电缆及附件设计的导体和绝缘屏蔽之间的额定工频电压有效值,单位为kV;U——电缆及附件设计的各相导体间的额定工频电压有效值,单位为kV。
雷电冲击电压UP——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值,既基本绝缘水平BIL,单位为kV。
操作冲击电压US——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值,单位为kV。
系统最高电压Um——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值。
它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化,单位为kV。
定额电压参数见下表(点击放大)330kV操作冲击电压的峰值为950kV;500kV操作冲击电压的峰值为1175kV。
2.导体电阻2.1导体直流电阻单位长度电缆的导直流电阻用下式计算:式中:R'——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻;A——导体截面积,如导体右n根相同直径d的导线扭合而成,A=nπd2/4;ρ20——导体在温度为20℃时的电阻率,对于标准软铜ρ20=0.017241Ω˙mm2/m:对于标准硬铝:ρ20=0.02864Ω˙mm2/m;1α——导体电阻的温度系数(1/℃);对于标准软铜:=0.00393℃-1;对于标准硬铝:=0.00403℃-1;k1——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数。
一般为1.02-1.07(线径越小,系数越大);具体可见《电线电缆手册》表3-2-2;k2——用多根导线绞合而成的线芯,使单根导线长度增加所引入的系数。
对于实心线芯,=1;对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构,=1.02(200mm2以下)~1.03(240mm2以上)k3——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数(约1.01);k4——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数,对于多芯电缆及单芯分割导线结构,(约1.01);]k5——因考虑导线允许公差所引入系数,对于紧压结构,约1.01;对于非紧压型,k5=[d/(d-e)]2(d为导体直径,e为公差)。
电缆直径和电缆流过电流计算以及对照表分享
电缆直径和电缆流过电流计算以及对照表分享1、综述铜芯线的压降与其电阻有关,其电阻计算公式:20℃时:17.5÷截面积(平方毫米)=每千米电阻值(Ω)75℃时:21.7÷截面积(平方毫米)=每千米电阻值(Ω)其压降计算公式(按欧姆定律):V=R×A线损是与其使用的压降、电流有关。
其线损计算公式: P=V×AP-线损功率(瓦特)V-压降值(伏特)A-线电流(安培)2、铜芯线电源线电流计算法1平方毫米铜电源线的安全载流量--17A。
1.5平方毫米铜电源线的安全载流量--21A。
2.5平方毫米铜电源线的安全载流量--28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量--35A6平方毫米铜电源线的安全载流量--48A10平方毫米铜电源线的安全载流量--65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量--91A25平方毫米铜电源线的安全载流量--120A。
单相负荷按每千瓦4.5A(COS">3、铜芯线与铝芯线的电流对比法2.5平方毫米铜芯线等于4平方毫米铝芯线4平方毫米铜芯线等于6平方毫米铝芯线6平方毫米铜芯线等于10平方毫米铝芯线即:2.5平方毫米铜芯线=20安培=4400 瓦;4平方毫米铜芯线=30安培=6600 瓦;6平方毫米铜芯线=50安培=11000 瓦土方法是铜芯线1个平方1KW,铝芯2个平方1KW.单位是平方毫米就是横截面积(平方毫米)电缆载流量根据铜芯/铝芯不同,铜芯你用2.5(平方毫米)就可以了其标准:0.75/1.0/1.5/2.5/4/6/10/16/25/35/50/70/95/120/150/185/240/300/400...还有非我国标准如:2.0铝芯1平方最大载流量9A,铜芯1平方最大载流量13.5A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。
1、“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。
