道亨电力电缆计算系统操作说明

电缆计算系统

操作说明

④北京道亨公司

电缆计算系统

目录

第一章软件概述..................................................1

1.1功能简介.................................................1

1.2系统需求.................................................1

1.3注意事项.................................................1

第二章操作流程..................................................2

第三章操作步骤..................................................3

3.1启动电缆计算程序.........................................3

3.2选择电缆的敷设方式和输入环境参数........................4

3.2.1电缆在空气中敷设....................................4

3.2.2电缆直埋敷设........................................5

3.2.3排管敷设............................................6

3.2.4电缆沟敷设..........................................9

3.2.5涵箱敷设............................................9

326隧道敷设...........................................11

3.3回路的输入和回路中电缆信息的输入.......................12

3.3.1添加回路...........................................12

3.3.2修改、删除回路.....................................17

3.3.3电缆库.............................................17

3.4计算载流量和感应电压...................................19

3.4.1计算载流量和计算书.................................19

3.4.2导出dxf图.........................................20

3.4.3计算感应电压和计算书..............................20

3.5参数库..................................................23

第四章电缆的其它计算..........................................25

-I-

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4.1_L井长度计算............................................25

4.2短路电流计算............................................26

4.3牵引力计算..............................................27

4.4经济截面计算............................................28

4.5电缆短期负载电流计算....................................30

4.6电缆线路充电电流计算...................................32

4.7电缆热稳定性计算........................................32

4.8电缆护套的冲击过电压....................................33

4.9保护器的冲击过电压.....................................34

4.10电感的计算.............................................34

4.11回流线最小截面积的计算.................................35

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第一章软件概述

1.1功能简介

《电缆计算系统》是开发的一个能够计算单回路和多回路电缆的载流量和

感应电压的软件。本系统适用于任意电压等级、多种型号电缆的载流量和感应

电压的计算。支持多种摆放方式、多个回路的感应电压计算。支持感应电压范

围计算，能出图，能导出dxfo设置有多个演示算例和自测试算例，并都一一

手工核对过。支持用向导的方式输入数据。

1.2系统需求

操作系统：WindowsXP/7/8

硬件：通用流行配置计算机

CPU：1GHz以上

内存：1GB以上

硬盘：500MB以上空闲磁盘空间

显示器：1024X768分辨率以上

1.3注意事项

系统运行前请将加密锁接在计算机的USB接口上。

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第二章操作流程

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第三章操作步骤

3.1启动电缆计算程序

【电缆计算】系统安装完成后，桌面道亨软件上会出现名字为【道亨软件】

的快捷图标，双击图标，选择【道亨电力电缆计算系统】即可运行系统。

系统运行后界面如下:

