电力电缆常用计算公式

1、电线电缆载流量计算交流电阻计算 绝缘介质损耗计算 电线电缆金属套和屏蔽的损耗计算 铠装损耗计算 热阻计算 载流量计算电线电缆允许短路电流计算 电线电缆短时过负荷电缆载流量计算 电力电缆相序阻抗计算电线电缆导体和金属屏蔽热稳定计算总线电缆载流量计算、交流电阻计算1. 集肤和邻近效应对应的 Ks和Kp系数的经验值: 导体不干澡浸渍：ks 二 1.0 kp = 1.0导体干燥浸渍：ks = 1.0 kp = 0.82. 工作温度下导体直流电阻：R = Ro 1 ： 20C -20)R) 20oC时导体直流电阻OHM/M二120 20oC时导体电阻温度系数3. 集肤效应系数:1. 一般情况：xS107

2、Ys192 0.8X：2.穿钢管时:xS107YsX：192 0.8X4 1.5f电源频率Hz4. 邻近效应系数：a.二芯或二根单芯电缆邻近效应因数:x2107 p一般情况:Yp192 0.8X；dc 2()2s2.9穿钢管时:Ypx4192 0.8X；g)2s2.9 1.5de:导体直径 mms：各导体轴心间距mmb.三芯或三根单芯电缆邻近效应因数x2旦 10-7R(1)圆形导体电缆一般情况:Ypx4192 0.8X4(生)2 0.312(生) s1.18x4de:导体直径mms：各导体轴心间距mm穿钢管时:x；Yp 192 0.8X4 s-J-J(-)2 0.312()sde:导体直径 m

3、ms：各导体轴心间距mm192 0.8X40.271.18x41.5192 0.8X40.27（2）成型导体电缆一般情况：X；23192 0.8X； 'dxd X 20.312(dxdx t1.18X：穿钢管时:192 0.8X40.272 X pdx 2dx 2(六)°.312(話)1.18XI 1.5192 0.8X40.27dx:截面和紧压程度均等同于圆导体的直径t:导体之间的绝缘厚度（即两倍相绝缘厚度）5. 集肤效应产生电阻：Rs 二 R Ys6. 邻近效应产生电阻：Rp = RYp7. 导体交流电阻：i R1 亿 Yp）、绝缘介质损耗计算1 导体电容:18l n*）

4、dcDi 绝缘层直径（除屏蔽层）非屏蔽多芯或直流电缆不需计算绝缘损耗109(F/m),mmdc导体直径（含导体屏蔽层）,mm£ :介电常数 PE:2.3pvc:6.02. 单相绝缘介质损耗：3 =2 n fWd .cUf.tg (W/m)三、电线电缆金属套和屏蔽的损耗计算金属套截面积：A = n (DSo + t) t'MMA2金属带截面积:A= n （Dso+nt）nt/（1 ± k）（重叠：i-k，间隙 i+k）金属套电阻：农1 =103匚1：飞1（心屯1 -入）/人3Rs 2 =10 "s 1 "-：S2 (K2 屯2 -二0 ) / AR

5、s:金属套工作温度时电阻，Ohm/kma S：金属套电阻温度系数,1/oC9 s:电缆导体最高工作温度,oCA:金属套截面积,mmA2总金属套电阻：p s:20oC时金属套材料电阻率，0hm.mmA2/mK:金属套工作温度系数（0.8-0.9）9 o:标准工作温度，一般为 20oC1 11RS2RS3Rs1:金属套电阻，Ohm/kmRs2:金属带电阻，Ohm/kmRs3:其它电阻，Ohm/km1 单芯电缆或三芯 SL型，三芯钢管型电缆:2S 七x厂 2 In 10 （/cm）sS:带电段内各导体间的轴间距离Ds:金属套平均直径DS =(D1 t1)2 (D2 t2)2 (D3 t3)2 (D4

6、 t4)2 .(Dn tn)2 fNDs:金属套平均直径Dj. .Dn：第1至n层的金属护套前外径，mmt1.tn:第 1至n层的金属护套厚度，mmN:金属护套层数电缆类型1 :单芯三相电路等边三角形敷设电缆；三芯非铠装分相铅包（SL型）电缆；两根单芯和三根单芯电缆（三角形排列）金属套两端互联接地；正常换位金属套两端互联平面排列的三根单芯电缆（1）.护套二端接地（涡流损失系数不计）2Xsr (Ds)21 A2(Ds/2S)21_ A rs 2S_小 rS、22S(s10/)5Ds（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）A1=3A2=0.417电缆类型2 :单芯三相电路等距平面布设

