导线阻抗计算
《导线阻抗计算》课件
确保电源断开
在进行导线阻抗计算之前，必须 确保相关电路的电源已经断开， 以避免电击危险。
穿戴防护装备
为防止意外触电或短路造成的伤 害，计算时应穿戴绝缘手套和护 目镜等防护装备。
环境安全检查
在计算过程中，应确保工作区域 没有其他导电体或金属物品，以 减少意外发生。
精度要求和误差分析
选择合适的测量仪器
详细描述
在导线阻抗的测量中，选择合适的测量仪 器非常重要。需要根据测量需求选择合适 的电压表、电流表和电源设备，并确保仪 器精度高、稳定性好。同时，正确使用测 量仪器也是保证测量准确性的关键，需遵 循操作规程，避免误差和干扰。
04 导线阻抗与电路性能的关 系
阻抗对电路效率的影响
阻抗是电路中电阻、电感、电容等元件对电流的阻碍作用，它对电路效率有着显著 影响。
结果运用
02
03
结果记录与报告
根据计算结果，优化导线的设计 和布局，提高系统的稳定性和可 靠性。
将计算过程和结果详细记录，并 撰写报告，为后续工作提供参考 和依据。
家用电器的阻抗计算有助于优化电器 性能和节能。
VS
在家用电器中，阻抗的计算对于优化 电器性能和节能具有重要意义。电器 的阻抗会影响其工作电流和电压，从 而影响其性能和能耗。通过合理的阻 抗计算和匹配，可以优化电器的工作 状态，提高其能效比，降低能耗，延 长使用寿命。
06 导线阻抗计算的注意事项
安全注意事项
导线阻抗的修正
修正因素
分析影响导线阻抗的各种因素，如温度、湿度、气压等。
修正方法
介绍如何根据修正因素对导线阻抗进行修正，以确保计算结果的准确性。
03 导线阻抗的测量方法
直流法
总结词
导线的阻抗
RDC(mΩ)
<106Hz
5×106Hz
RAC(mΩ)
107Hz
108Hz
5×108Hz
109Hz
57.333
57.333
58.273
82.41
260
583
824
阻抗 Z0（mΩ）
频率（Hz） 10k 3M
10M
30M
100M
300M
1G
阻抗
57.4 131
Hale Waihona Puke 43713104370
13100
43700
L = L1 + L2 + 2M
两根电流方向相反的平衡导线，其互感为 M，自感分别为 L1,L2，则其环路电感为：
L = L1 + L2 − 2M
M 与导线距离之间的距离成反比，当导线相距 1cm 以上，互感可以忽略。当两根走线重合 时，M=L1=L2,L=0。因此，采用地线面能够有效的减小信号的环路电感！
1.1 0.35 0.11 0.035 0.011 0.0035 0.0011 0.0004 200 0.17
返回
一根长 10cm,φ0.2mm 铜导线的电阻值
RDC(mΩ) 55
<106Hz 55
RAC(mΩ)
107Hz
108Hz
137.5
410.4
109Hz 1370
宽 1mm、厚 0.03mm、长 10cm 铜箔条的交流电阻值
−3 −9
= 1V
的瞬态脉冲电压！！
几种常用导线材料的趋肤深度δ（mm）与频率的关系
δ
材 料
Cu Al Fe
f 102 103 104 105 106 107 108 109 μr σr
导线阻抗计算
65 oC 1.361 0.555 0.481 0.430 0.304
65 oC 1.048 0.428 0.371 0.331 0.234
（3） 导线实际工作温度
线路通过电流以后，导线产生温升，表9-65电压损失计算
公式中的线路电阻R’就是对应这一温升工作温度下的电阻值。它与通过电流大小 （即负荷率）有密切关系。由于供电对象不同，各种线路中的负荷率也各不相同， 因此导线实际工作温度往往不相同。在合理计算线路电压损失时，应首先求得导线 的实际工作温度。 导线温升近似地与负荷率的平方成正比，因此，电线电缆的实际工作温度可按下 式估算：
cm )
（2） 导线交流电阻
R = K
K
jf
K lj R Q r2 =Βιβλιοθήκη δ (2 r − δ )jf
（9-6） （9-7）
δ = 5030