图3-1

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3.2选择电缆的敷设方式和输入环境参数

电缆的敷设方式分为：空气敷设、直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设、涵

箱敷设、隧道敷设。用户根据电缆的敷设条件和情况进行选择。

空气敷设：在空气中敷设的电缆，其电缆的载流量主要取决于空气中的介

质温度，电缆的排列方式有4种：包括水平、三角、垂直、双回路平面排列等

方式。

直埋敷设：在土壤或细沙等介质中敷设的芍缆组或现浇石专砌槽盒、预制混

凝土槽盒等情况下，程序都认为是直埋，其电缆的载流量取决于土壤的热阻系

数，电缆组之间的距离、土壤随着电缆外表面温度的上升土壤周围是否形成干

燥等因素影响。

排管敷设：为了电缆不被外力拉断、压弯，把电缆放到一些保护管中，就

叫做排管敷设，包括：排管有混凝土包封、排管无混凝土包封，采用这种方式

敷设的电缆，其载流量的计算过程中与直埋敷设相比较T4外部热阻会很大，

这样导致载流量没有采用直埋敷设情况下电缆的额定载流量大。

电缆沟敷设：电缆沟中在没有充沙时的介质几乎都是空气，所以在计算电

缆的载流量时，程序采用的公式与空气中电缆的载流量的公式一致，他们的不

同之处就是电缆沟中的散热性能不如空气中，而且电缆沟中也不会有阳光照射

等其他因素。如果电缆沟中充满沙土时，程序是按照与直埋的公式一致的方法

来计算载流量。

涵箱敷设：它与电缆沟敷设的条件差不多，唯一不同就是电缆外有保护管,

而电缆沟中的电缆是裸露在介质中。

3.2.1电缆在空气中敷设

如果用户要计算的电缆是敷设在空气中，则需要输入的环境参数有：媒质

温度和是否有阳光照射。如下图：

图3-2

媒质温度：电缆敷设于介质中媒质温度为空气温度。单位：摄氏度，在计

算载流量的时候用到。

是否有阳光照射：如果存在阳光照射，则在计算载流量时候需要考虑由于

电缆在受到阳光照射时引起的温度上升，从而影响到电缆载流量的计算结果。

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3.2.2电缆直埋敷设

如果用户要计算电缆直埋于土壤或细沙中，在选择“直埋敷设”方式后会

出现：

图3-3

图中“直埋方式”有三种：直埋、现浇砖砌槽盒、预制混凝土槽盒。上图

为直埋方式，这种直埋方式就是把电缆直接埋在一定深度，电缆的外围不加任

何保护措施。上图为单回路水平排列，用户可以根据实际情况敷设成双回路、

多回路、三角排列、垂直排列、双回路平面排列等排列方式。

“现浇破砌槽盒”直埋方式的界面为：

图3-4

同样上图的电缆有四种排列方式，也可以敷设多个回路。回路个数可由上

面的敷设个数决定。敷设个数添加几个，就需要用户添加几个回路。同时用户

还可以根据图中的提示对砖砌槽盒进行任意的修改，其制约因素分别为：h2、

h3、h4、si、s2、s3o程序为了美观起见，在最初给出了一个初始值，用户可

以根据实际需要进行修改。其对应关系为：hl为覆土厚度、h2和h4为上封盖

盒下垫层的厚度、h3为砖砌槽盒的高度、si为下垫层突出的长度、s2为破砌的

宽度、S3为电缆的可用空间宽度。

而“预制混凝土槽盒”直埋方式的界面为：

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图3-5

预制混凝土槽盒包封在外观看来和上面的砖砌槽盒很相似，不同在于预制

槽盒的外侧都是混凝土，里面填充的都是细沙或是土壤，其计算过程也完全一

样。

每种直埋方式都有图解，方便用户参考图中左侧部分来完成右侧数据的输

入。上图的对应关系为：hl为覆土厚度、h2和h4为混凝土槽盒的上顶面和下

底面的厚度、h3为混凝土槽盒的空间高度、*1为混凝土槽盒侧面厚度、6为混

凝土槽盒的可用空间宽度。

直埋敷设环境参数界面需要输入的有：媒质温度、覆土厚度、土壤的热阻

系数和电缆周围土壤是否会形成干燥。如下图：

-1、敷设条件,___________________________________________.

当前敷设方式：1直埋敷设二］设置.设信息

1、媒质温度；25CC)「

基本敷设信息：入土壤热阴系数：2;3、电缆周围是否会形成千像：否。

图3-6

媒质温度：电缆敷设于介质中的温度，这旦指的是土壤或细沙的温度。

覆土厚度：埋地电缆组的最上方的电缆的顶面距地表面的最小距离。单位:

