电缆载流量计算书

电缆有限公司技术部2020/1/17电缆载流量计算书1.载流量计算使用条件及必要系数：序号项目单位数据1电压U0/UkV64/1102频率fHz503介电常数ε2.34介电损耗角正切tgδ0.0015铝护套导电率ρshΩ·m2.84×10-86铜导体电阻温度系数1/℃3.93×10-37金属护套电阻温度系数1/℃4.03×10-38XLPE绝缘热阻系数k·m/w3.59PE外护套的热阻系数k·m/w3.510运行时导体温度℃9011运行时金属护套温度℃6012空气温度（假定）℃4013土壤温度℃3014金属护套接地方式一点接地或交叉互联15电缆间距mm225(平行敷设)16土壤热阻系数k·m/w1.217敷设深度mm300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(℃)()[]()()()4321211432115.0TTnRTnRRTTTTnTWId+++++++++-D=lllq()[]()()()4321211432115.0TTnRTnRRTTTTnTWId+++++++++-D=lllqR: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+ys+yp)R＇=R0［1+α20(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℃α20:20℃时铜导体的温度系数其中：对于分割导体ks=0.435。sskRfX72108-=p448.0192sssXXy+=??????????????+++????????????+=27.08.019218.1312.08.0192442244ppccppsXXsdsdXXyspkRfX72108-=psskRfX72108-=p448.0192sssXXy+=??????????????+++????????????+=27.08.019218.1312.08.0192442244ppccppsXXsdsdXXyspkRfX72108-=p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=ωCU02tgδ其中：ω=2πfC:电容F/mU0:对地电压（V）其中：ε=2.3Di为绝缘外径（mm）dc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)D：金属护套外径，对于皱纹铝护套(mm)t：金属护套厚度(mm)Doc：皱纹铝套最大外径(mm)Dit：皱纹铝套最小内径(mm)91018-????=cidDLnce()()?????????+D+D+=1241210110121ssstgRRbll()6.11013174.1-?????+=-ssssDDtgbsrpvb71104=sitoctDDD++=291018-????=cidDLnce()()?????????+D+D+=1241210110121ssstgRRbll()6.11013174.1-?????+=-ssssDDtgbsrpvb71104=sitoctDDD++=2a.三角形排列时△2=0b.平行排列时1)中心电缆△2=0其中：2)外侧超前相3)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2220213???????+=sdmml()66.192.045.21233.014.1+??????+=Dmsdm2220216??????????+=sdmml7.04.108.31286.0+??????=Dmsdm710-=sRmv2220215.1???????+=sdmml216.07.0127.4+???=Dmsdm06.547.13.32221+???=Dmsdm2220215.1???????+=sdmml()()125.0123.02274.0+??-++=Dmsdmmm27.32292.0+??????=Dmsdm2220213???????+=sdmml()66.192.045.21233.014.1+??????+=Dmsdm2220216??????????+=sdmml7.04.108.31286.0+??????=Dmsdm710-=sRmv2220215.1???????+=sdmml216.07.0127.4+???=Dmsdm06.547.13.32221+???=Dmsdm2220215.1???????+=sdmml()()125.0123.02274.0+??-++=Dmsdmmm27.32292.0+??????=Dmsdm热阻式中：ρT1—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=05.3外护套热阻T3的计算其中：ts-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空气中敷设其中：De*：电缆外径(mm)h:散热系数计算：????????+=cTdtLnT112121pr()??????+++=sitococTtDDtDLnTs22233pr()25.0*41sehDTqpD=()EDZhge+=*()41qD()()41141411??????????D+D+D=D+nsAdnKqqqq???????++-?????-++=D212212112111lllllqTnTWdd()()??????+++++++=21312121*111lllllpTTnThDKeA()241=Dnsq()411+Dnsq()411+Dnsq????????+=cTdtLnT112121pr()??????+++=sitococTtDDtDLnTs22233pr()25.0*41sehDTqpD=()EDZhge+=*()41qD()()41141411??????????D+D+D=D+nsAdnKqqqq???????++-?????-++=D212212112111lllllqTnTWdd()()??????+++++++=21312121*111lllllpTTnThDKeA()241=Dnsq()411+Dnsq()411+Dnsq令，求出，反复叠代直至-≤0.001时为止，此时的值即为值。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T4′：其中：U、V和Y是与条件有关的常数。De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：Do为管道外径。Dd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。rb为水泥槽等效半径，由下式表示：其中：x和y分别表示管道的短边和长边。()241=Dnsq()411+Dnsq()41nsqD()411+Dnsq()411+Dnsq()41nsqD()emDYVUTq++=1.014?????=doTDDLnTpr244()1224---=uuLnNkceTprrbGrLU=()+????????+????????-=2142122xLnxyLnyxyxrLnbp()422114''''1224TppppppppTkdddddddduuLnTqqkk???-+=pr()241=Dnsq()411+Dnsq()41nsqD()411+Dnsq()411+Dnsq()41nsqD()emDYVUTq++=1.014?????=doTDDLnTpr244()1224---=uuLnNkceTprrbGrLU=()+????????+????????-=2142122xLnxyLnyxyxrLnbp()422114''''1224TppppppppTkdddddddduuLnTqqkk???-+=pr其中：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多回土壤敷设直埋共有(q-1)项，而项除外。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：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；34.29kAK为常数,对于金属铝为148，A.s1/2/mm2；S为金属屏蔽截面，679.9mm2θf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，℃。金属屏蔽的截面积式中：Din为铝护套内径，mm；92.8mmDoc为铝护套外径，mm；103.4mmts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：eDLu2=()??????????????????????????????????????-+=qqkkppppppppTdddddddduuLnT''''122211424prppppdd'????++=bqbqifADLnSKtI222sitoctDDS?+=214.3eDLu2=()??????????????????????????????????????-+=qqkkppppppppTdddddddduuLnT''''122211424prppppdd'????++=bqbqifADLnSKtI222sitoctDDS?+=214.3式中：σ2，σ3为金属屏蔽层四周媒质的比热，J/K·m3；2.4,2.4ρ2，ρ3为金属屏蔽层四周媒质的热阻，k·m/W；3.5,3.5σ1为金属屏蔽的比热，J/K·m3；2.5δ为金属屏蔽的厚度，mm；2.3F为常数，一般取0.7。因此因数ε为：=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：=99.13kA这里，各参数的含义见2.1条。考虑到非绝热状态，=1.01式中：X、Y为计算常数，分别为0.41mm2/s和0.12mm2/ss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=100.16kAFM313322102-+=dsrsrs()()312110043.0069.061.01tMtMtM+-+=e??++=bqbqifADLnSKtI222??++=stYstX1eFM313322102-+=dsrsrs()()312110043.0069.061.01tMtMtM+-+=e??++=bqbqifADLnSKtI222??++=stYstX1eXLPE电缆连续载流量主要计算参数数据表项目单位数据电缆截面mm21200电缆排列方式水平排列轴间距mm225敷设场所土壤中土壤热阻系数k·m/w1.2导体电阻(DC20℃时)Ω/km0.0151导体交流电阻(AC90℃时)Ω/km0.0201导体与金属屏蔽之间的电容μF0.2452介质损耗W/m0.3156金属护套的损耗---0.2236铠装损耗---0.0导体与金属屏蔽之间的热阻k·m/w0.4160金属屏蔽与铠装之间的热阻k·m/w0.0非金属护套热阻k·m/w0.0905电缆与管道之间的热阻k·m/w0.2869管道本身的热阻k·