电缆电气参数理论计算

单芯电缆不分介绝缘结构

绝缘层由介电常数相同的材料构成，称为不分介绝缘

其电场强度计算公式为

E=U/（r*ln（r i/r c）

U=64U：导体与金属套（或金属屏蔽）之间的电压（kV）

r=16.4r：绝缘层中任一点的半径（mm）

r i=32.9r i：绝缘层表面半径（mm）

r c=16.4r c：导体屏蔽半径（导体直径/2+导体屏蔽厚度）

ln r i/r c=0.696191

E= 5.605412kV/mm

电缆绝缘厚度的设计

塑料及橡皮绝缘电缆的绝缘厚度一般按照绝缘的工频和冲击强度的平均值分别计算确定，取其大者。

交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘厚度由：t=V/E D确定。

t：绝缘厚度（mm）

V：承受电压（kV）

E D：设计破坏强度（kV/mm）

交联聚乙烯电缆的绝缘破坏，由于存在内外半导电层凸起，绝缘中存在杂质、气隙等缺陷而引起

实际设计中，电缆承受工频电压值V ac和工频电压最低破坏强度E L（ac）求出绝缘厚度t ac；以及由承受雷电取二者的厚的绝缘厚度作为电缆的绝缘厚度。最小击穿场强（MV/m）

XLPE电缆额定电压等级

工频电压决定绝缘厚度的计算公式35及以下

t ac=V ac/E L（ac）=（V0/（3-2*K1*K2*K3））/E L（ac）66

V ac：电缆承受的工频电压（kV）154

E L（ac）=20E L（ac）：最低工频电压破坏强度（MV/m）275

V0=110V0：最高线电压（kV）500

K2=4K2：老化系数（寿命指数n=9，K=4；n=12，K=2.83；n=15，K=2.3）寿命指数n=b/a，K1= 1.1K1：温度系数（K2=1.1）的关系为V n*t=常数，通常n=9，K3= 1.1K3：安全系数（K3=1.1）随着电压等级的增高对微孔、杂t ac=15.36906mm越为严格。PVC电缆n≈6～7，对

a、b为韦伯尔概率函数

日本、美国对XKPE电缆绝缘缺陷

额定电压/kV

微孔/μm≤

烧焦树脂/μm≤

金属或碳黑/μm≤

半导电层凸起/μm≤

雷电冲击电压决定绝缘厚度的计算公式

t imp=V imp/E L（imp）=BIL*K1'*K2'*K3'/E L（imp）

V imp：电缆承受的雷电冲击电压（kV）高压电力电缆的雷电冲击耐受电E L（imp）=50E L（imp）：最低雷电冲击电压破坏强度（kV/mm）额定电压（kV）

BIL=550BIL：基准雷电冲击强度（kV）最高工作电压（kV）

K1'= 1.1K2'：重复承受冲击电压的老化系数（K1'=1.1）标准雷电冲击波

K2'= 1.25K1'：温度系数（K2'=1.25）内、外绝缘

K3'= 1.1K3'：安全裕度（K3'=1.1）（kV）

t imp=16.6375mm

算确定，取其大者。

而引起，因此设计中采用平均破坏强度E meen。

度t ac；以及由承受雷电冲击电压值V imp。

V/m）

额定电压等级E L（ac）E L（imp）

10～1540～50

2050

2050

3060

3575

=2.3）寿命指数n=b/a，交联聚乙烯电缆的使用寿命与电压

n*t=常数，通常n=9，电缆的质量越高则n值越大。因此增高对微孔、杂质、半导电层突起等缺陷的要求亦

。PVC电缆n≈6～7，对于PE及XLPE电缆，nn≈5～9。

伯尔概率函数中形状参数，与材料质量，加工性能有关。

国对XKPE电缆绝缘缺陷的规定

661542755005～35

5050302075

250250250801250

10010010080125

25025025080125

电缆的雷电冲击耐受电压

361015203563110220

3.5 6.911.517.52340.569126253

450850 ---105125200325550950

1050

330500 363550 10501425 11751550 13001675