7、（1）.护套二端接地（涡流损失系数不计） 电缆换位：xs 二 2 l门经 10_9 /cm)DsSe=1.26S (cm)2Xs电缆不换位：rsM Xs aXsSa3In 2 10 9(/cm)A相：厂 R M2 + 3N2 + 2a/3(M - N)+ 41 r .4(M21)(N21)B 相:N21C相：rs M2 3N2 - 2J3(M - N) 4扎4=1 r 4(M21)(N21)二 A1（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）rsr两侧电缆：A1 = 1.5A2=0.27中间电缆：A1=6A2=0.083电缆类型3:钢管型三芯缆（分相屏蔽或分相金属护套，不分连接方式）

8、r1.7x21L_1 2 2 rrsXs分裂导线：l 4M 2N2 (M N)2F _224(M 2 +1)(N2 +1)Ds:金属套平均直径rs:每cm电缆的金属套电阻（OHM/cm）r:每cm电缆的导体电阻（OHM/CM）S:导体轴间距离f:电源频率Hz2. 二芯统包金属套非铠装电缆 圆形或椭圆形导体：R.Rs扇形导体:10.8 2 10R.Rs1.48a +t)212 2+(1481)2= 2：f椭圆形导体d = dM * dmdM :椭圆的长轴直径 mm dm：椭圆的短轴直径 mmC： 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*绝缘外径三芯圆形电缆:JI2/3c=1

9、.155*绝缘半径(1.155即r (r绝缘半径)3d：金属套平均直径mmr1 ：两个扇形导体的外接圆半径mmf:频率Hzt:导体之间的绝缘厚度Rs< 100 卩 ohm/m 时:3 Rs 2c 2 -R(d)c 4 + ( )4 1 (Rs107)2d031 4(Rs 107)203. 三芯统包金属套非铠装电缆 圆形或椭圆形导体，当圆形或椭圆形导体，当 Rs>100卩ohm/m时:1 (dh2dA0.94Rs 2ri t)21R d )1 (Rs 107/ J2r1：三根扇形导体的外接圆半径mm f：频率 Hz d :金属套平均直径mmt：导体之间的绝缘厚度4. 二芯和三芯钢带铠

10、装电缆：值乘以下述因数:钢带铠装使金属套涡流增加，所以应按二三芯统包金属套非铠装电缆（见上）计算的四、铠装损耗计算非磁性材料铠装：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 DsDs1 ' Ds2铠装金属丝总截面积：.兀d2A = n4A:铠装金属丝总截面积,mmA2 n:金属丝总根数d:金属丝直径,mm铠装金属带总截面积：A= n （Ds+nt）nt/（1 ± k）（重叠:1-k,间隙1+k）A:金属带总截面,mmA2Ds:铠装前外径,mm n:金属带层数t:金属带厚度,mmk:重

11、叠或间隙率（即重叠或间隙宽度与带宽的比值）,%铠装层电阻（工作温度时）:R =103 匚1 ： s（Kl -，0）/Ap s:20oC时铠装层材料电阻率，Ohm.mmA2/mK:铠装层工作温度系数（0.8-0.9）9 0：标准工作温度，一般为 20oCRs:铠装层工作温度时电阻，Ohm/kma S：铠装层电阻温度系数,1/0C9 s:电缆导体最高工作温度,oCA:铠装层总截面积,mmA2铠装层平均直径（即节圆直径）:Da=Ds+ntDa：铠装层平均直径，mmDs:铠装前外径,mm n:铠装层数t:铠装单层厚度，mm铠装层等效厚度：5 :铠装层等效厚度,mmA:铠装层横截面积，mm2dA：铠装平

12、均直径,mm导磁性材料铠装：1 两芯电缆钢丝铠装:2140.62 2 10RRA3.82A101.48r1 t 2 dA 95.7Ar1 ：夕卜切于各导体的外接圆半径 mm 其余见后所示。2三芯圆导体钢丝铠装：T23読216(2.77Ra10 )2 .13 三芯扇形导体钢丝铠装:12°358 R(d7)(2.77Ra106)2Ra /2口、2二 2：fr1 ：三根成型导体的外接圆半径mm=2fRa：最高工作温度下铠装的交流电阻OHM/mdA:铠装平均直径A :铠装的横截面积R:最高工作温度下导体的交流电阻OHM/m mmA2t:导体之间的绝缘厚度mmc：导体轴心与电缆中心之间的距离m