毫米。

土壤热阻系数：用于计算媒质热阻T4。

电缆周围土壤是否会形成干燥：电缆周围的土壤随着电缆的温度升高土壤

水分流失，土壤的热阻系数发生变化，对计算出的电缆外部热阻(T4)有影响，

最后影响计算电缆载流量的结果。

3.2.3排管敷设

如果用户要计算的电缆用“排管敷设”方式计算电缆的载流量，会是如下

界面：

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图3-7

界面中包括有、无混凝土包封，埋地深度等信息。对应关系为：hl为覆土

深度、h2上下两列排管的中心距离、h3为最下列横担到碎垫层的高度、h4为

碎垫层的厚度、si为相邻排管之间的中心距，媒质温度、覆土厚度、保护管外

径、保护管内径、敷设管材料、管内平均温度以及管孔数。

1、敷设条件,________________________________________n------------------------

当前敷设方式：忸，管■设3设置敷设信息3

1、排管行数：3;2、排管列数:6;3、保护管外

基本敷设信息：径：17。Gm)；

4、保护管内径：150Sm);5、媒质温度:25CC);6、土壤热阴d

图3-8

填写完成后选择确定，程序自动将用户输入的数据显示在界面的环境参数

中。当用户确定后还想对上面的值进行修改，这时点击界面上的【设置敷设信

息】按钮就可以对其进行修改。

1、敷设条件二——---------------------

当前敷设方式：I排管敷而3设置敷设信息

,排管行数式2r排管列数:6：3、保护管外T

基本敷设信息：径：170Gnm);

4、保护管内径：150(mm);5、媒质温度:25CC);6、土壤热阻|

III-、1.v

图3-9

如果用户使用的是外径大小不一样的排管，当前敷设方式可以选择【排管

敷设一自定义工输入每一个排管的信息，界面如下：

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掉它敷设自定义，口

野原点(0,0)

<1

OOOO

._.1234

确定取消

图3-10

界面中包括有、无混凝土包封，地面至佐垫层的距离h2,碎垫层宽度s,彼

垫层高度hl等信息。

需要输入的环境参数与排管敷设相同。

如果用户要增加排管或对排管进行移动等操作，可以在图形窗口中点击鼠

标右键，来选择相应的操作。界面如下：

图3-11

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3.2.4电缆沟敷设

如果用户要计算的电缆用电缆沟敷设方式计算电缆的在流量，其界面为:

图3-12

用户可在托盘样式中选择托盘类型，只左侧托盘、只右侧托盘或两侧托盘

及托盘间距是否相等。选择不同的托盘样式，下面的详细设置项会自动显示或

隐藏。

用户需要输入的数据为：hl为电缆沟上下层封盖的厚度、h2上封盖底部到

导线托盘的高度、h3为相邻托盘间距离、h4为最下层托盘到下封盖顶部的高度。

si为电缆沟相对侧面突出部分、s2为电缆沟侧面混凝土厚度、S3为托盘的长度、

s4为左右托盘的距离，媒质温度，如果考虑空气温升，还要输入空气温升值。

1、敷设条件

当前敷设方式：

基本敷设信息：

图3-13

3.2.5内置槽盒电缆沟敷设

电缆沟中置有槽盒、可选择“内置槽盒电缆沟敷设”，敷设信息设置界面

如下：

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图3-14

界面上面部分为电缆沟参数的设置，下面部分为槽盒参数的设置，各部分

的具体尺寸（如hl、h2等）对照左侧示意图填写即可。

如果并列多个电缆沟且都内置槽盒，还可以选择“内置槽盒并列多电缆沟

敷设方式”，敷设信息界面如下：

图3-15

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左上上可以添加电缆沟、删除电缆沟、显示总电缆沟个数及当前的电缆沟。

右侧参数设置部分中“覆土厚度”为电缆沟上盖板到地面的距离，“槽盒的左边

距”为最左侧槽盒的外边缘距电缆沟内壁的距离。其他参数与图3-14相同。

3.2.6涵箱敷设

如果用户在“涵箱敷设”方式下计算电缆的在流量，其界面为:

图3-16

界面中需要用户填写的数据为：涵箱中的保护管的行数、列数、保护管内

径、保护管外径等信息。其对应关系为：hl为覆土厚度、h2为涵箱顶弧的半径

（程序中半径的确定是由s2s3s4的和控制的，这里不需要用户添加）、h3为保

护管中间爱女列和最下列的中心距、h4位涵箱底面的厚度、h5垫层的厚度、si

为垫层突出长度、s2为涵箱侧面混凝土厚度、S3为涵箱内电缆距涵箱侧面墙壁

的最小距离、s4相邻电缆的中心距。

327隧道敷设

如果用户在“隧道敷设”方式下计算电缆的载流量，其界面为:

