光伏场区电缆载流量土壤热阻系数修正计算书

第1页光伏场区电缆载流量土壤热阻系数修正计算书——××100MWp光伏发电项目场区集电及低压电缆（依据GB50217—2018、GB50797—2012（2024年版）及IEC60287系列标准编制）项目名称：××100MWp光伏发电项目项目编号：XNY-PV-2026-100建设地点：陕西省榆林市××县（示例）建设规模：装机容量100MWp；交流侧94.5MW电压等级：35kV/0.4kV/1.5kV（直流）设计阶段：施工图设计阶段文件类型：计算书（电缆载流量及土壤热阻系数修正）计算书编号：WX-JS-2026-012岗位姓名签字日期编制审核批准编制单位：××电力设计研究院有限公司二〇二六年十月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 31.1工程概况 31.2计算目的 31.3计算对象 41.4计算原则 42编制依据 42.1国家标准与行业标准 42.2技术资料 53术语、符号与基本规定 53.1主要术语 53.2主要符号 63.3基本计算公式 64基础参数与取值原则 74.1环境与土壤参数 74.2电缆主要参数 84.3基准载流量及其基准条件 85土壤热阻系数修正计算 95.1土壤热阻系数的物理意义与影响因素 95.2规范表格法（附录D表D.0.3） 95.3热路解析法校核 105.4土壤热阻系数修正系数取值 115.5换土处理与热回填的修正效果 126温度与并列敷设修正计算 126.1环境温度修正计算 126.2并列（多回路）敷设修正计算 136.3综合修正系数 137各电压等级电缆载流量修正计算 147.1计算工况与计算电流 147.235kV集电电缆载流量修正计算 147.30.4kV低压交流电缆载流量修正计算 147.41.5kV直流光伏电缆载流量修正计算 157.5土壤热阻系数敏感性分析 167.6计算结果汇总 168安全核验 168.1持续载流量校验 168.2短路热稳定校验 178.3电压降校验 188.4敷设与构造措施核验 189结果分析与工程指导意义 199.1计算结果分析 199.2工程指导意义 199.3技术经济比较建议 2010结论 2011免责声明 211概述1.1工程概况本工程为集中式地面光伏发电项目，装机容量100MWp，采用组串式逆变器＋箱式升压变压器方案。全站划分为30个发电单元，每台箱式变压器容量3.15MVA；光伏组件串经光伏专用直流电缆接至组串式逆变器，逆变器交流输出经0.4kV低压交流电缆接至箱变低压侧，箱变高压侧经26/35kV集电电缆接入110kV升压站35kV母线。全站共设6回35kV集电线路，每回接入5台箱变。场区集电电缆及低压交流电缆以直埋敷设为主，局部穿越道路、沟渠及农田耕作区时采用穿管埋地敷设；组件串及组串至逆变器的直流电缆沿支架横梁或电缆桥架敷设。场区地表以下以黄土及风积砂为主，夏季干旱期土壤含水率显著降低、蒸发强烈，土壤散热条件明显恶化。1.2计算目的《电力工程电缆设计标准》GB50217—2018附录C给出的直埋电缆载流量，其基准条件为：电缆导体最高工作温度90℃、土壤温度25℃、土壤热阻系数2.0K·m/W、单根分离敷设。本工程场区干季实测土壤热阻系数高于上述基准值，若直接取用附录C的基准载流量进行选型，运行期导体温度将超过绝缘长期允许工作温度，导致绝缘加速老化、载流量裕度不足。本计算书的目的是：（1）按规范方法计算土壤热阻系数、环境温度、并列敷设根数等条件偏离基准值时的载流量修正系数，其中土壤热阻系数修正为核心内容；（2）给出35kV集电电缆、0.4kV低压交流电缆及1.5kV直流光伏电缆在综合修正后的持续允许载流量；（3）完成载流量、短路热稳定、电压降三项安全核验及敷设构造措施核验；（4）分析土壤热阻系数对载流量与电缆选型的影响，提出控制其不利影响的设计与施工措施。1.3计算对象本计算书的计算对象及其敷设条件见表1-1。