电线电缆常用计算公式
电线电缆常用计算公式在电力工程和电气领域中,电线电缆是不可或缺的重要组成部分。
为了正确地设计和安装电线电缆系统,我们需要掌握一些常用的计算公式。
本文将介绍几个常用的电线电缆计算公式,包括计算额定电流、线电阻、电缆电容等。
1. 计算额定电流额定电流是指电线电缆可以连续承载的最大电流值。
计算额定电流的公式如下:I = P / (V * cosφ)其中,I为额定电流(单位:安培A),P为功率(单位:瓦特W),V为工作电压(单位:伏特V),cosφ为功率因数。
举个例子,假设某电线电缆的功率为500W,工作电压为220V,功率因数为0.9,则通过该电线电缆的额定电流可以用以下公式计算:I = 500 / (220 * 0.9) = 2.56 A因此,该电线电缆的额定电流为2.56安培。
2. 计算线电阻线电阻是指电线电缆内部导体的电阻。
计算线电阻的公式如下:R = ρ * (L / A)其中,R为线电阻(单位:欧姆Ω),ρ为电阻率(单位:欧姆·米Ω·m),L为电线电缆长度(单位:米m),A为导体截面积(单位:平方米m^2)。
例如,假设某电线电缆的电阻率为0.0175Ω·m,长度为100米,导体截面积为2.5mm^2,则该电线电缆的线电阻可以用以下公式计算:R = 0.0175 * (100 / (2.5 * 10^-6)) =7 Ω因此,该电线电缆的线电阻为7欧姆。
3. 计算电缆电容电缆电容是指电缆两个导体之间的电容。
计算电缆电容的公式如下:C = (2πε * L) / ln(D/d)其中,C为电缆电容(单位:法拉F),ε为介电常数(单位:法拉/米F/m),L为电缆长度(单位:米m),D为导体外径(单位:米m),d为导体间距(单位:米m)。
例如,假设某电缆的介电常数为8.85 * 10^-12F/m,长度为50米,导体外径为0.01米,导体间距为0.005米,则该电缆的电缆电容可以用以下公式计算:C = (2π * 8.85 * 10^-12 * 50) /ln(0.01 / 0.005) = 3.54 * 10^-9 F因此,该电缆的电缆电容为3.54纳法拉。
电缆线计算公式范文
电缆线计算公式范文电缆线计算公式是通过计算电缆线的电流负载、电压降低、电线长度等参数来确定电缆线的尺寸和规格的公式。
根据电流负载和导线材料,可以计算出电缆线的截面积。
根据电压降低和线路长度,可以计算出电线的截面积。
下面介绍几种计算电缆线尺寸的常用公式。
1.电流负载计算公式电流负载(A)=电力负载(W)/(电压(V)×功率因数)其中,电力负载为所需要的电功率,电压为电网的电压,功率因数为负载的功率因数。
2.电线长度和电压降低计算公式电线长度(m)=√(电线水平长度(m)²+电线垂直长度(m)²)电压降低(V)=电阻(Ω/m)×电流(A)×电线长度(m)3.电线长度和环境温度计算公式电线长度(m)=线路总长度(m)-默认长度(m)+安装长度(m)默认长度为一定的长度,例如100米。
安装长度根据电线的具体安装情况确定。
4.电缆线最大允许电流计算公式电线截面积(mm²) = (电流容量(A) × √ 3 × 1000) / (电线导体的导电率(A/mm²) × 电线电导率 (A/mm))5.电线电导率计算公式电导率(A/mm²)= 电导性(t) × 电导性计算公式其中,电导性(%IACS)是导体的电导性指标,电导性计算公式根据导体材料的不同而不同。
上述公式是最常用的电缆线尺寸计算公式,可以用来计算不同载荷、电压、尺寸的电缆线。
举个例子,如果要计算一条电力负载为2000W,负载功率因数为0.8,电压为220V的电缆线的尺寸。
首先可以用公式1计算出电流负载为:电流负载=2000W/(220V×0.8)=11.36A接下来可以通过公式2计算出电线长度,假设电线水平长度为100m,垂直长度为10m:电线长度=√(100m²+10m²)=100.5m然后,可以通过公式3计算出最终的电线长度,假设线路总长度为120m,默认长度为100m,安装长度为10m:电线长度=120m-100m+10m=30m接下来可以通过公式4计算出电线的最大允许电流,假设导线导电率为58,电线电导率为0.034:电线截面积= (11.36A × √3 × 1000) / (58A/mm² × 0.034A/mm) = 525.51mm²通过以上计算,可以得到电缆线的尺寸为525.51mm²。
电缆及电缆头计算实例和计价说明
电缆及电缆头计算实例和计价说明电缆及电缆头是电力工程和通信工程中常见的电气元件。
在进行电缆和电缆头计算时,需要考虑诸多因素,包括电流负载、电压等级、线路长度、电阻、电感和电容等等。
本文将结合实例,详细介绍电缆及电缆头的计算方法和计价说明。
