电力电缆主要电气参数计算及计算实例
电气设计相关计算公式大全

电气设计相关计算公式大全一、常用的需要系数负荷计算方法1、用电设备组的计算负荷(三相):有功计算负荷Pjs=Kx·Pe(Kw);无功计算负荷Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);视在功率计算负荷Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2(KVA);计算电流Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。
式中:Pe---用电设备组额定容量(Kw);Cosψ---电网或供电的功率因数余弦值(见下表);tgψ ---功率因数的正切值(见下表);Ux---标称线电压(Kv)。
Kx---需要系数(见下表)提示:有感抗负荷(电机动力)时的计算电流,即:Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η(A)η---感抗负荷效率系数,一般取值0.65~0.85。
民用建筑(酒店)主要用电设备需要系数Kx及Cosψ、tgψ的取值表:注:照明负荷中有感抗负荷时,参见照明设计。
2、配电干线或变电所的计算负荷:⑴、根据设备组的负荷计算确定后,来计算配电干线的负荷,方法如下:总有功计算负荷∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe);总无功计算负荷∑Qjs= K∑·∑(Pjs·tg);总视在功率计算负荷∑Sjs=√ ̄(∑Pjs)2+(∑Qjs)2。
配电干线计算电流∑Ijs=∑Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。
式中:∑---总矢量之和代号;K∑---同期系数(取值见下表1)。
⑵、变电所变压器容量的计算,根据低压配电干线计算负荷汇总后进行计算,参照上述方法进行。
即:∑Sjs变= K∑·∑Sjs干线(K∑取值范围见下表2)。
变压器容量确定:S变=Sjs×1.26= (KVA)。
(载容率为80﹪计算,百分比系数取1.26,消防负荷可以不计在内)。
变压器容量估算S变= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= (Kva)。
电缆计算电流公式

电缆计算电流公式电缆的电流计算公式是根据欧姆定律、安培定律和功率公式推导出的。
在电力工程和电气工程中,常常需要计算电缆所能承受的最大电流,以确保电缆能够正常工作而不发生过热等问题。
下面将详细介绍电缆计算电流的公式及其相关原理。
欧姆定律是电学中经典的定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系,即U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
在电缆中,电阻主要由电缆的导体材料和长度决定,通常给定了电缆的电阻值。
安培定律是描述电流的流动规律,它规定了在封闭回路中,电流的总和等于从回路中出去的电流之和。
在电缆中,电流是由电源提供的,返回电源经过负载回到电源。
功率公式用于计算单位时间内电能的转化速率,是电流、电压和功率之间的关系,即P=UI,其中P表示功率。
在电缆中,功率可以通过电流和电压计算得到。
电缆的电流计算公式如下:I=P/V其中,I表示电流,P表示功率,V表示电压。
需要注意的是,实际情况中电缆的电流可能会受到多种因素的影响,包括温度、导体材料、截面积、导体的密度以及电缆的散热等。
因此,在实际应用中,常常需要考虑这些因素,并选取合适的安全系数来计算电缆的电流。
一般来说,电缆的额定电流是指电缆在特定工作条件下能够持续传输的最大电流。
额定电流是在一定条件下进行试验得到的,可根据具体情况查阅相关标准。
在电缆设计中,还需要考虑电缆的截面积,截面积越大,电流负载能力越大。
电缆的截面积会影响电流的分布以及电缆的散热情况。
因此,截面积的选择也是电缆设计中需要考虑的重要因素之一此外,还可以使用电缆电流容量表来参考电缆的额定电流,以确保电缆能够正常工作。
电缆电流容量表是根据电缆的型号、规格、材料等参数进行计算,并给出了不同条件下电缆的额定电流。
总结一下,电缆的电流可以使用欧姆定律、安培定律和功率公式计算得到。
需要考虑电缆的额定电流、截面积以及工作条件等因素。
在实际应用中,可以查阅电缆电流容量表来参考电缆的额定电流。
220kV交联聚乙烯电缆载流量实例计算

220kV交联聚乙烯电缆载流量实例计算发表时间:2019-06-11T17:39:59.477Z 来源:《电力设备》2019年第1期作者:梁周峰1 张亮2 [导读] 摘要:电缆载流量是电缆线路设计过程中一项重要电气参数。
