导线,电缆的电阻和电抗的计算
电缆损耗计算公式
电缆损耗计算公式电缆的损耗计算是指电缆在传输信号或电力过程中产生的能量损失。
电缆损耗可以分为两种类型：电阻损耗和介质损耗。
电缆的损耗计算公式可以根据电缆材料、长度、直径、频率等参数进行推导。
下面将详细介绍电缆的损耗计算公式。
1.电阻损耗的计算电缆的电阻损耗主要是通过电流在导体电阻上产生的能量损失。
电缆的电阻损耗可以通过以下公式进行计算：P_R=I^2*R其中，P_R表示电阻损耗，I表示电流，R表示电缆的电阻。
2.介质损耗的计算电缆的介质损耗主要是由于电磁波在电缆的绝缘层中传播时产生的能量损失。
电缆的介质损耗可以通过以下公式进行计算：P_D=I^2*X其中，P_D表示介质损耗，I表示电流，X表示电缆的电抗（reactance）。
3.总损耗的计算电缆的总损耗是电阻损耗和介质损耗的总和。
总损耗可以通过以下公式进行计算：P_total = P_R + P_D其中，P_total表示总损耗，P_R表示电阻损耗，P_D表示介质损耗。
4.电缆损耗的单位电缆的损耗通常以功率单位瓦特（W）进行表示。
当电压和电流的单位为伏特（V）和安培（A）时，损耗的单位可以通过以下公式计算：P_total (W) = V^2 (V) / R (Ω)其中，P_total表示总损耗，V表示电压，R表示电缆的电阻。
5.高频电缆损耗的计算对于高频信号的传输，电缆的损耗通常以单位长度的损耗进行计算。
电缆的单位长度损耗可以通过以下公式计算：PL(dB/m)=α(Np/m)/20其中，PL表示单位长度损耗（dB/m），α表示单位长度的总损耗（Np/m）。
以上是电缆损耗的计算公式和方法。
通过这些公式，可以计算出电缆在传输过程中的能量损失，从而进行电缆设计和选择。
电缆损耗的计算可以帮助我们评估电缆的传输性能、确定合适的电缆规格，并提供指导来降低损耗和优化电缆系统。
电力系统参数
1、输电线路的参数及等值电路：1）导线每公里的电阻计算式为r o=ρ/S(Ω/km)式中r o—-导线材料的电导率,（Ω/km）S——导线的截面面积,mm2；ρ—导线材料的电阻率（Ωmm2／km)，在温度t=20°C时，铜的电阻率为18.8Ω·mm2／km,铝的电阻率为31．5Ω·mm ／km2，因此导线长度计算公式为R=r O L。
2）电抗如果架空线三相对称排列（等边三角形），或三相不对称排列,但经过完整换位后，单导线每相单位长度电抗：r—导线实际半径（计算半径，比如， LGJ—400/50的计算半径为13。
8mm)，mmD m—几何均距,mmD ab、 D bc、 D ca分别为A相与B相、 B相与C相、 C相与A相导线间的距离.如果是分裂导线,则:分裂导线可以减少电晕放电和线路电抗。
其中，n—分裂导线的分裂数；r—分裂导线每一根导体的计算半径;d1i-分裂导线一相中某根导体与其它i—1根导体间的距离。
例：分裂导线每相单位长度电抗：3）电纳如果架空线三相对称排列(等边三角形），或三相不对称排列,但经过完整换位后,单导线每相单位长度电纳：分裂导线每相单位长度电纳：4）电导架空线的电导主要由沿绝缘子表面的泄漏现象和导线的电晕所决定.沿绝缘子表面的泄漏损失很小，可忽略。
电晕是强电场作用下带电体周围空气的电离现象.当设计线路时选择合适的导线截面，则可以不考虑电晕损耗。
（正常时G=0)2、电力线路的等值电路架空线路U N≤35KV或长度L＜100km；不长的电缆线路或U N≤10KV。
架空线路U N＞ 35KV或长度L在100—300km；不超过100km电缆线路或U N＞10KV［例］有一长度为100km的110kV线路,导线型号为LGJ—185/30，导线计算直径为19mm，导线水平排列,相间距离为4m，试求线路的参数并作出等值电路。
解：r1=ρ/S=31。
5/185=0.17 （Ω/km)全线路的集中参数为：Z=（0。
电缆的相关计算及基本参数
电缆的相关计算及基本参数1. 设计电压雷电冲击电压U P——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值，既基本绝缘水平BIL，单位为kV。
操作冲击电压U S——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值，单位为kV。