首先,电缆的计算需要确定电流负载。
电流负载是指电缆所承载的电流大小,一般以安培(A)为单位。
计算电流负载时需要考虑负载电器的功率和电源电压。
一般来说,我们可以通过下式来计算电流负载:I=P/U其中,I代表电流负载,P代表负载电器的功率,U代表电源电压。
例如,电缆负责给一台功率为3000W,电压为220V的设备供电,则电流负载为:I=3000W/220V=13.64A确定了电流负载后,我们需要考虑电缆及电缆头的额定电流。
额定电流是指电缆及电缆头能承受的最大电流。
电缆及电缆头通常有标识额定电流的参数,例如CVV2.5-3C,其中"2.5"表示额定电流。
在选择电缆及电缆头时,应该确保其额定电流不小于所计算出的电流负载。
除了电流负载和额定电流,线路长度也是电缆计算的重要因素。
线路长度不同,电缆的电阻和电容也会发生变化。
电阻会消耗电能,并产生热量,从而影响电缆的工作效果。
电容会导致线路对频率的响应发生变化,从而影响信号传输的质量。
接下来,我们将以一个实际案例来进行电缆及电缆头计算。
假设有一条长1000米的电力线路,其负载为20kW,电压为380V,要求计算所需的电缆及电缆头。
1.计算电流负载I=P/U=20,000W/380V=52.63A2.选择额定电流根据电缆及电缆头的型号和规格表,选择额定电流为60A的电缆和电缆头。
3.考虑线路长度根据电缆供应商提供的线路参数表,找出对应长度的电缆的电阻和电容。
假设该电缆长度为1000米,电阻为2Ω/km,电容为0.2μF/km。
电阻= 2Ω/km × 1000m = 2000Ω电容= 0.2μF/km × 1000m = 200μF4.根据电缆及电缆头的额定电流和线路长度计算电缆的功耗和功耗损耗。
电力电缆技术参数计算公式
电力电缆技术参数计算公式1. 导体的直流电阻[]20123451(20)R k k k k k Aραθ'=+- (Ω/m )式中:R '——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻;A ——导体截面积,如导体右n 根相同直径d 的导线扭合而成,24n d A π=20ρ——导体在温度为20℃时的电阻率,对于标准软铜:2200.017241/mm m ρ=Ω∙对于标准硬铝:2200.028264/mm m ρ=Ω∙; α——导体电阻的温度系数(1/℃);对于标准软铜:α=0.00393℃-1对于标准硬铝:α=0.00403℃-11k ——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数。
一般为1.02-1.07(线径越小,系数越大);2k ——用多根导线绞合而成的线芯,使单根导线长度增加所引入的系数。
对于实心线芯,2k =1; 对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构,2k =1.02(200mm 2以下)~1.03(240mm 2以上) 3k ——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数(约1.01);4k ——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数,对于多芯电缆及单芯分割导线结构,(约1.01);] 5k ——因考虑导线允许公差所引入系数 ,对于紧压结构,约1.01。
摘自:《电线电缆手册1》,20℃导体直流电阻详见《GB/T 3956-2008》2. 导体的交流电阻p R R '=s (1+Y +Y ) (Ω/m )式中:s Y ——集肤效应因数 441920.8SSX X =+s Yp Y ——邻近效应因数 4422441920.81.180.3120.271920.8p pp p X X D S X D X S σσ+++⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯ ⎪ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦p Y 其中:2727810810s s p p X X fk R f k R ππ--=⨯'=⨯'式中:f ——线路频率(Hz );R '——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻;D σ——线芯外径,对于扇形电缆,它等于截面积相同圆形芯的直径;S ——线芯中心轴间距离;s k ——除分割导体取0.435外,其余都取1;p k ——分割导体取0.37,其他型式线芯取0.8~1。
GYDL00101009 电缆主要电气参数及计算