13、mI2（3二芯圆形电缆：c=0.5*绝缘外径 三芯圆形电缆：c=1.155*绝缘半径（1.155即r （r绝缘半径） 4 三芯钢带铠装或加强层电缆:a. 磁滞损耗：-SlK士 fRdA、50mm f:电源工作频率 Hzdx:截面和紧压程度均等同于圆导体的直径t:导体之间的绝缘厚度，即相绝缘s：各导体轴心之间距离 对于扇形导体，S=dx+t 厚度的两倍。5 :铠装等效厚度dAA:铠装横截面积 mm2dA:铠装平均直径mmK系数:卩：相对磁导率，通常取300b. 涡流损耗:2.25S2K2、10"R.dAK:系数同上s：各导体轴心之间距离 对于扇形导体，S=dx+tmmdx:截面和紧压程

14、度均等同于圆导体的直径t:导体之间的绝缘厚度，即相绝缘5 :铠装等效厚度A:dAdA:铠装平均直径mmR :最高工作温度时导体交流电阻ohm/mC.总铠装损耗为磁滞损耗和涡流损耗之和:五、热阻计算1. 绝缘热阻计算!-:2ta.单芯电缆/单根低压电线：T1匚In(11)2兀dcb.二、三芯带绝缘电缆：T|-GG几何因数，查电缆手册 P300页2兀C.金属带屏蔽型三芯电缆：T1=K 匸GG几何因数，查电缆手册P300页2兀Pt：材料热阻 K.m/W 下同t1:导体和金属套之间的绝缘厚度mm无金属套时即为绝缘厚度de:导体直径 mmK :屏蔽因数d. 圆导体、金属化纸屏蔽和线芯之间有圆形油道的三芯

15、电缆（即CabeExpert中的A类充油电缆）亦2tiTi =0.358 心（！）de +2tide：导体直径 mmti :绝缘厚度，包括碳黑和金属化纸带再加上绕包在三个线芯的非金属带厚度的一半mme. 圆形导体、金属带线芯屏蔽和线芯之间有圆形油道的三芯电缆（即CabeExpert中的B类充油电缆）cdeTi =0.35： T （0.923-）de 2tide：导体直径 mmti :绝缘厚度，包括碳黑和金属化纸带再加上绕包在三个线芯的非金属带厚度的一半mm2. 衬垫热阻（或金属套和铠装之间热阻）：（1）具有共同金属套的单芯，二芯和三芯电缆金属套和铠装之热阻（无金属套时即指衬垫层热阻）P2tT2

16、匚ln（1-）t2 内衬厚度Ds金属套外径（即衬垫前外径）2 二Ds（2）SA和SL型电缆：铠装下衬层和填充的热阻：PtT2-GG几何因数，查相关手册P300页2兀3. 外护层热阻：PT2t3.T3-l n（1-） t3 外护层厚度 Da 外护套前外径2 二Da4. 电缆外部热阻：a.自由空气中不受日光直接照射电缆:1二.De.h2s)1/4h散热系数cs :超过环境温度以上的电缆表面温升,KDe:电缆外径 mm下同电线电缆载流量P82页.（厶忑）1/4 :由计算机迭代计算，应用时可采用图解计算，参考:相关参数查CableExpert V6.0软件中"电缆热阻计算”窗口的图示。b.自

17、由空气中受日光直接照射电缆：电线1/4T4的计算同上，但(.基)的计算方法不同：由计算机迭代计算，应用时可采用图解计算，参考:电缆载流量P83页.c. 单根孤立埋地电缆：T4 Lln(uU2 -1)2兀2Lu =DeL 电缆轴线至地表面的距离,mm, 般取 700 或 1000mmDe电缆外径 mmd. 埋地电缆群： 平面间距排列等损耗二根电缆PT12L 2T4Tln( u 、u2 -1) ln1 ()22 二2S12Lu =DeL 电缆轴线至地表面的距离，mm, 般取700或1000mmDe电缆外径 mms1：相邻电缆之间的轴心距mm .平面等间距排列大致等损耗三根电缆FTr2 2L 2T4