系统最高电压U m——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值。
它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化，单位为kV。
定额电压参数见下表（点击放大）330kV操作冲击电压的峰值为950kV；500kV操作冲击电压的峰值为1175kV。
2. 导体电阻2.1导体直流电阻20℃导体直流电阻详见下表（点击放大）：以上摘录于《10(6)kV～500kV电缆技术标准》（Q∕GDW 371-2009 ）。
2.2导体的交流电阻在交流电压下，线芯电阻将由于集肤效应、邻近效应而增大，这种情况下的电阻称为有效电阻或交流电阻。
电缆线芯的有效电阻，国内一般均采用IEC-287推荐的公式:R=R′(1+Y S+Y P)式中：R——最高工作温度下交流有效电阻，Ω/m；R′——最高工作温度下直流电阻，Ω/m；Y S——集肤效应系数，Y S=X S4/(192+0.8X S4)，X S4=（8πf/R′×10-7k S）2；Y P——邻近效应系数，Y P=X P4/(192+0.8X P4)(D c/S)2{0.312(D c/S)2+1.18/[X P4/(192+0.8X P4)+0.27]}，X P4=（8πf/R′×10-7k P）2。
X S4——集肤效应中频率与导体结构影响作用；X P4——邻近效应中导体相互间产生的交变磁场影响作用；f——频率；D c——线芯直径，m；S——线芯中心轴间距离，m；k s——线芯结构常数，分割导体k s=0.435，其他导体k s=1.0；k p——线芯结构系数，分割导体k p=0.37，其他导体k p=0.8~1.0；对于使用磁性材料制做的铠装或护套电缆，Yp和Ys应比计算值大70%，即:R=R′[1+1.17(Y S+Y P)]3. 电缆的电感3.1自感3.2高压及单芯敷设电缆电感对于高压电缆，一般为单芯电缆，若敷设在同一平面内（A、B、C三相从左至右排列，B相居中，线芯中心距为S），三相电路所形成的电感根据电磁理论计算如下：对于中间B相：L B=L i+2ln(2S/D c) ×10-7( H/m)对于A相：L A=L i+2ln(2S/D c) ×10-7 -α(2ln2 )×10-7(H/m)对于C相：L C=L i+2ln(2S/D c) ×10-7-α2(2ln2 )×10-7(H/m)式中：3.3三相电缆的电感主要计算中低压三相电缆三芯排列为“品”字形电缆。
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
导线阻抗计算
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：
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）。
导线电阻电抗计算表及基准值表+允许电流
185
.365 .377 .386 .394 .402 .409 .415 .419 .425 .430 .435
240
.357 .369 .378 .386 .394 .401 .407 .412 .416 .421 .425 .429
300
.399 .405 .410 .414 .418 .422 .425
不同电压等级的基准值
基准值
基准电流 A
基准阻抗Ω
备注
SB=100MVA ( 当 SB=1000MVA → 100MVA 时，程序基准 电流增大 10 倍，基准 阻抗缩小 10 倍)
15
输电线路持续允许电流
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
导线型号 LGJ-70 LGJ-95 LGJ-120 LGJ-150 LGJ-185 LGJ-240 LGJ-300 LGJQ-2×300 LGJQ-400 LGJQ-2×400 LGJQ-500 LGJQ-4×300 JKLYJ-185（架空绝缘线）
导线 型号
Dcp 电阻
LGJ 型（钢芯铝绞线）架空线路的电阻及感抗
感
抗
35
.366 .385 .403 .417 .429 .438 .446
50
.353 .374 .392 .406 .418 .427 .435
70