第一章 电力电缆基本知识模块9 电缆主要电气参数及计算(GYDL00101009)【模块描述】本模块包含电力电缆的一次主要电气参数及计算。
通过对概念解释、要点讲解和示例介绍,掌握电缆线芯电阻、电感、电容等一次主要电气参数的简单计算。
【正文】电缆的电气参数分为一次参数和二次参数,一次参数主要包括线芯的直流电阻、有效电阻(交流电阻)、电感、绝缘电阻和工作电容等参数。
二次参数则是指电缆的波阻抗、衰减常相移常数。
二次参数是由一次参数计算而得的。
这些参数决定电缆的传输能力。
本节主要介绍一次参数。
一、电缆线芯电阻1.直流电阻单位长度电缆线芯直流电阻,由下式表示:5432120))20(1('k k k k k AR ︒-+=θαρ(式GYDL00101009—01) 式中'R ——单位长度线芯θ℃下的直流电阻,Ω/m ; A ——线芯截面积; 20ρ——线芯在20°C 时材料的电阻率,其中标准软铜 20ρ=0.017241×10-6Ω·m 标准硬铝 20ρ=0.02864×10-6Ω·m α ——线芯电阻温度系数,其中:标准软铜:α=0.00393℃-1 标准硬铝:α=0.00403℃-11k ——单根导体加工过程引起金属电阻率增加的系数,按JB647-77、JB648-77规定:铜导体 d ≤1.0mm ,1k <0.01748×10-6Ω·m d >1.0mm, 1k <0.0179×10-6Ω·m 铝导体 1k <0.0290×10-6Ω·m 2k ——绞合电缆时,使单线长度增加的系数,其中:固定敷设电缆紧压多根绞合线芯2k = 1.02(200mm ²以下)—1.03(250mm ²以上)不紧压绞合线芯或软电缆线芯2k = 1.03(4层以下)—1.04(5层以上)3k ——紧压过程引入系数,3k ≈1.01;4k ——成缆引入系数,4k ≈1.01;5k ——公差引入系数,对于非紧压型,5k =[d /(d -e )]²,e 为公差,对于紧压型,5k ≈1.01。
电缆电气参数理论计算
工频电压 决定绝缘 厚度的计 算公式
tac=Vac/E L(ac)= (V0/ (32*K1*K2*K 3))/EL
(ac)
Vac:电 缆承受的 工频电压 (kV)
EL(ac)=
EL(ac): 最低工频 电压破坏 强度 20 (MV/m)
最小击穿 场强 (MV/m) XLPE电缆 额定电压 等级
单芯电缆 不分介绝 缘结构 绝缘层由 介电常数 相同的材 料构成, 称为不分 介绝缘 其电场强 度计算公 式为
E=U/ (r*ln (ri/rc )
U:导体
与金属套
(或金属
屏蔽)之
间的电压
U=
64 (kV)
r:绝缘
层中任一
点的半径
r= 16.4 (mm)
ri:绝缘
层表面半
ri=
32.9 径(mm)
rc:导体 屏蔽半径 (导体直 径/2+导 体屏蔽厚
ED:设计 破坏强度 (kV/mm )
交联聚乙 烯电缆的 绝缘破 坏,由于 存在内外 半导电层 凸起,绝 缘中存在 杂质、气 隙等缺陷 而引起, 因此设计 中采用平 均破坏强 度Emeen。
实际设计 中,电缆 承受工频 电压值 Vac和工 频电压最 低破坏强 度EL(ac) 求出绝缘 厚度 tac;以 及由承受 雷电冲击 电压值 Vimp。
tac= 15.36906 mm
ห้องสมุดไป่ตู้
500
的关系为 Vn*t=常 数,通常 n=9,电 缆的质量 越高则n 值越大。 因此 随着电压 等级的增 高对微孔 、杂质、 半导电层 突起等缺 陷的要求 亦 越为严格 。PVC电 缆n≈6~ 7,对于 PE及XLPE 电缆,nn ≈5~9。 a、b为韦
电力工程计算公式及参数参考
电力工程计算公式及参数参考1.电压降计算:电压降是指电流通过电线或电缆时,由于电阻和电感的存在而导致电压下降的现象。
它的计算公式为:电压降=电阻×电流+电感×变化率×电流其中,电阻和电感分别是电线或电缆的电阻和电感参数,电流是通过电线或电缆的电流值,变化率是电流的变化率。
2.电力损耗计算:电力损耗是指电力在输电过程中由于电阻产生的能量损耗。
它的计算公式为:电力损耗=电阻×电流²其中,电阻是输电线路或设备的电阻,电流是通过线路或设备的电流值。
3.电容器容量计算:电容器是电力系统中常用的无功补偿装置,用于消除系统中的功率因数问题。
它的计算公式为:容量=系统需求的无功功率/电压²/π×f×Xc其中,系统需求的无功功率是系统中需要进行补偿的无功功率,电压是系统的电压值,f是电源频率,Xc是电容器的容性阻抗。
4.电流计算:电流是电力系统中的重要参数之一,常用于计算负载的电流消耗。
计算公式为:电流=有功功率/电压/功率因数其中,有功功率是系统中的有功功率值,电压是系统的电压值,功率因数是负载的功率因数。
