《直流电缆载流量计算导则》

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号T/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—XXXX

直流电缆载流量计算导则

第一部分：载流量公式和损耗计算

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

T/CECXXXXX—201X

引  言

高压直流电缆是直流输电系统中的关键设备，我国已有160kV、200kV和320kV电压等级的XLPE

挤包绝缘直流电缆线路投入运行。由于直流电缆的载流量计算与交流电缆有所不同，因此不能将现有交

流电缆载流量计算方法直接应用于直流电缆系统。为能计算直流电缆的载流量，结合现有的载流量计算

方法，特此制定本标准，对550kV及以下直流电缆载流量进行规定。

II

T/CECXXXXX—201X

直流电缆载流量计算导则

1范围

本标准规定了550kV及以下直流电缆的载流量计算方法。

本标准适用于550kV及以下直流电缆系统。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

IEC60287电缆在流量计算

JB/T10181电缆在流量计算

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1符号

本标准所用的符号及其代表的参量由下列给出：

A铠装横截面mm2

C每个线芯的电容F/m

Dc电缆导体直径m

H日光辐射照度W/m2

I一根导体的电流（有效值）A

Ω/m

RAC导体在其最高工作温度下的交流阻抗

RDC导体在其最高工作温度下的直流电阻Ω/m

R020℃时导体的直流电阻Ω/m

T1导体和金属套之间每根线芯热阻Km/W

T2金属套和铠装之间热阻Km/W

1

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T3外护层热阻Km/W

T4周围介质热阻（高于周围环境温度的电缆表面温升与单位长度损耗之比）Km/W

T4日光照射下自由空气中电缆修正的外部热阻Km/W

’具有相同中心油道的空心导体的等效于实心导体的直径

dcmm

f系统频率Hz

在计算时所用的因数（邻近效应）

kPXP

在计算时所用的因数（集肤效应）

ksXP

干燥土壤和潮湿土壤热阻系数之比（）

=d/w

Xp计算邻近效应时所用内塞尔函数的自变量

Xs计算集肤效应时所用内塞尔函数的自变量

yp邻近效应系数

ys集肤效应系数

2020℃时电阻率温度系数1/K

tan绝缘介质损耗因数

绝缘相对介电常数

导体最高运行温度℃

a环境温度℃

X土壤的临界温度；即干燥和潮湿区之间边界的温度℃

高于环境温度的导体允许温度℃

X土壤的临界温升；即高于环境温度的土壤干燥与潮湿区之间的边界温升K

20℃时导体电阻率m

2

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d干燥土壤热阻系数Km/W

w潮湿土壤热阻系数Km/W

s20℃时金属套电阻率m

日光照射时电缆表面的吸收系数

电源系统角频率（2f）

4直流电缆允许载流量

4.1未发生发生局部干燥场合下的直流埋地电缆

直流电缆额定允许电流：

0.5

Wd0.5T1n(T2T3T4)

I='''

RT1nRT2nRT3T4

式中：R'——最高运行温度下导体单位长度的直流电阻（Ω/m）。

式中：I——一根导体中流过的电流（A）；

——高于环境温度的导体温升（K）；

注：环境温度是指在正常状态下周围介质的温度，在敷设或即将敷设电缆的场合下，任何局

部热源会有影响，但不考虑由此产生的热量会使电缆周围温度升高。

导体绝缘单位长度的泄漏电流损耗（）

Wd——W/m;

一根导体和金属套之间单位长度热阻（）；

T1——Km/W

金属套和铠装之间衬垫层单位长度热阻（）；

T2——Km/W

电缆外护层单位长度热阻（）；

T3——Km/W

电缆表面和周围介质之间单位长度热阻（）；

T4——Km/W

n——电缆中载有负荷的导体数（导体截面相等，负荷相同）；

4.2土壤发生局部干燥场合下的埋地电缆

直流电缆允许载流量：

0.5

W0.5Tn(TTT)1

I=d1234x

'