上式中： RQ — 导线温度为0oC时的直流电阻值 Kjf — 集肤效应系数，电线的Kjf可用式（9-7）计算（当频率为50Hz，芯线 截面不超过240mm2时， Kjf 均为1）。母线的Kjf见表9-60 Klf — 邻近效应系数，电线的Klf可从图9-1曲线取得，母线的Klf取1.03 ρQ — 导线温度为0oC时的电阻率 cm， 其值见表9-61 r — 线芯半径 cm δ— 电流透入深度 cm，因集肤效应使电流密度沿导线横截面的径向按指数 函数规律分布，工程上把电流可等效地看作仅在导线表面δ厚度中均 匀 分布， 不同频率时的电流透入深度见表9-62 u — 相对导磁率，对于有色金属导线为1。 f — 频率 ＨＺ
一.导线阻抗计算
1， 导线电阻计算 （1）导线直流电组
R
Q
= ρ
20
Q
电缆的每米计算公式
电缆的每米计算公式电缆是一种用于传输电力、通信和控制信号的导线集合体。
在电力系统和通信系统中，电缆起着至关重要的作用。
为了正确设计和使用电缆，需要了解电缆的每米计算公式，以便计算电缆的电阻、电感和电容等参数。
电缆的每米电阻计算公式。
电缆的每米电阻是指在单位长度内的电阻值，通常用Ω/km或mΩ/m表示。
电缆的每米电阻可以通过以下公式计算：R = ρ (L/A)。
其中，R是电缆的每米电阻，ρ是电缆的电阻率，L是电缆的长度，A是电缆的横截面积。
电缆的电阻率ρ是电缆材料的特性参数，通常以Ω·mm²/m表示。
电缆的长度L和横截面积A可以根据实际情况进行测量或计算。
电缆的每米电感计算公式。
电缆的每米电感是指在单位长度内的电感值，通常用mH/m或μH/m表示。
电缆的每米电感可以通过以下公式计算：L = (μ0 μr N² A) / l。
其中，L是电缆的每米电感，μ0是真空中的磁导率，通常取值为4π×10^-7 H/m，μr是电缆材料的相对磁导率，N是电缆的匝数，A是电缆的横截面积，l是电缆的长度。
电缆的相对磁导率μr是材料的特性参数，通常为无量纲。
电缆的匝数N、横截面积A和长度l可以根据实际情况进行测量或计算。
电缆的每米电容计算公式。
电缆的每米电容是指在单位长度内的电容值，通常用μF/m或pF/m表示。
电缆的每米电容可以通过以下公式计算：C = (εr ε0 A) / l。
其中，C是电缆的每米电容，εr是电缆材料的相对介电常数，ε0是真空中的介电常数，通常取值为8.854×10^-12 F/m，A是电缆的横截面积，l是电缆的长度。
电缆的相对介电常数εr是材料的特性参数，通常为无量纲。
电缆的横截面积A和长度l可以根据实际情况进行测量或计算。
电缆的每米综合阻抗计算公式。
电缆的每米综合阻抗是指在单位长度内的综合阻抗值，通常用Ω/m表示。
电缆的每米综合阻抗可以通过以下公式计算：Z = √(R² + (2πfL)²)。
导线阻抗计算
60 oC 1.349 0.551 0.477 0.427 0.302
铝 cm 65 oC 1.361 0.555 0.481 0.430 0.304
75 oC 1.383 0.565 0.489 0.437 0.309
60 oC 1.039 0.424 0.367 0.329 0.232
铜 cm 65 oC 1.048 0.428 0.371 0.331 0.234
硬铝母线）为0.0282Ωum (或0.028 x10-4 Ω cm );铜线芯 (包括铜电线, 铜电缆，硬铜母线）为0.0172Ωum (即 0.0172 x10-4 Ω cm )
ρQ－导线温度为Q oC 时的电阻率Ω um (或 x10-4 Ω cm ) a －电阻温度系数，铝和铜都取0.004
ρQ — 导线温度为0oC时的电阻率 Ωcm， 其值见表9-61
r — 线芯半径 cm
δ— 电流透入深度 cm，因集肤效应使电流密度沿导线横截面的径向按指数 函数规律分布，工程上把电流可等效地看作仅在导线表面δ厚度中均 匀 分布， 不同频率时的电流透入深度见表9-62
u — 相对导磁率，对于有色金属导线为1。
1.112
1.22
50x6.3
1.01
1.04
63x10
1.08
1.14
63x6.3
1.02
1.055
80x10
1.09
1.18