5.直流电阻计算:直流电阻是电力系统中的一个重要参数,用于计算电气设备在直流电路中的电阻值。
计算公式为:直流电阻=电压/电流其中,电压是电路中的电压值,电流是通过电路的电流值。
总结:上述介绍的计算公式和参数是电力工程中常用的重要参考依据,可以帮助工程师和技术人员对电力系统进行设计和运行分析。
在实际应用中,还需要根据具体情况对公式和参数进行调整和修正。
常用电线电缆计算公式
常用电线电缆计算公式
1.功率计算公式:
功率(P)=电压(U)×电流(I)
2.电流计算公式:
电流(I)=功率(P)÷电压(U)
3.电阻计算公式:
电阻(R)=电压(U)÷电流(I)
4.电容计算公式:
电容(C)= 电流(I)÷ 变化电压的速率(dU/dt)
5.电感计算公式:
电感(L)= 电压(U)÷ 变化电流的速率(dI/dt)
这些公式在电线和电缆的设计和选型中起着重要的作用。
以下是一些
常见的用途案例:
1.计算功率:
假设电源电压为220V,电流为5A,那么功率可以通过直接乘法计算:功率=220V×5A=1100W
2.计算电流:
假设负载功率为800W,电源电压为220V,那么电流可以通过除法计算:
电流=800W÷220V=3.64A
3.计算电阻:
假设电压为12V,电流为3A
电阻=12V÷3A=4Ω
4.计算电容:
假设电流变化速率为2A/s,变化电压为4V,那么电容可以通过除法计算:
电容=2A/s÷4V=0.5F
5.计算电感:
假设电压变化速率为5V/s,变化电流为2A,那么电感可以通过除法计算:
电感=5V/s÷2A=2.5H
这些公式可以用于计算和选择电线和电缆,在实际的电路设计和安装中非常有用。
值得注意的是,公式中的单位要保持一致以确保计算结果的准确性。
此外,在计算时还要考虑电线和电缆的长度、负载类型以及使用环境等因素。
因此,实际应用中需要综合考虑多个因素进行精确计算。
电线电缆计算公式表
电线电缆计算公式表一、电线电缆的基本结构与参数。
1. 导体(铜或铝)- 圆形导体截面积计算公式:S = π r^2(其中S为截面积,r为导体半径)。
对于单根圆形导体,如果已知直径d,则S=frac{π d^2}{4}。
- 例如,一根铜导体的直径为2mm,则其截面积S=frac{π×(2)^2}{4}=πmm^2≈ 3.14mm^2。
2. 绝缘层。
- 绝缘层厚度的计算通常根据电缆的额定电压等因素确定。
对于低压电缆(如额定电压0.6/1kV),绝缘层厚度有相应的标准规定值。
例如,在一些情况下,1kV电缆的绝缘层厚度可能为0.7mm左右(具体按标准执行)。
3. 护套层。
- 护套层厚度也依据电缆类型、使用环境等确定。
一般来说,护套层厚度h的计算要考虑电缆的外径D、电缆的防护要求等。
例如,对于普通的电力电缆,护套层厚度可能在1 - 2mm之间,具体数值需参照相关电缆制造标准。
二、电线电缆的电气性能计算。
1. 电阻计算。
- 对于导体电阻,根据公式R=ρ(l)/(S)(其中R为电阻,ρ为导体材料的电阻率,l为导体长度,S为导体截面积)。
- 铜在20^∘C时的电阻率ρ = 0.0175 Ω· mm^2/m,铝在20^∘C时的电阻率ρ = 0.0283 Ω· mm^2/m。
- 例如,一根长度l = 100m,截面积S = 4mm^2的铜导线,其电阻R =0.0175×(100)/(4)= 0.4375 Ω。
2. 电容计算(针对电缆电容)- 对于单芯电缆的电容计算公式为C=(2πε)/(ln(frac{D){d})}(其中C为电容,ε为绝缘材料的介电常数,D为绝缘层外径,d为导体外径)。
- 例如,若绝缘材料介电常数ε = 2.5,导体外径d = 5mm,绝缘层外径D = 10mm,则C=(2π×2.5)/(ln(frac{10){5})}≈ 23.3 pF/m。
3. 电感计算(针对电缆电感)- 对于单芯电缆的电感计算公式为L = (μ)/(2π)ln((D)/(d))(其中L为电感,μ为磁导率,D为回路外径,d为导体外径)。
电力电缆主要电气参数计算及计算实例
1.设计电压电缆及附件的设计必须满足额定电压、雷电冲击电压、操作冲击电压和系统最高电压的要求。
其定义如下:额定电压额定电压是电缆及附件设计和电性试验用的基准电压,用U0/U表示。
U0——电缆及附件设计的导体和绝缘屏蔽之间的额定工频电压有效值,单位为kV;U——电缆及附件设计的各相导体间的额定工频电压有效值,单位为kV。
雷电冲击电压UP——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值,既基本绝缘水平BIL,单位为kV。
操作冲击电压US——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值,单位为kV。