隧道敷设往：两侧都有托盘时.左右,托盘可不对彝；隧道尺寸根需左,托叁确定！）凶

图3-17

同样，跟电缆沟类似，托盘样式可分为只左侧托盘、只右侧托盘或两侧托

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盘。

界面中需要用户填写的数据为：托盘个数、hl为隧道顶部盖板厚度、h2

为托盘到顶盖板的距离、h3为每个托盘之间的垂直距离、h4为托盘到下底面的

距离、si为下底面延出的长度、s2为隧道混凝土厚度、S3为托盘长度、s4托

盘之间的水平距离，媒质温度。如果考虑空气温升，还要输入空气温升值。

3.3回路的输入和回路中电缆信息的输入

本系统支持多回路载流量和多回路感应电压的计算。用户可以通过本部分,

对回路进行添加、删除等操作，还可以设置每个回路的电缆型号。以及一些电

缆的工作信息。具体界面如下：

r添加双回路平面排列的回路总回路数：（2—当前回路：［三］|回路备注，比如：甲力

衿电缆位置

排列方式：I双回路平面车二］

ABCA'BtC接地方式：|单藉接地—3

©^0QQQ

r是否换位

・•$.;••§•一.•归•;・・§>・[・$••

系统接地电阴I接地方式示意图I计篁相间中心距I

图3-18

3.3.1添加回路

增加一个回路，选择上图界面上的【增加回路】按钮，在界面中选择计算

的电缆编号、工作电压、导体最高工作温度和工作频率。根据电缆的实际情况

输入完成后，点击界面上的【电缆库】可以查看电缆的结构，如下图：

名称］结构1外径前）|厚度Z）|材料

导电线芯导体35—悯

导体包带导体屏蔽35.50.25半导体

导体屏蔽（...导体屏蔽381.25半导体

梯蝌7016交联聚乙烯

外屏蔽树屏蔽721半导体

半导电阻水带做屏蔽762半导体

蓟做招护套金屎护套802器

防曲内衬层915.5交联聚乙烯

外护套例...外护层1004.5聚乙烯

图3-19

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如果在添加回路时没有所需要的电缆型号，可以先点击程序的菜单栏中【电

缆库】按钮，打开管理电缆界面，进行新电缆的添加。通过上面的图可以看出,

用户选择电缆的结构、厚度、外径、材料，这样来完成用户对任意电缆的输入

和计算。提示：结构一定要输入正确，一个结构可以有1个或多个。比如上图

的内衬层和外护层都有多个。

〈电缆属性〉界面的计算条件输入完成后，进入〈电缆位置,输入界面，如下

图：

「3、电缆位置

…OB排列方式：|三角排列~三|

接地方式：|交叉互联~3

厂是否换位厂回路带有三七开回流线设置|

■\QQ.系统接地电阻|接地方式示意图|计篁相间中心距|

sis?

中心点坐标（mm）间距(mm)

h相序相间中心距Gnm）

XIsis2

500.00288.20288.20288.20249589ABC437.57

线芯交流电阻：［L546E-5Q/m计算|

图3-20

需要在当前的界面输入当前要添加回路的排列方式（水平排列、水平紧挨排

列、三角排列、紧挨三角排列、垂直排列、垂直紧挨排列，只用于单芯电缆）、

接地方式（单点接地、两端接地、交叉互联）。可以查看接地方式示意图。然后

点击下方的【系统接地电阻】按钮，对接地电阻进行详细设置，界面妇下：

系妩接地电阴

C

02

B上

-A

IIT

EI(.lo+h)RI

II

TF-(IO+IP)

无回流线或回流线引到电源有回流线但不引至电源

R1：|0?5(K)R2：g5瞰欧）

WZ"j|取消I

图3-21

如果回路附近有回流线，那么需要将对应的复选框勾选上，然后点击右侧

的【设置】按钮，对回流线的信息，进行设置：

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当前回路的回流线参数ZI

回流线布局不意图•

A

-

B

C

c

S为相间中心距

当q=0.3,r=0.7,y=l,

回流线电阻(2/km)0.077

回流线半径Cm)11

接地电流的回路—一部分以大地为回路；一部分以回流线为回路二］

回流线有无引至电源r

诵定.」取消I

图3-22

包括，回流线的电阻，半径，接地电流回路和回流线有无引至电源。

注：单芯电缆的排列方式也可以选择双回路平面排列，通过选中界面上的

厂添加双回路平面排列的回路选项来实现。

然后是输入电缆的坐标和间距等信息。如果是电缆沟和隧道敷设，还需用

户输入电缆到左、右边距的距离如下图：

「3、电缆位置

TOB排列方式：ISSHZ左边距：网mm

接地方式：|单端接地~三］|右边距：卜30812mm

h

厂是否换位厂回瞽带有三七开回流线设置|

•QQ

系统接地电阻|接地方式示意图|计皙相间中心距|

sis2

|中心点坐标(mm)间距3m)

h相序相间中心距(mm)