(1日照阳光电力设计有限公司山东日照 276800;(2国网日照供电公司山东日照 276800)摘要:电缆载流量是电缆线路设计过程中一项重要电气参数。
由于电缆载流量计算较为复杂,基本依靠电缆生产厂家提供。
目前,大部分论文、设计手册及相关规程只是介绍计算公式,没有实际计算案例,普通设计人员难以理解和掌握。
本文编写的目的就是以220kV单芯 1×2500mm²截面电缆载流量理论计算实例,讲解高压电缆载流量计算流程和相关电气参数计算,便于从事电力设计的同事们理解和掌握电缆载流量的基本计算方法。
关键词:高压电缆、载流量计算Absrtact:The current carrying capacity of cable is an important electrical parameter in the design of cable line.Because the calculation of cable current carrying capacity is complex,it is basically provided by cable manufacturers.At present,most papers,design manuals and related regulations only introduce calculation formulas,and there are no actual calculation cases.It is difficult for ordinary designers to understand and master.The purpose of this paper is to explain the calculation process and related electrical parameters of high-voltage cable with the theoretical calculation example of carrying capacity of 220 kV single-core 1 x 2500 mm truss section cable,so as to facilitate the power designers to understand and master the basic calculation method of cable carrying capacity. Key words:calculation of high voltage cable current carrying capacity 1、电缆结构参数电缆结构参数是电缆载流量计算的核心内容,可通过相关电力行业标准中获取或者由电缆生产厂家提供参考值。
2024年电气工程算量手算要点总结范文(2篇)

2024年电气工程算量手算要点总结范文电气工程是一门涉及电力、电子和电信技术的工程学科,广泛应用于能源、通信、自动化等领域。
在电气工程的实际工作中,经常需要进行各种算量手算,这要求工程师具备熟练的计算能力和灵活应用各种计算方法的能力。
下面,我将总结2024年电气工程算量手算的要点,以供参考。
一、电气基础计算1. 电阻、电流和电压的计算:根据欧姆定律,电阻、电流和电压之间的关系是U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
在实际应用中,可以根据已知的两个量计算出第三个量。
2. 功率的计算:功率是指单位时间内产生或消耗的能量,通常用W来表示。
功率的计算公式是P=UI,其中P表示功率,U表示电压,I表示电流。
3. 三相电路的功率计算:在三相电路中,功率的计算需要考虑相位差和功率因数等因素。
根据三相电路的基本原理和公式,可以计算出三相电路的总功率、有功功率和无功功率。
二、电力系统计算1. 电力负荷计算:电力负荷是指在一定时间内用电设备消耗的电能。
电力负荷的计算需要考虑用电设备的功率、使用时间和同时使用率等因素。
2. 电缆容量计算:电缆容量是指电缆能够承受的最大电流。
电缆容量的计算需要考虑电缆的截面积、敷设方式、敷设环境温度等因素。
3. 电力传输损耗计算:电力传输过程中会产生一定的电力损耗,主要包括电阻损耗和电感损耗。
电力传输损耗的计算需要考虑传输线路的长度、截面积、电阻和电感等因素。
三、电子电路计算1. 电子元件参数计算:电子元件的参数计算主要包括电容、电感和电阻的计算。
电容的计算需要考虑电容值、电压和频率等因素;电感的计算需要考虑电感值、电流和频率等因素;电阻的计算需要考虑电阻值、电压和电流等因素。