80x6.3
1.03
1.09
100x10
1.13
1.23
100x6.3
1.06
1.14
125x10
1.18
1.25
表 9-61导线温度为0oC时的电阻率 单位：Ωcm
二十二、线路电阻如何计算
线路电阻如何计算根据欧姆定律，线路有电阻（建筑电气范围内主要是电缆和电线穿管，这时低压阻抗主要是电阻，尤其是小截面导线工程计算中一般可以忽略电抗，严谨计算则需要考虑电抗，按阻抗计算。
当遇到室外架空线时，电抗较大，一般不能忽略），当有电流通过时必然存在电压降。
线路电阻的计算难点在于各种情况下阻抗的确定，《配四》中有如下公式和表格：导线电阻计算：1）导线直流电阻Rθ按下式计算：式中 Rθ——导体实际工作温度时的直流电阻值（Ω）；L——线路长度（m）；S——导线截面（mm2）；cj——绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02；ρ20——导线温度为20℃时的电阻率，铝线芯（包括铝电线、铝电缆、硬铝母线）为0.0282Ω·mm2/m（相当于2.82×10-6Ω·cm），铜线芯（包括铜电线、铜电缆、硬铜母线）为0.0172Ω·mm2/m（相当于1.72×10-6Ω·cm）；ρθ——导线温度为θ℃时的电阻率（10-6Ω·cm）；a——电阻温度系数，铝和铜都取0.004；θ——导线实际工作温度（℃）。
2）导线交流电阻Rj按下式计算：式中 Rj——导体温度为θ℃时的交流电阻值（Ω）；Rθ——导体温度为θ℃时的直流电阻值（Ω）；Kjf——趋肤效应系数，导线的Kjf用式（8）计算（当频率为50Hz、芯线截面不超过240mm2时，Kjf均为1），当δ≥r时Kjf=1；δ≥2r时Kjf无意义，母线的Kjf见表25；Klj——邻近效应系数，导线从图9所示曲线求取，母线的Klj 取1.03；ρθ——导体温度为θ℃时的电阻率（Ω·cm）；r——线芯半径（cm）；δ——电流透入深度（cm）（因趋肤效应使电流密度沿导体横截面的径向按指数函数规律分布，工程上把电流等效地看作仅在导体表面δ厚度中均匀分布，不同频率时的电流透入深度δ值见表26）；μ——相对磁导率，对于有色金属导体为1；f——频率（Hz）。
线路损耗及电阻计算公式
线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。
通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。
所以在电网的建设改造过程以及正常管理中要经常进行线损理论计算。
线损理论计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大。
线损理论计算的方法很多，各有特点，精度也不同。
这里介绍计算比较简单、精度比较高的方法。
理论线损计算的概念1.输电线路损耗当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。
(1)单一线路有功功率损失计算公式为△P=I2R式中△P--损失功率，W;I--负荷电流，A;R--导线电阻，Ω(2)三相电力线路线路有功损失为△P=△PA十△PB十△PC=3I2R(3)温度对导线电阻的影响：导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值随导线温度的变化而变化。
铜铝导线电阻温度系数为a=0.004。
在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。
但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的;另外;负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。
为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑：1)基本电阻20℃时的导线电阻值R20为式中R--电线电阻率，Ω/km，;L--导线长度，km。