系统最高电压Um——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值。
它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化,单位为kV。
定额电压参数见下表(点击放大)330kV操作冲击电压的峰值为950kV;500kV操作冲击电压的峰值为1175kV。
2.导体电阻2.1导体直流电阻单位长度电缆的导直流电阻用下式计算:式中:R'——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻;A——导体截面积,如导体右n根相同直径d的导线扭合而成,A=nπd2/4;ρ20——导体在温度为20℃时的电阻率,对于标准软铜ρ20=0.017241Ω˙mm2/m:对于标准硬铝:ρ20=0.02864Ω˙mm2/m;首页1234α——导体电阻的温度系数(1/℃);对于标准软铜:=0.00393℃-1;对于标准硬铝:=0.00403℃-1;k1——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数。
一般为1.02-1.07(线径越小,系数越大);具体可见《电线电缆手册》表3-2-2;k2——用多根导线绞合而成的线芯,使单根导线长度增加所引入的系数。
对于实心线芯,=1;对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构,=1.02(200mm2以下)~1.03(240mm2以上)k3——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数(约1.01);k4——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数,对于多芯电缆及单芯分割导线结构,(约1.01);]k5——因考虑导线允许公差所引入系数,对于紧压结构,约1.01;对于非紧压型,k5=[d/(d-e)]2(d为导体直径,e为公差)。
电力电缆电气参数计算公式
ω=2πf
Wd .c.U 02 .tg (W / m)
U0:对地电压 V C:电容 F/m tgδ: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(Dso + t) t
金属带截面积:
'MM^2
CableExpert PDM
电线电缆软件专家
dM:椭圆的长轴直径 mm
dm:椭圆的短轴直径 mm
c: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 d:金属套平均直径 mm
三芯圆形电缆:c=1.155*绝缘半径(1.155 即
2 3 r (r 绝缘半径) 3
r1:两个扇形导体的外接圆半径 mm 3.三芯统包金属套非铠装电缆
1
16 2 10 14 c 2 c ( ) [1 ( ) 2 ] R.RS d d
扇形导体:
10.8 2 10 16 1.48r1 t 2 1.48r1 t 2 1 ( ) [12.2 ( ) ] R.RS d d
2f
椭圆形导体 d
dM * dm
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 rs, 护套直径 Ds1 和铠装直径 Ds2
的均方根值代替金属护套的平均直径(即 Ds
Ds1 Ds 2 2
2
2
)
铠装金属丝总截面积:
An
d 2 4
n:金属丝总根数 d:金属丝直径,mm
A:铠装金属丝总截面积,mm^2
dc:导体直径 mm (2)
s:各导体轴心间距
成型导体电缆
一般情况:
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1.设计电压及附件的设计必须满足额定电压、雷电冲击电压、操作冲击电压和系统最高电压的要求;其定义如下:额定电压额定电压是电缆及附件设计和电性试验用的基准电压,用U0/U表示;U0——电缆及附件设计的导体和绝缘屏蔽之间的额定工频电压有效值,单位为kV;U——电缆及附件设计的各相导体间的额定工频电压有效值,单位为kV;雷电冲击电压UP——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值,既基本绝缘水平BIL,单位为kV;操作冲击电压US——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值,单位为kV;系统最高电压Um——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值;它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化,单位为kV; 定额电压参数见下表点击放大330kV操作冲击电压的峰值为950kV;500kV操作冲击电压的峰值为1175kV;2.