电力电缆常用计算公式

广州市金缆软件广州市金缆软件电线电缆载流量计算沟通电阻计算绝缘介质损耗计算铠装损耗计算热阻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、沟通电阻计算系数的阅历值：导体不干澡浸渍:k 1.0 ks

1.0:k 1.0 ks

0.8工作温度下导体直流电阻：RR0

[120

R —20oC时导体直流电阻OHM/M —20oC时导体电阻温度系数0 20集肤效应系数：一般状况：4X2 107 Y 4S R

s s 1920.8X4s穿钢管时：8f X4sSsX2 R107sSs

Y1920.8X4sss

1.5fHz邻近效应系数：二芯或二根单芯电缆邻近效应因数：8fppX2 R107pp一般状况：

X4 dY p p 1920.8X4p

c)2s

2.9穿钢管时：

X4 dY p p 1920.8X4p

c)2s

2.91.5dc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm:8fppX2 R107pp一般状况：X4Y p

(dc)2

[0.312(

dc)2

1.18 ]p 1920.8X4 s sp

X4p1920.8X4p

0.27dc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm穿钢管时：X4 d d

1.18Y p ( c)2[0.312(

c)2

]1.5p 1920.8X4 s sp

X4p1920.8X4p

0.27dc:导体直径mm s：各导体轴心间距mm一般状况：pY 2{ X4p

( dX

)2[0.312( dX

)2

1.18 ]}p 31920.8X4p

d t d tx x

X4p1920.8X4p

0.27穿钢管时：pY 2{ X4pp 31920.8X4p

( dX )2[0.312( dXd t d x x

)2

1.18X4p1920.8X4p

0.27

]}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 RYs S邻近效应产生电阻：R RYp p导体沟通电阻：s

Y)]p二、绝缘介质损耗计算导体电容：ci18ln(D)id

109(F/m)cDi——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ε：介电常数PE:2.3 pvc:6.0单相绝缘介质损耗:ω=2πfW d

0U0:对地电压V C：电容F/m tgδ：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=π(Dso+t)t ”MM^2金属带截面积：A=π(Dso+nt)nt/(1±k) :1-k,1+k)金属套电阻：R 103S1

S1

(KS1

)]/A0 1R 103S2

[1S2

(K

)]/A0 2Rs:金属套工作温度时电阻,Ohm/kmρs:20oC时金属套材料电阻率,Ohm.mm^2/mαs：金属套电阻温度系数,1/oC K:金属套工作温度系数〔0.8-0.9〕θs:电缆导体最高工作温度,oC 标准工作温度，一般为20oCA:金属套截面积,mm^2总金属套电阻：Rs 11 1 1R R RS1 S2 S3Rs1:金属套电阻,Ohm/km Rs2:金属带电阻,Ohm/km Rs3:其它电阻,Ohm/kmSL型，三芯钢管型电缆：2Sx 2 lns Ds

109(/cm)S:带电段内各导体间的轴间距离 Ds:金属套平均直径(D(Dt)2(D t)2(Dt)2(D t)2.......(D t)21 1 2 23 3N4 4n nSDs:金属套平均直径,mmt1….tn:1至n层的金属护套厚度,mmN:金属护套层数1：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 x2 s s1 r r2s

x2s〔2〕.护套单点或穿插换位互联接地〔环流损失系数不计〕Dr ( s)2[1A(D /2S)2]A s.1 1 r

2S 2(r.109/)2s

s 5DSA=3 A=0.4171 22：单芯三相电路等距平面布设护套二端接地〔涡流损失系数不计〕电缆换位:x2 ln2Ses D

109(/cm)sS=1.26S(cm)e 1

srr r2rs

x2sx2ss电缆不换位：sM rsx assN rsx as 3a ln2109(/cm)

2fA相：

r s.

3N2

2 3(MN)41 r 4(M2

B相：r 1 s.1 r N21C相：

r M23N22 3(MN)4s.1 r 4(M2

〔2〕.护套单点或穿插换位互联接地〔环流损失系数不计〕DsArs1 1 r

( s.2S

)2[1A(D2

/2S)2]2S(r.109s

/)2

5DS两侧电缆：A=1.5 A=0.271 2中间电缆：A=6 A=0.0831 23：钢管型三芯缆〔分相屏蔽或分相金属护套，不分连接方式〕r

1.7x2s1 r r2s

x2s分裂导线：F4M2N2(MN)21)

F1 1rs:每cm电缆的金属套电阻(OHM/cm) r:每cm电缆的导体电阻(OHM/CM) 金属套平均直径S:导体轴间距离 f:电源频率Hz圆形或椭圆形导体：1621014 c c ( )2[1( )2]1 R.R d dS扇形导体：10.821016 1.48rt

