1、交聯(lián)電纜長(zhǎng)期載流量、短路過(guò)負(fù)荷曲線(xiàn)、熱穩(wěn)定計(jì)算及相關(guān)技術(shù)參數(shù)1、電纜的長(zhǎng)期載流量計(jì)算書(shū)1.1、電纜的載流量電纜導(dǎo)體上所通過(guò)的電流叫做電纜的載流量，有時(shí)也叫做電纜的“負(fù)載”或“負(fù)荷”。電纜允許連續(xù)載流量是指電纜的負(fù)載為連續(xù)恒定電流（100%負(fù)載率）時(shí)的最大允許量。電纜的載流量問(wèn)題通常遇到的有兩類(lèi)：一類(lèi)是已知電纜的結(jié)構(gòu)及敷設(shè)情況，求允許的載流量；另一類(lèi)是已知需要傳輸?shù)呢?fù)載，求電纜的導(dǎo)體面積。本節(jié)介紹載流量的一般計(jì)算方法。為了供使用方便，電纜的生產(chǎn)或使用部門(mén)常就一定的條件（如環(huán)境溫度，電纜最大溫度，敷設(shè)條件等），對(duì)各種規(guī)格的電纜計(jì)算出載流量，并列成“載流量表”，為了擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，這種表還給出了當(dāng)環(huán)

2、境溫度、導(dǎo)體溫度、敷設(shè)條件變化時(shí)的校正系數(shù)。有關(guān)載流量表列于各類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)欄中。當(dāng)已知需要傳輸?shù)呢?fù)載設(shè)計(jì)所需的電纜時(shí)，往往給出的是負(fù)載的“功率”（或“容量”）。輸電線(xiàn)路的功率又分視在功率、有功功率、無(wú)功功率三種量，如果線(xiàn)路的電流為I（安），線(xiàn)路電壓為Ul（千伏），負(fù)載功率因數(shù)為coc，則有如下關(guān)系：1.2、電纜長(zhǎng)期載流量計(jì)算方法電纜允許連續(xù)載流量，可用導(dǎo)體高于環(huán)境溫度的穩(wěn)態(tài)溫升推導(dǎo)出來(lái)，從電纜的等效熱路按熱路歐姆定律。式中：=a高于環(huán)境溫度的導(dǎo)體溫升（）；電纜（導(dǎo)體）的最高允許長(zhǎng)期工作溫度（）；a環(huán)境溫度（）；WC=I2R每厘米電纜的每相導(dǎo)體損耗（瓦/厘米）；Wd每厘米電纜每相的介質(zhì)損耗（

3、瓦/厘米）；I電纜的允許連續(xù)工作電流（連續(xù)載流量）（安）；R在允許長(zhǎng)期工作溫度下每厘米電纜每相的導(dǎo)體交流有效電阻（歐/厘米）；T1、T2、T3、T4每厘米電纜的絕緣熱阻、襯墊熱阻、護(hù)層熱阻及外部熱阻（.厘米/瓦）;n電纜的芯數(shù);1、2電纜的護(hù)套及鎧裝損耗系數(shù)； 從公式可以看出，決定電纜載流量的因素有四：電纜和各種損耗；電纜各部分的熱阻；電纜的最高允許長(zhǎng)期工作溫度以及環(huán)境溫度。2、電纜短時(shí)過(guò)負(fù)荷曲線(xiàn)電纜在運(yùn)行中如果經(jīng)常滿(mǎn)載，而且導(dǎo)體溫度已經(jīng)達(dá)到最高允許溫度，那么過(guò)載就會(huì)造成過(guò)熱，從電纜于任何時(shí)間的溫度不得超過(guò)最高允許溫度這一觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，造成過(guò)熱的過(guò)載是不允許的。但是按照一般輸配電情況，電纜在一晝夜

4、中，往往只有幾個(gè)小時(shí)是滿(mǎn)負(fù)載運(yùn)行，其余時(shí)間則低于最大允許載流量，并且導(dǎo)體的溫度升高并不是瞬時(shí)的，它必須經(jīng)過(guò)逐漸的熱平衡過(guò)程而達(dá)穩(wěn)定。因此可以利用導(dǎo)體尚未達(dá)到允許溫度之前的一段時(shí)間，對(duì)電纜加以短期過(guò)載。2.1、電纜敷設(shè)于空氣中允許短時(shí)過(guò)載電流與過(guò)載時(shí)間的關(guān)系式為：I=I （1）式中：I 允許過(guò)載電流（安）；I允許額定載流量（安）；I0過(guò)載前電纜的電流，（安）；t過(guò)載時(shí)間，（秒）；電纜的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，（秒）；=CTC單位長(zhǎng)度電纜的等值熱容，（焦/.厘米）;T單位長(zhǎng)度電纜的熱阻及媒質(zhì)熱阻的總和, （.厘米/瓦）;稱(chēng)為予加負(fù)載系數(shù)或過(guò)載前負(fù)載系數(shù);稱(chēng)為過(guò)載電流系數(shù).這一公式是假定電纜線(xiàn)芯電阻R是一常數(shù)

