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电线电缆载流量计算一、交流电阻计算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：k =1.0 k = 1.0导体干燥浸渍：k =1.0 k = 0.8工作温度下导体直流电阻：R，= R0 x1+a20(0-20)R0 20oC时导体直流电阻ohm/ma2020oC时导体电阻温度系数X 4s192 + 0.8 X 4s集肤效应系数：1.一般情况：X 2 =河 x 10 -

2、7 Ks R sx 1.52.穿钢管时：X 2 =河 X 10 -7 Ks R sY =X；。s 192 + 0.8 X 4sf电源频率Hz邻近效应系数：a.二芯或二根单芯电缆邻近效应因数：X 2 =竺 X 10 - 7 K p Rp一般情况：X 4 dY =p(_c)2 X 2.9p192 + 0.8 X 4 s穿钢管时：X 4 dLY =p)2 x 2.9 x 1.5p 192 + 0.8 X 4 sdc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm b,三芯或三根单芯电缆邻近效应因数:X 2 =竺 X 10 - 7 K pRp（1）圆形导体电缆一般情况：X4pY =p 192 + 0.8 X 4

3、p(4)2 X 0.312(4)2 +ss1.18X 4192 + 0.8 X 4 + 027pdc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm穿钢管时：X4p(匕)2 X 0.312(d)2 +192 + 0.8 X4 ss1.18x 1.5X 4p+ 0.27192 + 0.8 X 4pdc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm（2） 成型导体电缆一般情况：2 X 4Y =-pp 3 192 + 0.8 X 4p()2 x 0.312(了d +1d)2 + + t1.18Xp192 + 0.8 X 4+ 0.27穿钢管时：Y = 2(-)2 X 0.312( dp 3 192 + 0.8X4、d

4、 +1J )2 + d +11.18X4 p+ 0.27 192 + 0.8 X 4 x 1.5dx: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）集肤效应产生电阻：R = R匕邻近效应产生电阻：R = R Y导体交流电阻：R = R1 + (Y + Y )二、绝缘介质损耗计算1 .导体电容：c =x 10 - 9( F / m)18ln(Di)dcD. 绝缘层直径(除屏蔽层)，mm dc导体直径(含导体屏蔽层)，mm 非屏蔽多芯或直流电缆不需计算绝缘损耗 :介电常数 PE:2.3pvc:6.02.单相绝缘介质损耗：w =2n fWd =3.cU 2.tgd (W

5、 / m)U0：对地电压VC：电容 F/m tg6 :介质损耗角正切0.004三、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) tMMA2金属带截面积:A=n (Dso+nt)nt/(l 土k)(重叠：.，间隙 i+k)金属套电阻：Rs = 103Ps1 + a1(KBsi -00)/A1R = 103 p 1+a (K 0 -0 )/AS 2SS 22 S 202Rs:金属套工作温度时电阻，Ohm/kma s：金属套电阻温度系数,1/oC0 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，Ohm.mmA2

6、/mK:金属套工作温度系数（0.8-0.9）0 o:标准工作温度，一般为20oC心=111+ TOC o 1-5 h z RS1RS 2RS 3Rs1:金属套电阻，Ohm/kmRs2:金属带电阻，Ohm/kmRs3:其它电阻，Ohm/km单芯电缆或三芯SL型，三芯钢管型电缆：2S、X = 2 ln x 10-9 （Q / cm）sS:带电段内各导体间的轴间距离Ds:金属套平均直径(D +：)2 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document D = (D + )2 + (D + )2 + (D + 七)2 + (D + t2 sNDs:金属套平均直径D1 D

7、n: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）r x 二1 rr 2 + x 2（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）巴）21 + A （D /2S）2 TOC o 1-5 h z r2S2 s 732S-r（r .109 /o）2 +芟1 HYPERLINK l bookmark106 o Current Doc