X|丫sis2

|395.90-1104.100.00200.00300ABC278.64

图3-23

【左边距】：电缆到电缆沟左侧墙壁的距离;

【右边距】：电缆到电缆沟右侧墙壁的距离；

由于输入的是标准回路，所以需要输入当前电缆的间距。相位以及中心坐

标的X和y,还有如果是相互接触的三根电缆就不用输入间距，程序会自动计

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算他们的间距，程序在添加电缆的位置时，有两种方法来实现：一种是通过中

心点坐标的填写来完成电缆位置的添加，令一种是通过【点击按钮可显示回路

的位置】用户在图中捕捉保护管的位置来添加。这里拿“涵箱敷设”例子来演

示一下：

图3-24

由于添加的电缆是三根、水平敷设，所以添加时需要鼠标捕捉中间的那个

保护管如上图的位置，然后点击一下左键就会把电缆添加上去，这时中心坐标

会自动捕捉当前的坐标，如下图添加后的电缆位置和中心坐标信息：

w卜腐+却+飘.[_、十物.卜谶-网

图3-25

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图3-26

图中的黄色部分为电缆，其中心坐标X为1090、Y为-2020。.

电缆载流量计算主界面为:

•迸9电变计总未嫁(35?20110124)-I\DKO\C.kl.(3S2-1•、电爱假总・5\电■我得，•■•

文件9电爆管长出即Q）itttQ）设R9查相助⑥

评常用品3品恳…区斓碑端…事展一击一―3

板4厦讦*迪电压计MAcKfthdM

2・”〃十，书|，ui计宜〃]|..可"]|丁.可;,]

wt','：,否一‘~5七-|：-=*：：；（-例1s丽，二。」＞!；',工计，'珏沮&升的1U氏闾雨

图3-27

然后是电缆在20摄氏度时单位长度直流电阻的计算和填写，这里用户可以

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根据电缆的实际情况和已知条件进行手动填写，也可以通过【自动计算】利用

程序计算来完成电缆单位长度直流电阻的输入，“自动计算”是根据上面输入的

电缆的结构和导体的材料等等….信息计算出的，可能与实际出厂的电缆的“单

位长度直流电阻”有区别，所以这里建议用户根据电缆的己知条件对单位长度

直流电阻的值进行手动输入。

另外，程序还提供了对交流电阻值的输入功能，如果交流电阻值是已知的,

就可以直接输入些值，程序就会按照此值进行其它结果的计算。当然，程序也

可以用自动计算V

最后，如果用户想计算环流值，还需要输入金属护套两端的实际接地电阻

值。

3.3.2修改、删除回路

对已有的回路进行操作，见下图:

•直$电煲计N乐长。52”II0124)-Z\DKO\C.W1.(3S2-1电投♦喊flU3\电囊破务ta.（若然乃爆，.101X1

文件Q）电爆管&Q）即Q）泞・0）设置任）超助®

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机Ctt工&|Hfett二段I

弄号m较的B

第1箱工氏＜2个皿

I.敷处伸._________

m茄■，设方式：［S曾

kMf行数2;2、瘁管列威3.

径93；

夏本M设信&：

，保炉告内径150M：入。更：src）；6.

「添加双国路平面耳列印由总由知

trcEK|W»aBI上一QfeI当用电技6电装管为］

2・电混展性

■:五分计支部应蛎计苴JCcWftthtM

114«而|■书|J3“■书|I工一6［「I

蛇电角（

3・电饯位置kIR*

并列方式：所前~3电钦。/•）2020X10"(-10)

*>c介食iMtxcva025W0

发地方式：叵函蔻~3

修装其R电用匕（Q/a：0000»

OOO授地方式注限Milr______I

沪套及恰装并联电丸x（Q/a：000016

一的r式示2的|计口，一一中＜JE005260

0000

中心点.笑粽go

根序

x卜使缘层网an（x・・/r）041330

(0O46T?