2. 放大器设计参数计算:放大器是电子电路中常用的一种器件,其设计参数包括放大倍数、输入电阻、输出电阻等。
放大器设计参数的计算需要考虑放大器的电路结构、电阻、电容和电感等因素。
3. 滤波器设计参数计算:滤波器是用于滤除或增强特定频率分量的电路。
电力电缆线路设计

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5.电缆的电容
电缆本体相当于一个标准的圆柱形电容。
导线芯和接地的金属屏蔽层构成了电容器的 两个电极。
尤其是在超高压电缆线路中电缆的电容电流 可能达到与电缆暂态电流相当的数值,成 为限制电缆容量及传输距离的因素。
然而,电容也是电缆绝缘本身的一个重要参 数,可用来检查电路工艺质量、绝缘质量 的变化等。
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1. 运行中的电缆导体损耗计算
导体损耗,指因电缆本身的电阻,而使得导 体的一小部分功率转化为热量的损耗。
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2.电缆绝缘层的介质损耗
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3.电缆金属护套接地损耗
为了安全,电缆金属护套两端接地,与大地 形成通路,将会引起回路电流损耗。即使 单点接地,不会形成回路电流,也会有涡 流损耗(较小,可忽略)。
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4.绝缘材料的绝缘电阻系数
电缆常用绝缘材料的绝缘电阻系数与温度和 测量时的电场强度有关。一般说来,它随 温度和场强的上升而下降。含杂质较多、 绝缘电阻系数较低的材料,随温度上升而 下降得较多。聚氯乙烯绝缘比浸渍纸绝缘 随场强变化的关系更为明显。
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公式分析:
(1).环境温度的变化影响电缆的长期允许载 流量值
环境温度,是指在正常情况下敷设电缆的 场所周围环境介质的温度。通常一般情况 下取决于地理、气象等条件。
因此,电缆敷设的环境不同,其电缆的长 期载流量是不同的。
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为了方便计算电缆的长期允许载流量,通 常对不同的敷设场所设定一个环境基准温 度。电缆的长期允许载流量也会随着温度 的变化而发生变化,即温度越高,长期允 许载流量就越小。同样的一条电缆线路, 冬季的允许载流量可以大一些,夏季的允 许载流量应小一些。
线缆护套外径计算公式

线缆护套外径计算公式在电力工程和通信工程中,线缆是一种非常常见的电气设备。
线缆通常由导体、绝缘层和护套组成,而护套的外径是非常重要的参数。
护套的外径直接影响着线缆的安装、布线和使用效果。
因此,了解线缆护套外径的计算公式对于工程设计和施工非常重要。
一般来说,线缆护套外径的计算公式可以根据线缆的结构和材料来确定。
在这里,我们将介绍一些常见的线缆护套外径计算公式,以及一些注意事项和实际应用案例。
1. PVC绝缘护套线缆的外径计算公式。
对于PVC绝缘护套线缆,其外径可以通过以下公式来计算:D = d + 2e。
其中,D为护套的外径,d为导体的直径,e为绝缘层的厚度。
这个公式比较简单,适用于一般的PVC绝缘护套线缆。
2. XLPE绝缘护套线缆的外径计算公式。
对于XLPE绝缘护套线缆,其外径的计算公式稍微复杂一些,可以通过以下公式来确定:D = d + 2e + 2t。
其中,D为护套的外径,d为导体的直径,e为绝缘层的厚度,t为护套的厚度。
这个公式考虑了XLPE绝缘层和护套的厚度,更加准确地计算了护套的外径。
3. 钢带铠装电力电缆的外径计算公式。
对于钢带铠装电力电缆,其外径的计算公式可以通过以下公式来确定:D = d + 2e + 2t + 2h。
其中,D为护套的外径,d为导体的直径,e为绝缘层的厚度,t为护套的厚度,h为钢带的厚度。
这个公式考虑了钢带铠装的影响,更加精确地计算了护套的外径。
除了上述的计算公式外,还有一些特殊结构的线缆,其护套外径的计算公式可能会更加复杂。
在实际工程中,可以根据具体的线缆结构和材料来确定护套外径的计算公式。
在使用线缆护套外径计算公式时,需要注意以下几点:1. 确定导体的直径,导体的直径是计算护套外径的基础,需要准确测量或者根据线缆规格来确定。
2. 考虑绝缘层和护套的厚度,绝缘层和护套的厚度会对护套外径产生影响,需要根据实际情况进行考虑。
3. 注意特殊结构的线缆,对于一些特殊结构的线缆,其护套外径的计算公式可能会更加复杂,需要进行详细的分析和计算。