表1-1计算对象及敷设条件一览表序号用途电缆型号规格敷设方式同沟根数净距/mm埋深/m135kV集电（路径A）YJV22-26/35kV3×185直埋（局部穿管）31001.0235kV集电（路径B，最不利）YJV22-26/35kV3×240直埋61001.030.4kV低压交流YJV22-0.6/1kV3×150+1×70直埋21000.841.5kV直流（组串）PV1-F-1.5kV1×4支架/桥架（空气中）2（接触）——注：电缆型号规格中的导体均为铜导体、交联聚乙烯（XLPE）或交联聚烯烃绝缘；直流电缆导体为镀锡铜导体。路径B为多回路集中并行敷设的最不利工况。1.4计算原则（1）载流量按100%持续工作电流确定，即按电缆长期连续满负荷运行的热平衡状态计算。（2）基准载流量取用GB50217—2018附录C及与其基准条件一致的电缆产品样本数据，基准条件为：导体最高工作温度90℃、土壤温度25℃、土壤热阻系数2.0K·m/W、单根分离敷设。（3）各项校正系数按GB50217—2018附录D取用；当校正系数表的基准条件与附录C不一致时，先换算至同一基准后再行相乘，避免重复修正或漏修正。（4）按最不利工况校核，即取最热月平均土壤温度、干旱期土壤热阻系数上限、同沟敷设根数最多的工况。（5）土壤热阻系数取值不小于2.0K·m/W；实际值低于2.0K·m/W时，除实施换土处理能避免水分迁移的情况外，仍按2.0K·m/W校正。2编制依据2.1国家标准与行业标准序号标准编号标准名称1GB50217—2018电力工程电缆设计标准2GB50797—2012（2024年版）光伏发电站设计标准3GB/T12706.2—2020额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件第2部分：额定电压6kV到35kV电缆4GB/T12706.3—2020额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件第3部分：额定电压35kV电缆5GB/T3956—2008电缆的导体6GB/T16895.6—2014低压电气装置第5-52部分：电气设备的选择和安装布线系统7GB50054—2011低压配电设计规范8GB/T19666—2019阻燃和耐火电线电缆或光缆通则2.2技术资料（1）场区岩土工程勘察报告（含土壤类别、含水率、热阻系数实测或推荐值）；（2）场区所在地区气象及地温资料（最热月平均气温、埋深处最热月平均地温）；（3）电缆产品技术样本及出厂试验数据（结构尺寸、导体直流电阻、允许工作温度）；（4）场区电缆敷设路径图、集电线路规划图及箱变布置图；（5）《工业与民用配电设计手册》（第四版）等设计参考资料，用于基准数据交叉校核。3术语、符号与基本规定3.1主要术语（1）载流量：在规定的敷设条件与环境条件下，电缆导体温度稳定于长期允许最高工作温度时，电缆允许持续通过的电流值。（2）土壤热阻系数：表征土壤导热能力的参数，即单位热流通过单位长度土壤所产生的温差，单位为K·m/W，以ρ表示。数值越大，土壤散热能力越差，电缆载流量越低。（3）热阻：电缆载流量计算采用热网分析法，按一维散热过程的热欧姆法则所定义的物理量，等效于电路中的电阻；导体与环境之间的温差等于热流与总热阻之积。（4）校正系数：实际敷设条件偏离基准条件时，用于修正基准载流量的乘数，其值一般不大于1，仅当实际散热条件优于基准条件时可大于1。3.2主要符号表3-1主要符号及含义符号名称单位Iz综合修正后的电缆持续允许载流量AI0基准载流量（基准条件：90℃／25℃／2.0K·m/W／单根敷设）AIc回路计算电流（100%持续工作电流）AKt环境温度校正系数—Kρ土壤热阻系数校正系数—Kp并列（多回路）敷设校正系数—θc电缆导体最高允许工作温度℃θa电缆敷设处实际环境（介质）温度℃θ0对应于额定载流量的基准环境（介质）温度℃ρe、ρ0实际、基准土壤热阻系数K·m/WT1、T2、T3绝缘层、内衬（屏蔽）层、外护套热阻K·m/WT4外部介质（土壤）热阻K·m/WTint电缆本体内部热阻之和（T1+T2+T3）K·m/WL电缆敷设（埋设）深度mDe电缆外径mmR′电缆导体在工作温度下的交流电阻Ω/kmQ短路电流热效应A²·sC热稳定系数A·s^0.5/mm²ΔU线路电压降百分数%3.3基本计算公式电缆在给定敷设条件下的持续允许载流量，应按基准载流量乘以各项校正系数确定，即 Iz=I0回路计算电流按输送容量与额定电压确定，即 Ic=P√3·式中：P为回路输送有功功率（kW）；UN为回路额定线电压（kV）；cosφ为功率因数，本计算书取0.98。