.343 .364 .382 .396 .408 .417 .425 .433 .440 .446
95
.334 .353 .371 .385 .397 .406 .414 .422 .429 .435 .440 .445
120
.326 .347 .365 .379 .391 .400 .408 .416 .423 .429 .433 .438
导线、电缆的电阻和电抗的计算
导线、电缆的电阻和电抗的计算1．导线（电缆）的电阻计算每千米长导线（电缆）的交流电阻R0按下式计算R0=ρS式中R0——导线（电缆）的交流电阻（ΩKm）:S——导线标称截面（ｍｍ２）：ρ——导线材料的电阻率（Ω∙ｍｍ２／Ｋｍ）导线温度发生变化时，其电阻值也要发生变化，温度与电阻的关系如下Rｔ＝R２０｛１＋α２０（ｔ—２０）｝式中Rｔ—温度ｔ℃时的电阻（ΩＫｍ）R２０—温度为２０℃时的电阻（ΩＫｍ）α２０—电阻的温度系数（１℃）常用导电金属线在２０℃时的电阻率，导电率和电阻温度系数，见下表在电力网计算中，还必须对电阻率和导电率进行修正，这是因为导线和电缆芯线大多是绞线，实际长度要比导线长度大2%~3%；其中大部分导线和电缆的实际截面积较额定截面积要小些；此外，实际运行的导线和电缆芯线温度不会是20℃，计算时应根据实际情况取一平均温度。
修正后，平均温度20℃时的各类电缆的电阻率和导电率如下；铜芯ρ２０=18.5Ω∙ｍｍ２／Ｋｍ，γ２０=0.054Ｋｍ（Ω∙ｍｍ２）;铝芯ρ２０=31.2Ω∙ｍｍ２／Ｋｍ，γ２０=0.032Ｋｍ（Ω∙ｍｍ２）2.导线（电缆）的电抗计算(1)三相导线（电缆）的电抗估算。
电缆的电抗值通常由制造厂提供，当缺乏该项技术数据时，可采用下列数据进行估计：1Kv电缆，χ0=0.06ΩKm，6~10Kv电缆，χ0=0.08ΩKm，35Kv电缆，χ0=0.12ΩKm .（2）导线的电抗计算。
1) 铜及铝导线的电抗χ0=2πf(4.6lg(2D1/d)+0.5μ）×10-4式中：χ0—导线电抗（ΩKm)f---交流电频率，工频f=50HzD1—三相导线间的几何均距（mm)d—导线外径（mm)μ—导线材料的相对磁导率，对有色金属μ=12) 钢芯铝绞线的电抗计算较困难，一般用查表法。
3) 钢、铁导线的电抗χ0=x0‘+x0”式中x0’——钢.铁导线的外感抗（ΩKm)x0’=2πf(4.6lg（2D1/d）+0.5μ）×10-4x0’’----钢、铁导线的内感抗（因电流大小而不同，需查表）（ΩKm)。
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(1)三相导线（电缆）的电抗估算。电缆的电抗值通常由制造厂提供，当缺乏该项技术数据时，可采用下列数据进行估计；1Kv电缆， ，6~10Kv电缆， ，35Kv电缆， .
（2）导线的电抗计算。
1)铜及铝导线的电抗
+0.5 —4
式中 —导线电抗（
---交流电频率—温度为
２０—电阻的温度系数（
常用导电金属线在
导电金属线在
线材
ρ２０（Ω ２／Ｋｍ）
）］
２０（
硬铝线
29.0
0.034
0.00403
软铝线
28.3
0.035
0.00410
铝合金线
32.8
0.031
0.00422
硬铜线
17.9
0.056
0.00385
软铜线
17.6
0.057
0.00393
D1—三相导线间的几何均距（
d—导线外径（
=1
2)钢芯铝绞线的电抗计算较困难，一般用查表法。
3)钢，铁导线的电抗
式中 ——钢.铁导线的外感抗（
+0.5 —4
--钢.铁导线的内感抗（因电流大小而不同，需查表）（
导线,电缆的电阻和电抗的计算
1．导线（电缆）的电阻计算
每千米长导线（电缆）的交流电阻R0按下式计算
式中R0——导线（电缆）的交流电阻（ ）:
S——导线标称截面（ｍｍ２）：
ρ——导线材料的电阻率（Ω ２／Ｋｍ）
导线温度发生变化时，其电阻值也要发生变化，温度与电阻的关系如下
Rｔ＝R２０｛１＋ ２０（ｔ—２０）｝
在电力网计算中，还必须对电阻率和导电率进行修正，这是因为导线和电缆芯线大多是绞线，实际长度要比导线长度大 其中大部分导线和电缆的实际截面积较额定截面积要小些；此外，实际运行的导线和电缆芯线温度不会是20 修正后，平均温度20 各类电缆的电阻率和导电率如下；铜芯ρ２０=18.5Ω ２／Ｋｍ， ）;铝芯ρ２０=31.2Ω ２／Ｋｍ， ）