2)温度附加电阻Rt为Rt=a(tP-20)R20式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0.004;tP--平均环境温度，℃。
3)负载电流附加电阻Rl为Rl= R204)线路实际电阻为R=R20+Rt+Rl(4)线路电压降△U为△U=U1-U2=LZ2.配电变压器损耗(简称变损)功率△PB配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。
铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。
传输线阻抗计算和布线技巧
双层板单层板d(Si £GND)＜d(S2£S1)多层板d(Si £V ee ) 或d(Si £V ee )＜d(Si £Sj)S2 S1 GND S1 GND S2S1 S2S1 S2 GND S2地线层S1 S2S1 S2S4 S5V EE V CC
S3
应用指南PCB 设计
传输线阻抗计算和布线技巧邻的另一导线之间的距离。
可以防止辐射的导线长度如图4所示，传输导线直接耦合到系统的参考点，通过一条无屏蔽线向其他
的系统传输信号。
这时，传输线、参考线、无屏蔽线
三者可能构成一付天线，而驱动源就是IC本身。
为了防止传输导线上的压降在输
出电缆上激发出天线效应，导线的长度可以参考表2。
表2：导线的参考长度。
逻辑CMOS TTL-LS TTL-F HCT HC ACT 容许的导线长度(mm) 双层板/多层板
f=4MHz f=10MHz f=30MHz f=100MHz di mA dt ns 108/-4.3/-4.3/554.3/554.3/55-/15.444/-1. 75/-
1.75/401.75/401.75/40-/3.2
-0. 8/-
0. 6/4.40. 6/4.40. 6/4.4-/2.1 - --/2.2-/2.2-/2.2-/0.52250505050175100102-32-32-31- 2。
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X 0.1445lg
'
Dj Dz
(9-12)
以上三式中： X’－线路每相单位长度的感抗 Ω／km f －频率 Hz L’ －电线，母线或电缆每相单位长度的电感量 Dj －几何均踞 cm．对于架空线为 3
Ｈ／km
DAB DBC DCA
见图９－３．穿管电线及圆形线芯的电缆为d＋２δ；扇形线芯的 电缆为h ＋２δ r －电线或圆形线芯电缆主线芯的半径 cm d －电线或圆形线芯电缆主线芯的直径 cm Dz －线芯的几何均踞或等效半径 cm δ － 穿管电线或电缆主线芯的绝缘厚度 cm h －扇形线芯电缆主线芯的压紧高度 cm
表９-６３ 电压等级（ＫＶ） ６～３５ ２２０／３８０Ｖ １０～３５ ６ ６ １～１０ ≤１ ≤１ ２２０／３８０Ｖ ２２０／３８０Ｖ ２２０／３８０Ｖ
电线电缆在不同负荷率ＫP时的实际工作温度及推荐值 线路型式 室外架空线 室外架空线 油浸纸绝缘电缆 油浸纸绝缘电缆 聚氯乙烯绝缘电缆 交联聚乙烯绝缘电缆 油浸纸绝缘电缆 聚氯乙烯绝缘电缆 室内明线及穿管绝缘线 照明线路 母线
X 2fL
L (2 ln 2 10
4
（9-10）
ln e 0.25 ) 10 4 4.6 10
4
Dj r ln
0.5) 10 4 2(ln Dj re 0.25 4.6 10
4
Dj r
lg
Dj 0.778r
lg
Dj Dz
（9-11）
当频率f＝５０Hz时，式９－１０可简化为：
ＫP
Ｑ（ＯＣ） ５５ ６０ ５５ ６０ ６０ ８０ ７５ ６０ ６０ ５０ ６５
０.６～０.７ ０.７～０.８ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０.８～０.９ ０中，架空线的各相导线一般不换位．为简化计算，假设各相电 抗相等，另外线路容抗常可忽略不计，因此导线电抗值实际上是感抗值． 电线，母线和电缆的感抗按下式计算：
1.011