导体电阻2.1导体直流电阻单位长度电缆的导直流电阻用下式计算:式中:R'——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻;A——导体截面积,如导体右n根相同直径d的导线扭合而成,A=nπd2/4;ρ20——导体在温度为20℃时的电阻率,对于标准软铜ρ20=0.017241Ω˙mm2/m:对于标准硬铝:ρ20=0.02864Ω˙mm2/m;1α——导体电阻的温度系数1/℃;对于标准软铜:=0.00393℃-1;对于标准硬铝:=0.00403℃-1;k1——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数;一般为1.02-1.07线径越小,系数越大;具体可见电线电缆手册表3-2-2;k2——用多根导线绞合而成的线芯,使单根导线长度增加所引入的系数;对于实心线芯,=1;对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构,=1.02200mm2以下~1.03240mm2以上k3——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数约1.01;k4——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数,对于多芯电缆及单芯分割导线结构,约1.01;k5——因考虑导线允许公差所引入系数,对于紧压结构,约 1.01;对于非紧压型,k5=d/d-e2d为导体直径,e为公差;20℃导体直流电阻详见下表点击放大:以上摘录于106kV~500kV电缆技术标准Q∕GDW371-2009;2.2导体的交流电阻在交流电压下,线芯电阻将由于集肤效应、邻近效应而增大,这种情况下的电阻称为有效电阻或交流电阻;电缆线芯的有效电阻,国内一般均采用IEC-287推荐的公式:R=R′1+YS+YP式中:R——最高工作温度下交流有效电阻,Ω/m;R′——最高工作温度下直流电阻,Ω/m;YS——集肤效应系数,YS=XS4/192+0.8XS4,XS4=8πf/R′×10-7kS2;YP——邻近效应系数,YP=XP4/192+0.8XP4Dc/S2{0.312Dc/S2+1.18/XP4/192+0.8XP4+0.27},XP4=8πf/R′×10-7kP2;XS4——集肤效应中频率与导体结构影响作用;XP4——邻近效应中导体相互间产生的交变磁场影响作用;f——频率;Dc——线芯直径,m;S——线芯中心轴间距离,m;ks——线芯结构常数,分割导体ks=0.435,其他导体ks=1.0;kp——线芯结构系数,分割导体kp=0.37,其他导体kp=0.8~1.0;对于使用磁性材料制做的铠装或护套电缆,Yp和Ys应比计算值大70%,即: R=R′1+1.17YS+YP3.电缆的电感3.1自感则单位长度线芯自感:Li=2W/I2L=μ0/8π=0.5×10-7式中:Li——单位长度自感,H/m;μ0——真空磁导率,μ0=4π×10-7,H/m;以上一般是实心圆导体,多根单线规则扭绞导体如下表:因误差不大,计算一般取Li=0.5×10-7H/m;3.2高压及单芯敷设电缆电感对于高压电缆,一般为单芯电缆,若敷设在同一平面内A、B、C三相从左至右排列,B 相居中,线芯中心距为S,三相电路所形成的电感根据电磁理论计算如下:对于中间B相:LB=Li+2ln2S/Dc×10-7H/m对于A相:LA=Li+2ln2S/Dc×10-7-α2ln2×10-7H/m对于C相:LC=Li+2ln2S/Dc×10-7-α22ln2×10-7H/m式中:实际计算中,可近似按下式计算:LA=LB=LC=Li+2ln2S/Dc×10-7H/m同时,经过交叉换位后,可采用三段电缆电感的平均值,即:L=Li+2ln2×S1S2S31/3/Dc×10-7H/m=Li+2ln2×21/3S/Dc×10-7H/m对于多根电缆并列敷设,如果两电缆间距大于相间距离时,可以忽略两电缆相互影响;3.3三相电缆的电感主要计算中低压三相电缆三芯排列为“品”字形电缆;根据电磁场理论,三芯电缆工作电感为:L=Li+2ln2S/Dc×10-7式中:L——单位长度电感,H/m;S——电缆中心间的距离,m;若三芯电缆电缆中心间的距离不等距,或单芯三根品字排列时三相回路电缆的电感按下式计算:式中:S1、S2、S3——电缆各相中心之间的距离,m;4.