三、输电线路电气计算 - 小型水电站机电设计手册·电气一次 - 中国工具书网络出版总库

小型水电站机电设计手册·电气一次 > 第1章地区电网规划与小水电站接入电网设计 > 第2节输电线路规划设计与小水电站接入电网其它有关问题 > 三、输电线路电气计算三、输电线路电气计算(一)架空线路参数与小水电站配套线路的电压等级一般不高于110kV,且很少采用分裂导线,这里所指的输电线路均按单线考虑。
1.正序参数(1) 电阻:(1-33)式中 R1——每相导线等值电阻,Ω/km;ρ——导线电阻率,Ω·mm2/km,铝线取31.5,铜线取18.8;S——导线截面,mm2。
(2) 电感和电抗:(1-34)式中 L1——电感,H/km;μr——导线材料的相对导磁率,有色金属材料取为1;D j——三相导线间的几何平均距离,cm;r0——导线半径,cm。
(1-35)式中 X1——电抗,Ω/km;f——频率,Hz。
(3)电容和电纳:1)不考虑大地及架空地线影响时为:(1-36)式中 C1——单位线路的三相平均工作电容,F/km。
(1-37)式中 b1——电纳,S/km。
△Q c=U2b1(1-38)式中△Q c——充电功率,Mvar/km;U——线电压,kV。
2)考虑大地及架空地线影响时为:C1,b1及△Q c约为不考虑大地及架空地线影响时的1.05倍。
(4) 波阻抗:(1-39)式中 Zλ——波阻抗,Ω。
以上各种电气参数的数值参见表1-20。
表1-20 35~110kV架空线路的电气参数表电压,kV35110参数电阻R1Ω/km 电抗X1Ω/km电阻R1Ω/km电抗X1Ω/km电容C1μF/100km充电功率△Q cMvar/100km导线型号LGJ-35LGJ-500.9100.6300.4240.412LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-1850.4500.3300.2700.2100.1700.1320.4020.3860.3790.3730.3650.3580.4500.3300.2700.2100.1700.1320.4320.4160.4090.4030.3950.3880.8180.8400.8540.8700.8850.9043.143.183.243.303.353.43LGJ-2402.零序参数零序参数的详细计算方法和公式比较复杂,需要时可参阅有关专业设计手册。
电缆电气参数不同计算方法及其对比

绝缘 电阻、 电容 ( 一般称 为一次参 数) 进行计算得 出。而 电缆线 芯的有
为导体内半径 , m;
效 电阻 R 、 电感 I 、 电容 C在 电缆电气参数计 算 中有着举 足轻重 的 I x c 为导体 相对介 电常数 : 地位 . 以下对其 物理 意义进行 简单介 绍 r _ 1 . 1电缆线芯 的有效 电阻 R D : 6 6 0 、 / , m 。 电缆线 芯的电阻是 由电缆线 芯的材料 、 线芯工作温度 、 长度 、 横 截 2 . 3 Ma t l  ̄ 软件 p o w e r _ c a b l e p a r a m模块计算方法 面积 等有关 , 一般确定材 料 、 确定 工作环境 、 确定形状 的线 芯 。 其 阻值 在利 用 Ma t l a b软件 中的 p o w e r c a b l e p a r a m模块进 行电缆 电气 参 保持不变 。 一般由电阻表测得。 但 电阻表在测量时采用 的是直 流电, 在 数计算时 . 只需要输入指定 的基本参数 . 软件 自动生成 电缆的 R L C 矩 实际工作 中, 电缆两端加载交流负荷 , 需对其 阻值进行 一定的修正 , 即 阵, 并 自动导出各 主要参数 的计算结果 , 使用起来较为方便。 其利用的 有效 电阻的计算 主要计算 方法有 : R有 救 = R测 量( 1 + y y b ) 导体的 自阻抗计算 : 式中y 一趋肤效应 因数 : v r_ I 临近效应因数 n z c c = ) + R c ( E ) + j k 1 I n ( ) 1 . 2电感 I 电感指 的是 电缆在通过 电流 时. 由于 电流变化 而产生的阻碍 电流 式中 : R 为导体 的直流 电阻 , Q; 变化 的能力 , 主要包括 自感 和互感 。电缆 的电感 大小一般与组合 电缆 R c ( E 1 为大地 回流电阻 , R c ( E ) = × 1 0 ,  ̄/ k m; 各缆线间距 、 电缆长度有关 。 1 . 3电容 C k 为频率因数 , & q / k n; i 电容指 的是 电缆在通过 电流 时. 电荷 由于受 到阻碍而累积到 电缆 D 为导体到等效大地回路的距 离 , m ; 上使得 电缆形成一定 的电荷 累积存储 的能力 。 G 为几何平均半径 , n l 。