1.48rt (

1 )2[12.2(

1 )2]1

R.R d dSd *dM md *dM m

dM：椭圆的长轴直径mm dm：椭圆的短轴直径mm2 332 33二芯圆形电缆：c=0.5*绝缘外径三芯圆形电缆：c=1.155*绝缘半径(1.155即d：金属套平均直径mmr1：两个扇形导体的外接圆半径mm f：频率Hz 绝缘厚度三芯统包金属套非铠装电缆RRRS≤100μohm/m时:RR

r(r绝缘半径)3RS[(2c)2

1

2c)4 1 ]1 R d

1(S107)2

d 14(S107)2RS>100μohm/m时: ( )210141 R.R dS扇形导体Rs为任意值：

0.94RS

2r[(

t)2 1 ]1 R d 1(RS

107/)2r1：三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

值乘以下述因数：1d[1(d )2A

1 ]2d1 A四、铠装损耗计算非磁性材料铠装：s s1 替金属套和屏蔽损耗计算〔如上节〕中的r护套直径D 和铠装直径s s1 D 2Ds12D 2Ds122s2()s

And24A:铠装金属丝总截面积,mm^2 n:金属丝总根数 d:金属丝直径,mm铠装金属带总截面积：A=π(Ds+nt)nt/(1±k) (重叠:1-k,间隙1+k)A:金属带总截面,mm^2 Ds:铠装前外径,mm n:金属带层数 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),%(工作温度时):R 103[1(K )]/AS S S S 0Rs:铠装层工作温度时电阻,Ohm/km ρs:20oC时铠装层材料电阻率,Ohm.mm^2/mαs：铠装层电阻温度系数,1/oC K:铠装层工作温度系数〔0.8-0.9〕θs:电缆导体最高工作温度,oC 标准工作温度，一般为20oCA:铠装层总截面积,mm^2铠装层平均直径(即节圆直径):DA=Ds+ntDA:铠装层平均直径,mm Ds: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： AdAδ:铠装层等效厚度,mm A:铠装层横截面积，mm^2 dA:铠装平均直径,mm导磁性材料铠装：1．两芯电缆钢丝铠装：0.6221014 3.82A105 1.48rt [

1 ]22 RRA

R A

95.7Ar1：外切于各导体的外接圆半径 其余见后所示。2．三芯圆导体钢丝铠装：1.23RA(2c)2 12 R dA

2.77R( A

106)2 1)3．三芯扇形导体钢丝铠装：0.358RA

2r 1( 1)2

2 R dA

2.77R( A

106)2 1)r1：三根成型导体的外接圆半径 mm2f最高工作温度下铠装的沟通电阻OHM/m R：最高工作温度下导体的沟通电阻dA：铠装平均直径 A：铠装的横截面积 mm^22 33t：导体之间的绝缘厚度mmc：导体轴心与电缆中心之间的距离2 33二芯圆形电缆：c=0.5*绝缘外径三芯圆形电缆：c=1.155*绝缘半径(1.155即4．三芯钢带铠装或加强层电缆：磁滞损耗：

r(r绝缘半径)

S2K2107f2

50AS：各导体轴心之间距离 mm f：电源工作频率Hz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 之间的绝缘厚度，即相绝缘厚度的两倍。δ：铠装等效厚度 AdAA:铠装横截面积mm^2 dA：铠装平均直径mm1KK1dA

μ：300涡流损耗：2.25S2K2108 f2

R.dA

( )250K: 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δ：铠装等效厚度 AdAdA：铠装平均直径mmR：最高工作温度时导体沟通电阻ohm/m总铠装损耗为磁滞损耗和涡流损耗之和：2 2 2五、热阻计算绝缘热阻计算单芯电缆/单根低压电线：T

T

2tln(1 1)1 2 dc二、三芯带绝缘电缆：T 1

TG P300页金属带屏蔽型三芯电缆：T

K

TG P300页1 2PT: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dc:导体直径mm K：屏蔽因数圆导体、金属化纸屏蔽和线芯之间有圆形油道的三芯电缆〔CabeExpertA类充油电缆〕T0.358

2t( i )1 T dc2tidc：导体直径mmtimm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〔CabeExpertB类充油电缆〕T0.351

(0.923

dd c2t)c idc：导体直径mmtimm衬垫热阻(或金属套和铠装之间热阻)：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〕.T