环境温度偏离基准温度时，载流量校正系数按下式计算： Kt=θc式中：θc为导体最高允许工作温度（℃）；θa为实际环境（介质）温度（℃）；θ0为基准环境（介质）温度（℃）。注：式（3）即GB50217—2018式（D.0.2），其计算结果与附录D表D.0.1的表格值一致；当实际温度超出表D.0.1的表格范围时，按本式计算，本计算书同时以表格值与计算值对照校核。4基础参数与取值原则4.1环境与土壤参数环境温度与土壤温度均按最不利工况取值：环境（空气）温度取最热月平均气温，土壤温度取埋深处最热月平均地温；土壤热阻系数按地勘实测资料的干旱期上限取值。参数取值见表4-1。表4-1环境与土壤参数表参数名称符号取值取值依据／说明最热月平均气温（空气）θair30℃气象资料，用于直流电缆埋深处最热月平均土壤温度θa30℃地温资料，按最不利取值基准土壤温度θ025℃GB50217—2018附录C基准设计取用土壤热阻系数ρe2.5K·m/W地勘实测干旱期上限值基准土壤热阻系数ρ02.0K·m/WGB50217—2018附录C基准土壤热阻系数最低取值—2.0K·m/WGB50217—2018第3.6.4条电缆埋设深度L1.0m农田段（非农田段0.7m）同沟敷设净距—100mm按敷设图集及设计规定土壤类别—黄土、风积砂岩土工程勘察报告4.2电缆主要参数表4-2电缆主要技术参数表用途型号规格导体绝缘θc/℃短路温度/℃参考外径/mm35kV集电（A）YJV22-26/35kV3×185铜XLPE90250≈8735kV集电（B）YJV22-26/35kV3×240铜XLPE90250≈920.4kV低压YJV22-0.6/1kV3×150+1×70铜XLPE90250≈521.5kV直流PV1-F-1.5kV1×4镀锡铜XLPO90200≈6.1注：短路允许温度为导体短路时（持续时间不超过5s）的最高允许温度；参考外径用于热路解析法计算，实际应以厂家样本结构数据为准。4.3基准载流量及其基准条件本计算书采用的基准载流量及其基准条件见表4-3。当基准载流量来源表格的土壤热阻系数基准与附录C不一致时，按本章第5章的换算方法先换算至ρ0=2.0K·m/W基准，再进行综合修正。表4-3基准载流量及其基准条件用途／规格敷设方式／介质基准载流量I0/A来源及基准条件35kV集电3×185直埋／土壤400电缆产品样本（土壤温度25℃、单根敷设、ρ0=2.0K·m/W）35kV集电3×240直埋／土壤460电缆产品样本（同上）35kV集电3×300直埋／土壤520电缆产品样本（同上）0.4kV低压3×150+1×70直埋／土壤274（ρ=1.0基准）GB50217—2018附录C及设计手册（土壤温度25℃、单根敷设）1.5kV直流1×4空气中／支架55光伏电缆样本（环境温度30℃、单根空气中敷设）注：表中0.4kV低压电缆基准载流量的原基准热阻系数为1.0K·m/W，第7章据此先换算至ρ0=2.0K·m/W基准；35kV集电电缆样本数据与附录C基准条件一致（ρ0=2.0K·m/W）。5土壤热阻系数修正计算5.1土壤热阻系数的物理意义与影响因素直埋电缆的散热路径为：导体产生的焦耳热依次穿过绝缘层、内衬（屏蔽）层、外护套，最终经外部土壤散至地面。外部土壤热阻T4与土壤热阻系数ρ成正比，即土壤热阻系数越大，热量向外散失越困难，在允许温升不变的前提下电缆允许通过的电流越小。影响土壤热阻系数的主要因素包括：（1）土壤类别与颗粒级配：干燥砂土、砾石及多石地层热阻系数最大，潮湿黏性土最小；（2）含水率：含水率下降时热阻系数显著升高，且电缆散热会使周边土壤水分向远离电缆方向迁移（水分迁移现象），形成局部干燥区，进一步抬高等效热阻；（3）压实度与回填质量：回填不密实、夹带建筑垃圾或大块石料时，接触热阻增大；（4）季节与埋深：旱季、浅埋土壤热阻系数高于雨季和深埋工况。