电缆电气参数理论计算
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取二者的 厚的绝缘 厚度作为 电缆的绝 缘厚度。
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
雷电冲击 电压决定 绝缘厚度 的计算公 式
220
3.5
6.9
11.5 17.5
23
40.5
69
126
253
450
850
-
-
-
105
125
200
325
550
950
1050
330
500
363
550
1050 1425 1175 1550 1300 1675
timp=Vimp/ EL（imp） =BIL*K1' *K2'*K3' /EL（imp） Vimp：电 缆承受的 雷电冲击 电压 （kV）
EL（imp）=
BIL=
EL （imp）： 最低雷电 冲击电压 破坏强度 （kV/mm 50 ）
BIL：基 准雷电冲 击强度 550 （kV）
日本、美 国对XKPE 电缆绝缘 缺陷的规 定 额定电压 /kV 微孔/μm ≤ 烧焦树脂 /μm≤ 金属或碳 黑/μm≤ 半导电层 凸起/μm ≤
标准雷电 冲击波
内、外绝 缘
（kV）
EL（ac） EL（imp） 10～15 40～50
20
50
20
50
30
60
35
75
66
154
275
500 5～35
50
50
30
20
75
250
250
250
80 1250
100
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3
6
10
15
20
35
63
110
rc=
16.4 度）
ln ri/rc= 0.696191
E= 5.605412 kV/mm
电缆绝缘 厚度的设 计
塑料及橡 皮绝缘电 缆的绝缘 厚度一般 按照绝缘 的工频和 冲击强度 的平均值 分别计算 确定，取 其大者。
交联聚乙 烯绝缘电 缆的绝缘 厚度由： t=V/ED确 定。 t：绝缘 厚度 （mm） V：承受 电压 （kV）
35及以下
66
154
275
V0：最高 线电压
V0=
110 （kV）
K2：老化 系数（寿
命指数
n=9，
K=4；
n=12，
K=2.83；
n=15，
K=2.3）
寿命指数
n=b/a，
交联聚乙
烯电缆的
使用寿命
K2=
4 与电压
K1：温度
系数
（K2=1.1
K1=
1.1 ）
K3：安全
系数
（K3=1.1
K3=
1.1 ）
高压电力 电缆的雷 电冲击耐 受电压
额定电压 （kV）
最高工作 电压 （kV）
K1'=
K2'=
K3'= timp=
K2'：重 复承受冲 击电压的 老化系数 （K1'=1. 1.1 1）
K1'：温 度系数 （K2'=1. 1.25 25）
K3'：安 全裕度 （K3'=1. 1.1 1）
16.6375 mm
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
雷电冲击 电压决定 绝缘厚度 的计算公 式
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6.9
11.5 17.5
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330
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363
550
1050 1425 1175 1550 1300 1675
timp=Vimp/ EL（imp） =BIL*K1' *K2'*K3' /EL（imp） Vimp：电 缆承受的 雷电冲击 电压 （kV）
EL（imp）=
BIL=
EL （imp）： 最低雷电 冲击电压 破坏强度 （kV/mm 50 ）
BIL：基 准雷电冲 击强度 550 （kV）
日本、美 国对XKPE 电缆绝缘 缺陷的规 定 额定电压 /kV 微孔/μm ≤ 烧焦树脂 /μm≤ 金属或碳 黑/μm≤ 半导电层 凸起/μm ≤
标准雷电 冲击波
内、外绝 缘
（kV）
EL（ac） EL（imp） 10～15 40～50
20
50
20
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500 5～35
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rc=
16.4 度）
ln ri/rc= 0.696191
E= 5.605412 kV/mm
电缆绝缘 厚度的设 计
塑料及橡 皮绝缘电 缆的绝缘 厚度一般 按照绝缘 的工频和 冲击强度 的平均值 分别计算 确定，取 其大者。
交联聚乙 烯绝缘电 缆的绝缘 厚度由： t=V/ED确 定。 t：绝缘 厚度 （mm） V：承受 电压 （kV）
35及以下
66
154
275
V0：最高 线电压
V0=
110 （kV）
K2：老化 系数（寿
命指数
n=9，
K=4；
n=12，
K=2.83；
n=15，
K=2.3）
寿命指数
n=b/a，
交联聚乙
烯电缆的
使用寿命
K2=
4 与电压
K1：温度
系数
（K2=1.1
K1=
1.1 ）
K3：安全
系数
（K3=1.1
K3=
1.1 ）
高压电力 电缆的雷 电冲击耐 受电压
额定电压 （kV）
最高工作 电压 （kV）
K1'=
K2'=
K3'= timp=
K2'：重 复承受冲 击电压的 老化系数 （K1'=1. 1.1 1）
K1'：温 度系数 （K2'=1. 1.25 25）
K3'：安 全裕度 （K3'=1. 1.1 1）
16.6375 mm