8、ument s5 DSAi=3A2=0.417电缆类型2：单芯三相电路等距平面布设（1）.护套二端接地（涡流损失系数不计） 电缆换位：,2 Sln 寸 x 109（。/ cm）sSe=1.26S （cm）=r x _js1 r r 2 + x2电缆不换位：a = 2o ln2x 10-9（。/cm）A相：人，r M 2 + 3N2 + 2妒(M - N) + 4 广亍4(M 2 +1)(N2 +1)B相：rsrC相：人，r M 2 + 3N2 - 2妒(M - N) + 4 广亍.4(M 2 +1)(N 2 +1)（2）.护套单点或交叉换位互联接地（环流损失系数不计）(久)21 + A (D

9、/2S)22 S2 s /(r .109 /3)2 + sK5 DS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）,r 1.7 X 21 rr 2 + X 2s s分裂导线：F 4M 2 N 2 + (M + N )2 4(M 2 +1)( N 2 +1)人”人”x F11rs:每cm电缆的金属套电阻(OHM/cm)r:每cm电缆的导体电阻(OHM/CM)Ds:金属套平均直径S:导体轴间距离f:电源频率Hz二芯统包金属套非铠装电缆 圆形或椭圆形导体：1602 X10-14 r C、(万S扇形导体：R.RSN

10、= 10闵2 x 10次(11!)212.2 + (14)21 RRdd椭圆形导体d = VdM *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mm2拓二芯圆形电缆：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)d：金属套平均直径mmr1：两个扇形导体的外接圆半径mmf：频率 Hz t：导体之间的绝缘厚度三芯统包金属套非铠装电缆圆形或椭圆形导体，当RS100p ohm/m时:3.2o2/2c、mX = ()2 X 10-141R.RSd扇形导体Rs为任意值：X=冬(空)21 R d 1 + 气 x107

11、 /o)2r1：三根扇形导体的外接圆半径mmf：频率 Hz d：金属套平均直径mmt：导体之间的绝缘厚度二芯和三芯钢带铠装电缆: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）计算的入-值乘以下述因数:1+（d）2-2 七1 +匕四、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，护套直径Dsi和铠装直径Ds2的均方根值代替金属护套的平均直径（即Ds =，气 ; D2 ）铠装金属丝总截面积：A = n畔A:铠装金属丝总截面积,mmA2n: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 土k）（

12、重叠:i-k,间隙1+k）A:金属带总截面,mmA2 Ds:铠装前外径,mm n:金属带层数t:金属带厚度,mmk:重叠或间隙率（即重叠或间隙宽度与带宽的比值）, 铠装层电阻（工作温度时）：Rs = 103 p 1+a （K气6。）/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）0 o:标准工作温度，一般为20oCRs:铠装层工作温度时电阻,Ohm/km a s：铠装层电阻温度系数,1/oC 0 s:电缆导体最高工作温度,oC A: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

13、径,mmn:铠装层数 t:铠装单层厚度，mm铠装层等效厚度：& =兀dA0 :铠装层等效厚度,mm A:铠装层横截面积，mmA2dA:铠装平均直径,mm导磁性材料铠装：两芯电缆钢丝铠装:人 _ 0.62必2 X10-14 3.82A X10-5 1,48r +12RRA+ R d + 95.7 A 口r1：外切于各导体的外接圆半径 mm其余见后所示。三芯圆导体钢丝铠装：入=1.23 土 (兰)212 R dA(2.77 RA106)2 +1三芯扇形导体钢丝铠装:入=0.358 x R (21)2 号 2兀f2R dA (2.77 RA106)2 +1r1：三根成型导体的外接圆半径 mm=2域R

14、A:最高工作温度下铠装的交流电阻OHM/m R：最高工作温度下导体的交流电阻OHM/mdA：铠装平均直径A：铠装的横截面积 mm2t：导体之间的绝缘厚度mmc：导体轴心与电缆中心之间的距离mm2v3二芯圆形电缆：c=0.5*绝缘外径三芯圆形电缆：c=1.155*绝缘半径（1.155即 W r （r绝缘半径）三芯钢带铠装或加强层电缆：磁滞损耗：S 2 K 2 X10 -7ftR 乂 50AS：各导体轴心之间距离mmf：电源工作频率Hz对于扇形导体，S=dx+tdx: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，即相绝缘厚度的两倍。X A6 :铠装等效厚度d兀dAA:铠装横截面积mm