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外护至MT3(X・，”)006S24

，质蚓8火覆・^）6虎开4401

以加蚌0T4第・5）4玉e2风

工m度下糕餐：。）四虐(C60X00

土工磔货大于1瞰修员缴■校的连二电衰我设于林机W6飘稣附、至批％加计入环慎遭升的彩4网1IB

图3-28

在“当前回路数”窗口中选总要编辑或删除的回路，在左侧的图形平台上

会将当前选中的颜色变为黄色，同时界面上的电缆属性、工作参数、电缆位置

见面将显示当前选中的回路的信息，用户可以根据实际情况进行回路中的《电

缆属性,、＜工作参数,、＜回路设置》中的已知条件进行修改或删除。

3.3.3电缆库

电缆库包括添加、修改和删除电缆（单芯、三芯、同名不同截面），添加和

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删除电缆各个层的厚度、直径、材质等信息、。如卜图:

g0,05iyn^«市加电蜕层|田赊屯观层|电先截面示意图|

自动计算：r已知厚度才外径r已知外径至厚度

名筋：转构外厚度g)材M

导体45一

题

导体屏符48.51.75半导体

沪欣80.516文联聚乙烯

接金压护至105323e

外护层115.35聚氯乙烧

'◎YJV127-220k¥180cM2m

9rjv127-220kV200Ctat2

@TJV127-220W2200M2

@TJV127-220kV250C««2

@TJV12T-220kVWOw.2

您TJV127-220k¥50072

◎YJV127*220町630M2

笫纹护套示意图

9YJV127-220kV800N>2分割p州敢金屋食

@TJV12?-220kV900w2

月壁戏金厘笔法域内表面杓切的幅售同心■体直径“＜：|1®.3

@TJV64-110kV1000««2

©TJV64-110kV1200w(2与缴侬.金航容被谷内寰面相咖睇想同心胤柱体直径”＞：|wV

|YJV64-1101"1400W电疑外径SO：|l153I

◎YJV64-110kV160072

电视校芯单位长度直电明ura/a：K——计鬟|偌助|

9YJV64-1lOkV240»220Pil

@TJV64-lJOkV300M2导体影状•[HOfj2

@TJV64-110kV«X)w2

©TJV64-U0kVSOOw^

@TJV6<-U0kV6»w£

◎YJV64-1lOkV&X>»»2分割

0YJVC4-110W/

♦@三芯40O»2皮用到当前回跑||修豆।取消

图3-29

%:添加单芯电缆；

■*:添加三芯电缆；

Q：新建一个目录输入相同电缆名称，不同标称截面的电缆；

删除电缆；

口：保存电缆；

3：导出*.tni格式电缆;

【添加电缆层工在选中的电缆层前一层处添加一个电缆层；

【删除电缆层工把选中的电缆层删除掉；

自动计算包括：“已知厚度求外径”和“已知外径求厚度二

己知厚度求外径：是指在上面的各个层信息中只输入导体的各个层厚度，

然后用一直厚度求外径。

己知外径求厚度：同样先输入各个层的外径来求取各个层的厚度。

电缆外径：由于电缆厂提供的电缆的各个层信息，相加起来并不等于电缆

的实际外径，程序在这里为了减小计算误差需要在这里输入电缆的实际外径。

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3.4计算载流量和感应电压

3.4.1计算载流量和计算书

当用户输入好上面的电缆属性、工作参数、电缆位置等信息，这样就可以

计算电缆的载流量：

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I、计曾再流圜2、十”盛1•复书|&txt计更书|•回路|

俄芯交通电阳R（a/m）：3.37IC-005

电容C(F/m):2.020x10^-10)

介质覆髭Wd（W/m）:0.25990

户套及铠装并联电用R（»m）:0.00039

疔套及楷装井或电抗MQ/m）:0.00010

手套损耗系数X：0.01618