5、,并在忽略介質(zhì)損耗的條件下導(dǎo)出的，如果過(guò)載前電纜沒(méi)有溫升,即0=,亦在I0-0,允許過(guò)載電流為:I=I如果過(guò)載前電纜的電流情況不詳,但知道導(dǎo)體的溫升為 0 ,允許過(guò)載電流 I 和允許過(guò)載時(shí)間t的關(guān)系可用下述方法確定:a.認(rèn)為0 是由于允許過(guò)載電流I ,作用時(shí)間t1 引起的溫升,于是可以求出t1:b.允許過(guò)載電流I 繼續(xù)到t2達(dá)到允許溫升m，從而可以求出t2： c.容許過(guò)載時(shí)間t=t2-t12.2、地下埋設(shè)電纜采用分區(qū)法，按上面的式1公式計(jì)算。2.3、電纜的允許短時(shí)過(guò)載溫度實(shí)踐證明，在短時(shí)過(guò)載時(shí)間內(nèi)的電纜允許溫度可以較允許長(zhǎng)期溫度高一些而對(duì)電纜壽命及性能沒(méi)有明顯影響。因而提出了“允許短時(shí)過(guò)載溫度

6、”這一概念。一般認(rèn)為，在短時(shí)過(guò)載時(shí)間為數(shù)小時(shí)的范圍內(nèi)，可較長(zhǎng)期允許溫度高1015左右。對(duì)于短時(shí)過(guò)載時(shí)間更短的情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況推薦的允許短時(shí)過(guò)載溫度要更高些，如下表所示：允許短時(shí)過(guò)載溫度2的推薦值電纜類(lèi)型容許短時(shí)過(guò)載溫度過(guò)載時(shí)間交聯(lián)聚乙烯電纜2501分鐘以下如果過(guò)載前電纜已在長(zhǎng)期允許負(fù)載下工作，達(dá)到了長(zhǎng)期允許溫度1，電纜敷設(shè)于空氣中，則短時(shí)過(guò)載電流允許倍數(shù)可按下式計(jì)算：式中：I允許連續(xù)載流量（安）； I 允許短時(shí)過(guò)載電流（安）； R允許長(zhǎng)期負(fù)載溫度時(shí)的導(dǎo)體電阻（歐/厘米）； R允許短時(shí)過(guò)載溫度時(shí)的導(dǎo)體電阻（歐/厘米）；a環(huán)境溫度（）；1允許長(zhǎng)期工作溫度（）；2允許短時(shí)過(guò)載工作溫度（）；電纜升溫

7、時(shí)間常數(shù)（秒）； t過(guò)載電流時(shí)間（秒）。 如果過(guò)載前的電流及溫度尚未達(dá)到長(zhǎng)期允許值，公式仍可應(yīng)用，但I(xiàn)、R、1的意義變化為過(guò)載前的電流、溫度及電阻值（指交流電阻）。如果是地下電纜，應(yīng)采用分區(qū)法計(jì)算。 3、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算和銅帶繞包屏蔽穩(wěn)定計(jì)算3.1、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算導(dǎo)體熱穩(wěn)定計(jì)算,主要依據(jù)是電纜導(dǎo)體允許的最大短路電流值的計(jì)算.短路電流的計(jì)算公式(IEC9219-88)I2t=K2S2lnQA +Q+K=（Qe（+20）×10-12）y2P20S-導(dǎo)體標(biāo)稱(chēng)截面mm2I-導(dǎo)體短路電流t-短路時(shí)間-溫度系數(shù)的倒數(shù)QA-最終短路溫度 QA =2500CQ-起始短路溫度c-200C時(shí)導(dǎo)體比熱容

8、（J/m3Ko）根據(jù)上述公式，導(dǎo)體的熱穩(wěn)定即允許最大短路電流值見(jiàn)下表，該短路電流的短路時(shí)間為1s,如時(shí)間為t秒,則t秒時(shí)短路電流為:It= 銅鋁導(dǎo)體短路電流(kA) (短路時(shí)時(shí)間1秒)導(dǎo)體截面mm2銅短路時(shí)起始溫度3550658090356.205.915.625.375.15508.818.407.987.627.317012.3011.711.110.610.29516.6015.815.014.413.812020.9019.919.018.117.415026.1024.923.722.621.718532.1030.629.127.826.724041.6039.737.736.03

9、4.630051.9049.547.144.943.140069.1065.962.659.857.450086.4082.378.374.771.7It=I1/tk It:tk秒鐘短路電流I1:1 秒鐘短路電流(見(jiàn)上表)tk:tk秒鐘3.2、銅帶繞包屏蔽熱穩(wěn)定計(jì)算銅帶的厚度：三芯電纜用不小于0.10mm，繞包搭蓋率不小于15%。關(guān)于最高溫度：國(guó)外選擇3500C，而我們電力系統(tǒng)為了安全起見(jiàn)選擇3000C，屏蔽層的起始溫度，按常規(guī)均確定為900C。經(jīng)采用電-熱場(chǎng)方程的推導(dǎo)，得出下列溫度分布方程式。Tm-To=Tm-TrP1lnDr+P2lnD+P0lnDx+P2lnDP1lnDrDoDrDDxDo式中：Tm-導(dǎo)體最高溫度 Tm=900C