RT1nT2nT3T4

式中：R'——最高运行温度下导体单位长度的直流电阻（Ω/m）。

v——干燥和潮湿土壤区域热阻系数之比率；

3

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干燥土壤的热阻系数（）；

d——Km/W

潮湿土壤的热阻系数（）；

w——Km/W

土壤临界温度和干燥与潮湿区域边界的温度（℃）；

x——

土壤临界温升。即高于环境温度的干燥与潮湿区域边界的温升（）；

x——K

电缆表面和周围介质之间单位长度热阻（）；

T4——Km/W

n——电缆中载有负荷的导体数（导体截面相等，负荷相同）；

4.3避免土壤干燥场合下的埋地直流电缆

直流电缆允许载流量从交流电缆公式简化得出：

0.5

xnWdT4

I='

nRT4

导体电阻应按5.1修正。

4.4直接接受日光照射的直流电缆

0.5

*

Wd0.5T1n(T2T3T4)DeHT4

I=

R'TnTnTT

1234

式中：——日光照射下电缆表面的吸光系数，见表1所示。

H——日光辐射照度，对于大多数维度取1000（W/m2）；当可能时推荐采用当地数值；

考虑日光照射时空气中电缆外部热阻修正值（见）（）；

T4——JB/T10181.2Km/W

电缆外径（）

De——m;

对于皱纹金属套3（）

De=doc2t310m;

外护层厚度（）。

t3——m

5损耗计算

5.1导体直流电阻

导体在其最高工作温度下单位长度直流电阻由下式给出：

'

RR012020

式中：时导体的直流电阻（）；

R0——20℃Ω/m

4

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数值直接引自。在之外导体截面，值由制造厂和用户之间

R0GB/T3956GB/T3956R0

通过协商选取。导体电阻值用表1中所给的相应的电阻率计算。

时材料恒定质量温度系数（见表中标准值）；

20——20℃2

——以摄氏度为单位的最高工作温度（该值取决于所使用的绝缘材料类型），由相关

的国家标准确定。

5.2泄漏电流损耗

单位长度的泄漏电流损耗由下式给出：

U2

W0

Ri

式中：Ri是单位长度绝缘电阻（Ω/m）。

U0电缆的额定电压。

单位长度电缆的绝缘电阻由下式给出：

iDc2i

Riln

2Dc

式中：Δi为绝缘厚度（mm）；

i为单位长度电阻率取单位为Ω·m；

Dc为电缆导体直径（mm）；

2i为电缆绝缘厚度（mm）。

6直流电缆采用交流电流试验时的等效直流载流量计算

6.1等效载流量计算公式

直流电缆的交直流载流量等效计算公式由下式给出：

0.5

IdcIACk

k1ysyp

式中：k为直流电缆导体在工作温度下交流电阻与直流电阻的比值，近似于电缆线芯的集肤效

应因数，k值的推荐值由表3中给出；

为电缆导体的集肤效应因数；

ys

为邻近效应因数，由于直流电缆采用交流电缆试验时通常完成一个圆形，电缆的中心距较

yp

远，因此邻近效应yp可以忽略不计。

集肤效应因数

6.2ys

5

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集肤效应因数由下式给出：

ys

x4

s

ys4

1920.8xs

8f

式中：x2=107k，

sR's

f——电源频率（Hz）;

值表中给出。

ks4

只要不超过，上述公式是准确的，因而适合于大多数实际情况。

xs2.8

对于两根单芯电缆的邻近效应因数

6.3yp

邻近效应因数由下式给出：

yp

2

x4d

pc

yp42.9

1920.8xps

8f

式中：x2=107k

pR'p

导体直径（）

dc——mm

S——各导体轴线之间距离（mm）;

值表中给出。

kp4

只要不超过，上述公式是准确的，因而适合于大多数实际情况。

xp2.8

6

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附录

表1日光照射下电缆表面吸收系数

材料

沥青/黄麻护层0.8

氯丁橡胶0.8

聚氯乙烯0.6

聚乙烯0.4

铅0.6

表2所用金属电阻率和温度系数

材料

电阻率（）温度系数（）

20

1/K(20℃)

m(20℃

导体

铜1.7241*10-83.93*10-3

铝2.8264*10-84.03*10-3

金属套和铠装

铅和合金铅21.4*10-84.0*10-3

钢13.8*10-84.5*10-3

青铜3.5*10-83.0*10-3

不锈钢70.0*10-8忽略

铝2.84*10-84.03*10-3

铜导体值按IEC60028

铝导体值按GB/T17048

表3不同截面不同温度下紧压圆绞线导体交流电阻与直流电阻之比k

截面积k

/mm220℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃

6301.091.091.081.081.071.071.061.06

8001.141.141.131.121.111.101.101.09

10001.211.201.191.181.171.161.151.14

12001.281.271.251.241.231.211.201.19

16001.431.411.391.371.351.331.321.30

18001.501.481.451.431.411.401.381.36

20001.561.541.521.491.471.451.441.42

25001.701.681.651.631.611.591.571.55

30001.811.791.771.741.721.701.681.66

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