本工程场区以黄土及风积砂为主，属于热阻系数偏高的土壤类别，且冬季冻结、夏季强烈蒸发，故必须对基准载流量进行土壤热阻系数修正。5.2规范表格法（附录D表D.0.3）GB50217—2018附录D表D.0.3按电缆电压等级与截面范围给出不同土壤热阻系数时的载流量校正系数，其表格基准热阻系数为ρ=1.0K·m/W；而附录C基准载流量的基准热阻系数为ρ0=2.0K·m/W。两者基准不一致，直接相乘将造成重复修正，须先换算至同一基准，换算公式为： Kρ=KD.0.3式中：KD.0.3(ρe)为按实际土壤热阻系数ρe查表D.0.3所得系数；KD.0.3(ρ0)为按基准土壤热阻系数ρ0=2.0K·m/W查表D.0.3所得系数。表D.0.3原表取值及换算至附录C基准后的土壤热阻系数修正系数分别见表5-1与表5-2。表5-1不同土壤热阻系数时的载流量校正系数（表D.0.3原表）电压等级截面范围/mm²0.81.01.21.52.02.53.00.6/1～1.8/3kV≤351.061.000.950.890.810.750.710.6/1～1.8/3kV50～1201.081.000.940.870.770.700.650.6/1～1.8/3kV150～3001.081.000.930.860.760.690.640.6/1～1.8/3kV≥4001.091.000.930.850.760.680.636/10～8.7/15kV≤351.051.000.950.900.820.760.706/10～8.7/15kV50～1201.061.000.940.880.800.730.686/10～8.7/15kV150～3001.071.000.940.870.780.710.666/10～8.7/15kV≥4001.071.000.930.870.770.710.65注：1表中数值为GB50217—2018附录D表D.0.3的载流量校正系数，其基准土壤热阻系数为1.0K·m/W；

2表头中土壤热阻系数ρ的单位为K·m/W；35kV电缆按同电压等级邻近栏（6/10～8.7/15kV及以上）相应截面范围取值。表5-2换算至附录C基准（ρ0=2.0K·m/W）后的土壤热阻系数修正系数Kρ用途／截面范围0.81.01.21.52.02.53.035kV集电电缆（150～300mm²）1.371.281.211.121.000.910.850.4kV低压电缆（50～120mm²）1.401.301.221.131.000.910.84注：换算方法为Kρ=KD.0.3(ρe)/KD.0.3(2.0)，即表5-1中同一行各系数除以该行ρ=2.0对应的系数（35kV取0.78，0.4kV取0.77）。由表5-2可知：当实际土壤热阻系数由基准值2.0K·m/W升高至2.5K·m/W时，35kV集电电缆的土壤热阻系数修正系数为0.91，即载流量下降约9%；若升高至3.0K·m/W（多石少雨的干燥砂土），修正系数降至0.85，载流量下降约15%。5.3热路解析法校核为校核规范表格法的取值合理性，按IEC60287-2-1的热路模型对35kV集电电缆进行解析计算。单根直埋电缆的外部热阻T4按下式计算： T4=ρe绝缘层热阻T1按下式计算： T1=ρi电缆本体内部热阻之和取Tint（即绝缘层热阻、内衬层热阻与外护套热阻之和），则土壤热阻系数修正系数可表示为： Kρ=Tint按简化热路模型，载流量与总热阻的平方根成反比，即： I=ΔθR'·Ttotal以YJV22-26/35kV3×185铜芯电缆为例，取绝缘热阻系数3.5K·m/W、外护套热阻系数6.0K·m/W、电缆外径De为87mm、埋深L为1.0m，则该敷设条件下外部热阻与土壤热阻系数成正比，比例系数约为0.61，据此计算结果见表5-3。