15、A2dA：铠装平均直径mmK系数：K =1d1 + -AM :相对磁导率，通常取300涡流损耗:x (f )250耻 2.25S 2K26 x 10-8人 =2R.dAK:系数同上S：各导体轴心之间距离 mm对于扇形导体，S=dx+t dx: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X A 5)42兀:平面接触排列二根非金属套电缆T =土ln(2u) - 0.295(u 5)42兀.平面接触排列三根金属套电缆T = pT0.475ln(2u) 0.346(u 5):平面接触排列三根非金属套电缆T = pT0.475ln(2u) -0.142(u 5).三角形接触排列三根

16、金属套电缆T = 15 p ln(2u) - 0.6304 兀 T.三角形接触排列三根非金属套电缆T = |T ln(2u) + 2ln(u).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A0 - W 0.5T + n(T + T + T )I = d 12 - 3 4A RT + nR(1 + X )T + nR(1 + X +X )(T + T ) TOC o 1-5 h z 1121234空气中直接受日光照射的交流电缆：|A。-

17、W 0.5T + n(T + T + T*)-b.D*.HT*I =d 1234e 41 RT + nR(1 + 人)T + nR(1 + 人 + 人)(T + T*) U 1121234土壤发生局部开燥场合下的直接埋地交流电缆A0 -W 0.5T + n(T + T + T ) + (v - 1)A0I = ：d1234T RT + n(1 + 冗)T + n(1 + 冗 + 冗)(T +vT )11212344.空气中不受日光照射的5KV及以下直流电缆:201 U RT + nR(1 + 冗)T + nR(T + T )112345.空气中直接受日光照射时的5KV及以下直流电缆AO c.D

18、 * HT * e4Y RT + nR + nRf(T + T*)1346.土壤发生局部开燥场合下5KV及以下直流电缆IAO + (v -1) AO：R( T + nT2 + n(T3 +vT )7.土壤避免干燥场合下的5KV及以下直流电缆:8.空气中低压电线电缆：,；Ao -W 0.5T + n(T + T + T )I = d1234RT + nRT + nR(T + T )1234Wd:介质损耗T1:绝缘热阻 T2:衬垫热阻 T3：外护套热阻 T4:外部热阻R:交流电阻n：电缆芯数 :金属套损耗系数 人2 :铠装损耗系数电线电缆允许短路电流计算I =些Jln1 +。(气广 20)sc Y

19、 R0 at1 + a (6 0 - 20)Ck:导体热容系数,J/cmT.oCA:导体截面,mmA2Ck:导体热容系数,J/cmT.oCR20:20oC时电缆交流电阻,Ohm/km电线电缆短时过负荷电缆载流量计算Rc_线芯在B c时的电阻，OHM/m;Rs线芯在B s时的电阻，OHM/m;e s一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一过负荷运行时间，minT 一电缆时间常数,minIj电缆额定载流量,A 热时间常数计算：T * QT =60T=T1+T2+T3+T4Qc=Qck*Ac Qi=Qik*Ai Qs=Qsk*As Qj=Qjk*Aj单支热路：

20、Q=Qc+0.5(Qi+Qs+Qj)二支热路：Q = Q + P X Q + T2+ T + T4 X (1 - P)Q + Q + Q citi s jP = 一12ln( Di) (Di )2 -1D D: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,mm2Di:绝缘外径,mmDc:导体外径,mm电力电缆相序阻抗计算5 n =变ABm = BC n,m 比值ABA GMRC = 0.7788 GMRc:导体几何平均半径,mm A:导体紧压后有效截面,mm2n :紧压导体填充系数1.金属套一端互连接地，金属套内无电流时正负序阻抗：1(s x ns x ms)3Z1 = Z2 = R + 2w x10-4 lngmrcRc:导体交流电阻,Ohm/km3 =2n ff:电源频率,Hz GMRc:导体几何平均半径,mm1(nm) 2 S . X 2+ j 2必 x