2tln(1 2) t2—内衬厚度 Ds—金属套外径(即衬垫前外径)2 2 DSSA和SL型电缆：铠装下衬层和填充的热阻：2T TG —几何因数，查相关手册P300页2外护层热阻： 2tT 3) t3—外护层厚度 D—外护套前外径3 2 D aa电缆外部热阻：14T .D4e

.h.(s

)1/4h—散热系数 ：超过环境温度以上的电缆外表温升,KsDe:电缆外径mm下同()1/4：由计算机迭代计算，应用时可承受图解计算，参考P82页.sh Z E CableExpertV6.0软件中“电缆热阻计算”窗口的图示。Dge自由空气中受日光直接照耀电缆：T4的计算同上，但()1/4的计算方法不同：由计算机迭代计算，应用时可承受图解计算，参考s电缆载流量》P83页.单根孤立埋地电缆：4T Tlnu u21)4u2LDe电缆轴线至地外表的距离，mm，一般取700或1000mm De—电缆外径mm埋地电缆群：

1 2LT T{ln(u u21) ln[1( )2]}4 2 2 s1u2LDe电缆轴线至地外表的距离，mm，一般取700或1000mm De—电缆外径mms1：相邻电缆之间的轴心距mm②.平面等间距排列大致等损耗三根电缆 2LT T{ln(u ln[1( )2]}4 2 s1u2LDe上式计算的为中间电缆的热阻。电缆轴线至地外表的距离，mm，一般取700或1000mm De—电缆外径mms1：相邻电缆之间的轴心距mm〔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。在此状况下，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]T4必需用以下公式计算。 10.5() 2LT

{ln(u u21)

11

ln[1( )2]}4 2 1 slm 1u2LDe电缆轴线至地外表的距离，mm，一般取700或1000mm De—电缆外径mms1：相邻电缆之间的轴心距mm：该组外侧电缆金属套损耗因数；11：该组另一侧电缆金属套损耗因数；12lm：该组中间电缆金属套损耗因数；lm④.平面接触排列二根金属套电缆4T T[ln(u)0.45]u)4⑤:平面接触排列二根非金属套电缆4T T[ln(u).29]u)4⑥.平面接触排列三根金属套电缆T 4

[0.475ln(2u)0.346](u5)⑦:平面接触排列三根非金属套电缆T 4

[0.475ln(2u)0.142](u5)⑧.三角形接触排列三根金属套电缆T 1.54

[ln(2u)0.630]⑨.三角形接触排列三根非金属套电缆4T T[ln(u)2lnu)]4⑩.埋地钢管电缆按单根孤立埋地电缆公式计算，LDe则为包括防腐层在内的钢管外径六、载流量计算WW[0.5Tn(T T T)]T)d123411 21234IW[0.5Tn(T T T*)].D*.H.T*T*)d1234e411 21234IW[0.5Tn(T T R[Tn(1)T n(1)(T T)]d1234x11 21234InR(T T)11 234I.D*HT*e4134IR[TnT n(T T)]x1234Ix4I W[0.5Tn(T TT)]nR(TT)d12341234IWd:介质损耗 T1:绝缘热阻 T2:衬垫热阻 T3：外护套热阻 阻R:沟通电阻n：电缆芯数1：金属套损耗系数 2：铠装损耗系数电线电缆允许短路电流计算103103A.CR at20Kln1a( 20)1a( 20)0SCSCCk:导体热容系数,J/cm^3.oC A:导体截面,mm^2 系数,J/cm^3.oCR20:20oC时电缆沟通电阻,Ohm/km电线电缆短时过负荷电缆载流量计算RCRSRCRS CS0011et/t N在θc时的电阻 ,OHM/m;—在θs时的电阻 ,OHM/m;—θs—连续负荷时线芯的最高允许工作温度t—过负荷运行时间，minτ—电缆时间常数,minIN—电缆额定载流量,A:T*Q60T=T1+T2+T3+T4Qc=Qck*Ac Qi=Qik*Ai Qs=Qsk*As Qj=Qjk*Aj:Q=Qc+0.5(Qi+Qs+Qj)二支热路：QQc

PQi

TT 2 TT

T4[(1P)QQi S

Q]jDP 1 1Di2ln(DiDc

) ( i)21Dc:热时间常数，min T：电缆热阻，oC.m/W Q: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/cm^3.oCAc,Ai,As,Aj分别为导体，绝缘，金属套，外护套的截面积,mm^2Di:绝缘外径,mm Dc:导体外径,mm电力电缆相序阻抗计算snssnsB ms CsAB nAC

mBC

n,m比值GMRC

AB ABAAGMRc:导体几何平均半径,mm A:导体紧压后有效截面,mm^2 η：紧压导体填充系数1．金属套一端互连接