表5-3热路解析法土壤热阻系数修正系数计算表（以3×185为例）ρ/(K·m/W)T4/(K·m/W)Tint/(K·m/W)T4+TintKρ（相对ρ0=2.0）表格法Kρ偏差/%1.00.610.651.261.221.28-4.71.50.910.651.561.091.12-2.72.01.220.651.871.001.000.02.51.520.652.170.930.91+2.23.01.830.652.480.870.85+2.4注：偏差为表格法相对解析法的相对差值。在ρe＞ρ0的减载区间内，表格法取值（0.91、0.85）小于解析法计算值（0.93、0.87），偏于安全；本计算书按规范表格法取值。5.4土壤热阻系数修正系数取值综合上述计算，土壤热阻系数修正系数按规范表格法取值，并以解析法校核，取值结果见表5-4。表5-4土壤热阻系数修正系数取值汇总表ρe/(K·m/W)0.81.01.21.52.02.53.035kV集电电缆Kρ（采用值）1.371.281.211.121.000.910.850.4kV低压电缆Kρ（采用值）1.401.301.221.131.000.910.841.5kV直流电缆Kρ（空气中敷设）————1.001.001.00注：1ρe为实际土壤热阻系数，单位K·m/W，表中ρe≤2.0的系数仅在实施换土处理或经雨季实测确认、且设计文件明确取值依据时采用；

2直流光伏电缆沿支架或桥架敷设于空气中，不涉及土壤热阻系数修正，其载流量修正见第6章、第7章。本工程设计取用值ρe=2.5K·m/W，据此确定：35kV集电电缆Kρ=0.91，0.4kV低压交流电缆Kρ=0.91。5.5换土处理与热回填的修正效果当土壤热阻系数实测值偏大且无法通过路径调整规避时，可在电缆周围实施换土处理或采用热回填材料（如稳定砂，热阻系数0.5～0.7K·m/W），以降低电缆周围的有效热阻。按热路解析法（偏安全取值），采取换土措施后等效土壤热阻系数降至约1.0K·m/W，其修正系数见表5-5。表5-5换土／热回填措施对土壤热阻系数修正系数的影响措施等效ρe/(K·m/W)Kρ（表格法）Kρ（解析法）采用值不采取措施（设计工况）2.50.910.930.91换土或热回填≈1.01.281.221.22注：换土措施的采用值取表格法与解析法中的较小者（1.22），以保证修正结果偏于安全。由表5-5可见，采取换土或热回填措施后，土壤热阻系数修正系数可由0.91提高至1.22，即同一规格电缆的持续允许载流量可提高约34%；而将电缆截面由185mm²增大至240mm²，基准载流量由400A提高至460A，仅提高15%。因此，在高土壤热阻系数区域，换土处理对载流量的改善效果显著优于单纯增大截面。6温度与并列敷设修正计算6.1环境温度修正计算直埋电缆载流量表的基准土壤温度为25℃，本工程埋深处最热月平均土壤温度取30℃；直流电缆敷设于支架及桥架，其载流量表的基准环境温度为30℃，本工程取最热月平均气温30℃并计入支架处局部温升影响，按40℃校核。环境温度修正系数计算结果见表6-1。表6-1环境温度修正系数计算及取值表敷设介质θc/℃θa/℃θ0/℃Kt（式3计算）表D.0.1表格值采用值土壤（35kV、0.4kV）9030250.9610.960.96空气（1.5kV直流，折减校核）9040300.9130.910.91注：表D.0.1中土壤介质90℃导体的温度校正系数为25℃→1.00、30℃→0.96、35℃→0.92；空气中90℃导体30℃→1.00、40℃→1.00（基准40℃时）按式（3）以30℃为基准计算。6.2并列（多回路）敷设修正计算多回路电缆同沟并行直埋时，相互之间的热影响使散热条件恶化，应按GB50217—2018附录D表D.0.4计入并列敷设校正系数。场区集电电缆同沟敷设的根数与净距按设计路径确定，本计算书按净距100mm取值，结果见表6-2。表6-2土中直埋多根并行敷设时载流量校正系数（表D.0.4）电缆间净距/mm1根2根3根4根5根6根1001.000.880.840.800.780.752001.000.900.860.830.820.803001.000.920.890.870.860.85注：1本表为GB50217—2018附录D表D.0.4的校正系数，不适用于三相交流系统的单芯电缆；