电缆金属护套的电感4.1三角排列三根单芯电缆按等边三角形敷设的三相平衡负载交流回路,护套开路,每相单位长度电缆金属护套的电感为:Ls=2lnS/rs×10-7H/m式中:rs——电缆金属护套的平均半径,m;4.2等距直线排列三根单芯电缆按等距离平面敷设的三相平衡负载交流回路,护套开路,每相单位长度电缆金属护套的电感为:对于中间B相:LSB=2lnS/rs×10-7H/m对于A相:LSA=2lnS/rs×10-7-α2ln2×10-7H/m对于C相:LSC=2lnS/rs×10-7-α22ln2×10-7H/m式中:三相平均值:LS=2lnS/rs×10-7+2/3ln2×10-7H/m4.3任意直线排列三根单芯电缆平面敷设的三相平衡负载交流回路,电缆换位,护套开路,每相单位长度电缆技术护套的电感为:LSB=2lnS1S2S31/31/3/rs×10-7H/m5.电缆电抗、阻抗及电压降5.1电抗电缆的电抗为:X=ωLΩ/m式中:L——电缆单位长度的电感,H/m;ω=2πf;5.2阻抗电缆的阻抗为:Z=R2+X21/2Ω/m式中:R——电缆单位长度的交流有效电阻,Ω/m;5.3电压降电缆的电压降为:△U=IZlV式中:I——导体电流,A;l——电缆长度,m;6.电缆的电感电缆的电容是电缆中的一个重要参数,它决定电缆线路的输送容量;在超高压电缆线路中,电容电流可能达到电缆额定电流的数值,因此高压电缆必须采取措施一般采取交叉互联抵消电容电流来提高缆线路的输送容量;电缆电荷量与电压的的比值则为该电缆的电容;相电压:u=q/2πε0ε.lnDi/Dc所以电缆单位长度的电容为:C=q/u=2πε0ε/lnDi/Dc式中:Di——绝缘外径,m;ε——绝缘介质相对介电常数,交联聚乙烯ε=2.5,聚乙烯ε=2.3,聚氯乙烯ε=8.0,F/m;ε0——真空绝对介电常数,ε0=8.86×10-12,F/m;7.计算实例一条电缆型号YJLW02-64/110-1X630长度为2300m,导体外径Dc=30mm,绝缘外径Di=65mm,电缆金属护套的平均半径rs=43.85,线芯在20°C时导体电阻率ρ20=0.017241×10-6Ω˙m,线芯电阻温度系数α=0.00393℃-1,k1k2k3k4k5≈1,电缆间距100mm,真空介电常数ε0=8.86×10-12F/m,绝缘介质相对介电常数ε=2.5,正常运行时载流量420A;计算该电缆的直流电阻,交流电阻、电感、阻抗、电压降及电容;计算如下:1.直流电阻根据直流电阻公式:得:R'=0.017241×10-61+0.0039390-20/630×10-6=0.3489×10-4Ω/m该电缆总电阻为R=0.3489×10-4×2300=0.08025Ω2.交流电阻由公式YS=XS4/192+0.8XS4,XS4=8πf/R′×10-7kS2得:XS4=8×3.14×50/0.3489×10-4×10-14=12.96YS=12.96/192+0.8×12.96=0.064由公式XP4=8πf/R′×10-7kP2得:XP4=8×3.14×50/0.3489×10-4×10-14=12.96由公式YP=XP4/192+0.8XP4Dc/S2{0.312Dc/S2+1.18/XP4/192+0.8XP4+0.27}得:YP=12.96/192+0.8×12.9630/100{0.31230/100+1.18/12.96/192+0.8×12.96+0.27}=0.02有公式R=R′1+YS+YP得:R=0.3489×10-41+0.064+0.02=0.378×10-4Ω/m该电缆交流电阻RZ=0.378×10-4×2300=0.8699Ω3.电感由公式L=Li+2ln2S/Dc×10-7得到单位长度电感:L1=0.5×10-7+2ln2×100/65×10-7=2.75×10-7H/m该电缆总电感为L=2.75×10-7×2300=0.632×10-3H4.金属护套的电感由公式LS=2lnS/rs×10-7+2/3ln2×10-7得到单位长度金属护套的电感:LS1=2ln100/43.85×10-7+2/3ln2×10-7=2.11×10-7H/m该电缆金属护套的电感为LS=2.11×10-7H/m×2300=0.4855×10-3H5.电抗、阻抗及电压降由公式X=ωL得到电抗:X=2πf×0.632×10-3=0.199Ω由公式Z=R2+X21/2得到阻抗:Z=0.86992+0.19921/2=0.8924Ω由公式△U=IZl得到电压降为:△U=500×0.8924Ω=374.8V6.电容由公式C=2πε0ε/lnDi/Dc得到单位长度电容:C1=2×3.14×8.86×10-12×2.5/Ln65/30=0.179×10-6F/m 该电缆总电容为C=0.179×10-6×2300=0.411×10-3F。