18、-ln( u . u -1) ln1 () 2兀Si2Lu =DeDe电缆外径 mm上式计算的为中间电缆的热阻。L 电缆轴线至地表面的距离，mm，般取700或1000mms1：相邻电缆之间的轴心距mm .平面等间距排列金属套损耗不等的三根电缆(金属套不换位且金属套各接点均接地时，金属套损耗不等影响最热电缆的外部热阻。在此情况下，电缆载流量计算公式中分子项所用的T4按上即等损耗三根电缆式计算，分母项中的T4必须用以下公式计算)。T4 二 Tln( u -2兀21 0.5( 1 /.12)2L 2u2 -1)/ 仆12丿ln1()21 + #-lms12Lu 二一DeL 电缆轴线至地表面的距离，m

19、m，般取700或1000mmDe电缆外径 mmsi：相邻电缆之间的轴心距mm11 :该组外侧电缆金属套损耗因数;'12 :该组另一侧电缆金属套损耗因数;'lm :该组中间电缆金属套损耗因数； .平面接触排列二根金属套电缆PtT4Lln( 2u) -0.451(u 一5)2兀 :平面接触排列二根非金属套电缆PtT4 二 T ln(2u) -0.295(u 一5)2 二 平面接触排列三根金属套电缆T4 二 0.4751n(2u) -0.346(u 一5) :平面接触排列三根非金属套电缆T4 二吟0.4751n(2u) -0.142(u 一5) .三角形接触排列三根金属套电缆1 5T

20、4Tln(2u) -0.630n .三角形接触排列三根非金属套电缆PTT4Lln( 2u) 2ln(u)2兀 .埋地钢管电缆按单根孤立埋地电缆公式计算,L为钢管中心至地面距离，而De则为包括防腐层在内的钢管外径六、载流量计算1 空气中不受日光照射的交流电缆 ；土壤避免发生局部干燥场合下的直埋交流电缆 ；土壤中管道敷设交流电缆毗-Wd0.5Ti + n(J+T3+T4)RTi nR(1 1兀 nR(1 2)亿 T。)2.空气中直接受日光照射的交流电缆：-Wd0.5Ti n(T2 T3 t4)D；.H.T4RT nR(1 JT2 nR(1 2 )(T3 T4)3土壤发生局部开燥场合下的直接埋地交流

21、电缆I厶Wd0.5Ti_n(T2_T3_T4)_ RTi n(11兀 n(112XT3T4)4.空气中不受日光照射的 5KV及以下直流电缆:R= n R(1 JT2 nR(T3 T4)5.空气中直接受日光照射时的5KV及以下直流电缆*RT1 nR nR(T3 T4)6.土壤发生局部开燥场合下5KV及以下直流电缆 B +(v 1)ABxRTi nT2 n(T T4)7.土壤避免干燥场合下的 5KV及以下直流电缆: nR T48空气中低压电线电缆:IWd0.5T1n( TT3_T4)_ RT nRT2 nR(T3 T4)Wd:介质损耗 T1:绝缘热阻 T2:衬垫热阻 T3 :外护套热阻 T4:外部

22、热阻R:交流电阻 n :电缆芯数，i :金属套损耗系数'2 :铠装损耗系数总线电缆允许短路电流计算1 SC沁-20)V R20at1+a(%20)Ck:导体热容系数,J/cmA3.oCA:导体截面,mmA2Ck:导体热容系数,J/cmA3.oCR20:20oC时电缆交流电阻，Ohm/kmIl线电缆短时过负荷电缆载流量计算I NRu线芯在B c时的电阻，OHM/m;Rs_线芯在B s时的电阻，OHM/m;9 s连续负荷时线芯的最高允许工作温度B 0过负荷运行时线芯的最高允许工作温度t 过负荷运行时间，min t 电缆时间常数，min In电缆额定载流量,A热时间常数计算：T*QT =60

23、T=T1+T2+T3+T4Qc=Qck*Ac Qi=Qik*Ai Qs=Qsk*As Qj=Qjk*Aj单支热路：Q=Qc+0.5(Qi+Qs+Qj)二支热路：T2 +T3 +T4Q =Qc P Qi(1 - P)QiQs Qj1DT 2ln( J)DcD i 2(Dc)1.:热时间常数，min T ：电缆热阻，oC.m/WQ:等效热容，J/oC.mT1，T2，T3，T4分别为绝缘层，内衬层，外护层和外部热阻，oC.m/WQc,Qi,Qs,Qj分别为导体，绝缘，金属套，外护套热容， J/oC.mQck,Qik,Qsk,Qjk分别为导体，绝缘，金属套，外护层热容系数，J/cmA3.oCAc,Ai,As,Aj分别为导体，绝缘，金属套，外护套的截面积,mmA2Di:绝缘外径,mmDc:导体外径,mm电力电缆相序