2本工程路径A同沟3根，Kp=0.84；路径B（最不利）同沟6根，Kp=0.75；0.4kV低压电缆同沟2根，Kp=0.88。由表6-2可见，净距由100mm增大至200mm时，3根同沟敷设的校正系数由0.84提高至0.86，可提高载流量约2.4%，施工中应通过敷设间距控制减小互热效应。6.3综合修正系数将环境温度修正系数、土壤热阻系数修正系数与并列敷设校正系数相乘，即得各工况的综合修正系数，结果见表6-3。表6-3各工况综合修正系数计算表工况回路／规格KtKρKp综合修正系数K工况135kV集电3×185（3根同沟）0.960.910.840.734工况235kV集电3×240（6根同沟）0.960.910.750.655工况30.4kV低压3×150+1×70（2根同沟）0.960.910.880.769工况41.5kV直流1×4（成组接触）0.911.000.800.728注：工况4的Kp为光伏直流电缆两根相互接触敷设时的成组敷设校正系数（按44A/55A取0.80），不涉及土壤热阻系数修正。7各电压等级电缆载流量修正计算7.1计算工况与计算电流按表1-1的敷设条件设定4个校核工况，并补充土壤热阻系数敏感性分析工况。各工况的回道计算电流按式（2）计算，结果见表7-1。表7-1计算工况与回路计算电流工况回路说明输送容量额定电压计算电流Ic/A工况135kV集电回路（5台箱变）5×3.15MVA35kV259.8工况235kV集电回路（6台箱变，最不利）6×3.15MVA35kV311.8工况30.4kV组串式逆变器出线100kW0.4kV147.4工况41.5kV光伏组串直流回路18kW（工作电流）1.2kV（工作电压）15.0注：计算电流按式（2）计算，功率因数取0.98；工况4按组件工作电流取值（组串最大工作电流已计入1.25倍安全系数）。7.235kV集电电缆载流量修正计算35kV集电电缆基准载流量取自电缆产品样本（基准条件与附录C一致：土壤温度25℃、ρ0=2.0K·m/W、单根分离敷设），按式（1）进行综合修正，计算过程如下（以工况1为例）： I修正后的持续允许载流量为293.5A，大于回路计算电流259.8A，裕度13.0%，满足要求。工况1、工况2的详细计算结果见表7-2。表7-235kV集电电缆载流量修正计算结果工况规格I0/AKtKρKpKIz/AIc/A裕度/%结论工况13×1854000.960.910.840.734293.5259.8+13.0满足工况23×2404600.960.910.750.655301.4311.8-3.3不满足工况2调整3×3005200.960.910.750.655340.7311.8+9.3满足注：工况2表明在最不利敷设条件（6根同沟、ρe=2.5K·m/W）下，3×240mm²电缆载流量不足以承担6台箱变的汇集容量，应调整为3×300mm²或将同沟敷设根数控制在3根以内。7.30.4kV低压交流电缆载流量修正计算0.4kV低压交流电缆的基准载流量取自GB50217—2018附录C及设计手册，其原基准土壤热阻系数为1.0K·m/W、土壤温度25℃、单根敷设。为与附录C基准载流量体系一致，先按式（4）将其换算至ρ0=2.0K·m/W基准，再计入并列敷设校正，结果见表7-3。表7-30.4kV低压交流电缆载流量修正计算结果项目数值／结果说明基准载流量（ρ=1.0基准）274A设计手册，铜芯、直埋、单根敷设换算至ρ0=2.0基准211A由基准值274A按表5-1中50～120mm²行换算Kt（土壤30℃）0.96式（3）／表D.0.1Kρ（ρe=2.5）0.91表5-2Kp（2根同沟，净距100mm）0.88表D.0.4综合修正系数K0.769三项系数连乘修正后载流量Iz162.3A按式（1）计算回路计算电流Ic147.4A100kW逆变器，cosφ=0.98裕度／结论+10.1%／满足选型YJV22-0.6/1kV3×150+1×707.41.5kV直流光伏电缆载流量修正计算光伏直流电缆沿支架或电缆桥架敷设于空气中，其载流量取决于环境温度与成组敷设条件，不涉及土壤热阻系数修正；当直流电缆局部穿越道路、沟渠而采用穿管埋地敷设时，应按本章第5章的方法另行计入土壤热阻系数修正。