1.018 1.028 1.04 1.055 1.09 1.14
80x8
100x8 125x8 63x10 80x10 100x10 125x10
1.07
1.08 1.112 1.08 1.09 1.13 1.18
1.12
1.16 1.22 1.14 1.18 1.23 1.25
表 9-61导线温度为0oC时的电阻率 单位：Ωcm
500
1000
0.427
0.302
0.430
0.304
0.437
0.309
0.329
0.232
0.331
0.234
0.337
0.238
（3） 导线实际工作温度
公式中的线路电阻R’就是对应这一温升工作温度下的电阻值。它与通过电流大小
线路通过电流以后，导线产生温升，表9-65电压损失计算
（即负荷率）有密切关系。由于供电对象不同，各种线路中的负荷率也各不相同， 因此导线实际工作温度往往不相同。在合理计算线路电压损失时，应首先求得导线 的实际工作温度。 导线温升近似地与负荷率的平方成正比，因此，电线电缆的实际工作温度可按下 式估算：
Q－ 导线实际工作温度 oC
（2） 导线交流电阻
R K jf Klj RQ Ω r2 K jf ( 2r )
（9-6） （9-7）
Q 5030 f 上式中：
cm
(9-8)
RQ — 导线温度为0oC时的直流电阻值 Ω Kjf — 集肤效应系数，电线的Kjf可用式（9-7）计算（当频率为50Hz，芯线 截面不超过240mm2时， Kjf 均为1）。母线的Kjf见表9-60 Klf — 邻近效应系数，电线的Klf可从图9-1曲线取得，母线的Klf取1.03 ρQ — 导线温度为0oC时的电阻率 Ωcm， 其值见表9-61 r — 线芯半径 cm δ— 电流透入深度 cm，因集肤效应使电流密度沿导线横截面的径向按指数 函数规律分布，工程上把电流可等效地看作仅在导线表面δ厚度中均 匀 分布， 不同频率时的电流透入深度见表9-62 u — 相对导磁率，对于有色金属导线为1。 f — 频率 ＨＺ
频率 (HZ） 50 300 400
铝 60 oC 1.349 0.551 0.477
cm 75 oC 1.383 0.565 0.489 60 oC 1.039 0.424 0.367
铜
cm 75 oC 1.066 0.435 0.377
65 oC 1.361 0.555 0.481
65 oC 1.048 0.428 0.371
ρ20 －导线温度为20oC时电阻率，铝线芯（包括铝电线,铝电缆，
硬铝母线）为0.0282Ωum (或0.028 x10-4 Ω cm );铜线芯 (包括铜电线, 铜电缆，硬铜母线）为0.0172Ωum (即 0.0172 x10-4 Ω cm )
ρQ－导线温度为Q oC 时的电阻率Ω um (或 x10-4 Ω cm ) a －电阻温度系数，铝和铜都取0.004
表 9-60 母线的集肤效应系数 Kjf
母线尺寸 宽X厚 mm 30x4
铝 1.00
铜 1.05
母线尺寸 宽X厚 mm 63x8
铝 1.03
铜 1.09
40x4
40x5 50x5 50x6.3 63x6.3 80x6.3 100x6.3
1.005
1.005 1.008 1.01 1.02 1.03 1.06
导线类型
线芯工作温度oC 铝 铜
绝缘电线，聚氯乙烯绝缘电缆
60 3.271 x 10-6 1.995 x 10-6
裸母线，裸绞线
65 3.328 x 10-6 2.030 x 10-6
１ＫＶ油浸纸绝缘电缆
75 3.440 x 10-6 2.098 x 10-6
表 9-62 不同频率电流透入深度 δ值
2 2 Q (Qn Qa ) K P Qa Qc K P Qa (9-9)
上式中： Q — 电线电缆线芯的实际工作温度 oC Qn— 电线电缆线芯允许长期工作温度oC ，其值如表9-9 Qa — 敷衍处的环境温度oC 。我国幅员辽阔，环境温度差异较大， 为实用和编制表格的方便，在手册中，室内采用35，室外采用 40。 KP — 负荷率，根据 不同电压等级和线路种类估计，其值见表9-63。 ΔQc — 导线允许温度oC