按式（1）修正，结果见表7-4。表7-41.5kV直流光伏电缆载流量修正计算结果项目数值／结果说明基准载流量I055A单根空气中敷设，环境温度30℃，导体90℃Kt（环境温度40℃）0.91式（3）计算，折减校核Kρ1.00空气中敷设，不修正Kp（两根接触成组）0.80按成组敷设校正系数取值综合修正系数K0.728三项系数连乘修正后载流量Iz40.0A按式（1）计算回路工作电流Ic15.0A组件工作电流裕度／结论+167%／满足选型PV1-F-1.5kV1×4注：直流回路的截面通常由电压降而非载流量控制，其电压降校核见第8.3节。7.5土壤热阻系数敏感性分析为量化土壤热阻系数取值对电缆选型的影响，以35kV集电电缆3×185mm²（3根同沟、Kt=0.96、Kp=0.84）为对象，对ρe取1.5、2.0、2.5、3.0K·m/W分别计算载流量，结果见表7-5。表7-5土壤热阻系数敏感性分析（35kV，3×185）ρe/(K·m/W)Kρ综合修正系数KIz/A相对ρ0=2.0变化/%对Ic=259.8A的裕度/%1.51.120.903361.2+12.0+39.02.01.000.806322.60.0+24.22.50.910.734293.5-9.0+13.03.00.850.685274.1-15.0+5.5注：相对变化以ρ0=2.0K·m/W为基准。由表可见，土壤热阻系数由1.5K·m/W变化至3.0K·m/W时，同一规格电缆的持续允许载流量由361.2A降至274.1A，降幅达24.1%。7.6计算结果汇总表7-6载流量修正计算结果汇总表工况回路／规格I0/AKIz/AIc/A裕度/%结论工况135kV集电3×1854000.734293.5259.8+13.0满足工况235kV集电3×2404600.655301.4311.8-3.3不满足工况30.4kV低压3×150+1×702110.769162.3147.4+10.1满足工况41.5kV直流1×4550.72840.015.0+167满足8安全核验8.1持续载流量校验电缆截面选择应满足综合修正后的持续允许载流量不小于回路计算电流，即Iz≥Ic。各工况校验结果见表8-1。表8-1持续载流量校验结果表工况Iz/AIc/A判别条件裕度/%校验结论工况1293.5259.8Iz≥Ic+13.0通过工况2（3×240）301.4311.8Iz≥Ic-3.3不通过，调整截面工况2（3×300）340.7311.8Iz≥Ic+9.3通过工况3162.3147.4Iz≥Ic+10.1通过工况440.015.0Iz≥Ic+167通过8.2短路热稳定校验电缆导体在短路电流作用下的热效应及允许最小截面按下式计算： Q=I2·t S≥QC （式中：Q为短路电流热效应（A²·s）；Ik为短路电流周期分量起始有效值（A）；t为短路持续时间，取保护动作时间与断路器开断时间之和（s）；S为电缆导体截面（mm²）；C为热稳定系数，铜芯交联聚乙烯绝缘电缆取141A·s^0.5/mm²。35kV侧按升压站35kV母线三相短路电流25kA、短路持续时间0.5s校核；0.4kV侧按箱变低压侧最大短路电流30kA（已计入限流型断路器的限流作用）、短路持续时间0.1s校核。计算结果见表8-2。表8-2短路热稳定校验结果表校核回路Ik/kAt/sQ/(A²·s)CSmin/mm²实际截面/mm²结论35kV集电电缆250.53.125×10⁸141125.4185满足0.4kV低压电缆300.19.00×10⁷14167.3150满足1.5kV直流回路—————4见注2注：1式中Ik为短路电流周期分量起始有效值，Q按短路电流的平方与短路持续时间的乘积计算，不考虑非周期分量的影响；

2直流侧故障电流受光伏组件短路电流限制（最大值不超过1.25倍组件短路电流），电缆截面按载流量与电压降确定，不按系统短路电流校核热稳定；

3电缆金属屏蔽层的热稳定应另行按外护层允许的短路最高温度校核。8.3电压降校验交流回路的电压降百分数按下式计算： ΔU=√3·I·L·R'cosφ+X'sinφUN式中：I为回路计算电流（A）；L为线路长度（km）；R′、X′为电缆导体在工作温度下的单位长度交流电阻、感抗（Ω/km）；UN为额定线电压（V）。直流回路的电压降百分数（按双极往返长度计）按下式计算： ΔU=2·I·L·R'UDC×100%各项参数与校验结果见表8-3。表8-3电压降校验结果表回路I/AL/kmR′/(Ω/km)X′/(Ω/km)ΔU/VΔU/%允许值结论35kV集电259.82.50.1260.100161.30.46≤5%满足0.4kV低压交流147.40.250.1580.08010.92.72≤5%满足1.5kV直流15.00.15（单向）6.31—28.42.37≤3%满足注：R′为导体在工作温度（90℃）下的交流电阻，其中185mm²、150mm²铜导体按20℃直流电阻乘以1.275的温度修正系数取值，直流电缆4mm²按4.95Ω/km取值。集电线路允许电压降按5%控制，直流回路允许电压降按3%控制。8.4敷设与构造措施核验电缆直埋敷设应满足下列构造与防护要求，经核验本工程采取的敷设措施见表8-4。表8-4敷设与构造措施核验表项目标准要求本工程措施核验结论埋设深度农田段不小于1.0m，非农田段不小于0.7m农田段1.0m，非农田段0.7m满足垫层与覆盖上下各铺不小于100mm厚的细砂或软土，并加盖保护板细砂垫层100mm＋混凝土保护板满足回填料回填土不得含建筑垃圾、石块及腐蚀性物质原状土分层夯实回填满足警示与标识地面设警示带、电缆标示桩全线设警示带及标示桩满足土壤热阻系数干燥或潮湿土壤中不宜小于2.0K·m/W；超标时宜换土设计取2.5K·m/W，局部超标区段换土满足多回路净距同沟敷设净距不小于100mm，宜按200mm控制净距100mm，条件允许时按200mm满足（可优化）与管道净距与热力管道不小于2m，与其他管道不小于0.5m避开热力管道，与其他管道净距≥0.5m满足穿管埋地穿越道路、沟渠时穿管保护，管顶埋深不小于0.5m穿越段采用管材保护，管顶埋深0.8m满足9结果分析与工程指导意义9.1计算结果分析（1）土壤热阻系数是本工程电缆载流量的控制性因素。计算表明，土壤热阻系数由1.5K·m/W（较湿土壤）增大至3.0K·m/W（干燥多石土壤）时，同一规格35kV集电电缆的持续允许载流量由361.2A降至274.1A，降幅达24.1%，相当于需要将电缆截面由185mm²增大至240mm²以上才能补偿。（2）本工程综合修正系数为0.734（35kV集电电缆），即基准载流量的73.4%可用于实际选型。若直接按附录C基准载流量选型，将高估载流量约36%，运行期导体温度必然超标。（3）各项修正中，土壤热阻系数修正（0.91）与并列敷设修正（0.84）的影响最大，环境温度修正（0.96）影响次之。同沟根数由3根增至6根时，并列校正系数由0.84降至0.75，载流量下降10.7%，工况2即为该效应对选型构成决定性影响的典型工况。（4）换土或热回填措施可将等效土壤热阻系数降至约1.0K·m/W，使载流量提高约34%，明显优于将截面由185mm²增大至240mm²所获得的15%提升，是高土壤热阻系数区域提高载流量经济有效的技术措施。（5）三项安全核验均以最不利工况为前提。35kV集电电缆（3×185）在工况1下裕度13.0%，短路热稳定裕度47.5%，电压降仅0.46%；最不利的工况2需将截面调整为3×300mm²或将同沟根数控制在3根以内方可满足要求。9.2工程指导意义（1）设计取值方面：土壤热阻系数应按岩土工程勘察实测结果取值，并按最不利季节（干旱期）校核；无实测资料时，黄土、风积砂及干燥砂土地区不宜小于2.0K·m/W，干旱少雨地区建议按不小于2.5K·m/W取值。切忌直接采用附录C基准载流量进行选型。（2）路径与敷设方式方面：应通过路径优化控制同沟敷设根数（建议不超过3根），同沟敷设净距宜按200mm控制；多回路集中并行区段应单独校核，避免因互热效应导致载流量不足。（3）施工质量方面：回填应采用原状土分层夯实，严禁以建筑垃圾