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1.设计电压 电缆及附件的设计必须满足额定电压、雷电冲击电压、操作冲击电压和系统最高电压的要求。其定义如下: 额定电压 额定电压是电缆及附件设计和电性试验用的基准电压,用U0/U表示。 U0——电缆及附件设计的导体和绝缘屏蔽之间的额定工频电压有效值,单位为kV; U——电缆及附件设计的各相导体间的额定工频电 压有效值,单位为kV。 雷电冲击电压 UP——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 US——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 Um——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 单位长度电缆的导直流电阻用下式计算: 式中: R'——单位长度电缆导体在θ℃温度下的直流电阻; A——导体截面积,如导体右n根相同直径d的导线扭合而成,A=nπd2/4; ρ20——导体在温度为20℃时的电阻率,对于标准软铜ρ20=0.017241Ω˙mm2/m:对于标准硬铝:ρ20=0.02864Ω˙mm2/m;
首页1234 α——导体电阻的温度系数(1/℃);对于标准软铜:=0.00393℃-1;对于标准硬铝:=0.00403℃-1; k1——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数。一般为1.02-1.07(线径越小,系数越大);具体可见《电线电缆手册》表3-2-2;
k2——用多根导线绞合而成的线芯,使单根导线长度增加所引入的系数。对于实心线芯,=1;对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构,=1.02(200mm2以下)~1.03(240mm2以上)
k3——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数(约1.01); k4——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数,对于多芯电缆及单芯分割导线结构,(约1.01);] k5——因考虑导线允许公差所引入系数,对于紧压结构,约1.01;对于非紧压型,k5=[d/(d-e)]2(d为导体直径,e为公差)。
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∕GDW371-2009)。 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+YS+YP) 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; YS——集肤效应系数,YS=XS4/(192+0.8XS4), XS4=(8πf/R′×10-7kS)2; YP——邻近效应系数,YP=XP4/(192+0.8XP4)(Dc/S)2{0.312(Dc/S)2+1.18/[XP4/(192+0.8XP4)+0.27]},XP4=(8πf/R′×10-7kP)2。
XS4——集肤效应中频率与导体结构影响作用; XP4——邻近效应中导体相互间产生的交变磁场影响作用; f——频率; Dc——线芯直径,m; S——线芯中心轴间距离,m; ks——线芯结构常数,分割导体ks=0.435,其他导体ks=1.0; kp——线芯结构系数,分割导体kp=0.37,其他导体kp= 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(YS+YP)] 3.电缆的电感 3.1自感 则单位长度线芯自感: Li=2W/(I2L)=μ0/(8π)=0.5×10-7 式中: Li——单位长度自感,H/m; μ0——真空磁导率,μ0=4π×10-7,H/m; 以上一般是实心圆导体,多根单线规则扭绞导体如下表: 因误差不大,计算一般取Li=0.5×10-7H/m。 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: LB=Li+2ln(2S/Dc)×10-7(H/m) 对于A相: LA=Li+2ln(2S/Dc)×10-7-α(2ln2)×10-7(H/m) 对于C相: LC=Li+2ln(2S/Dc)×10-7-α2(2ln2)×10-7(H/m) 式中: 实际计算中,可近似按下式计算: LA=LB=LC=Li+2ln(2S/Dc)×10-7(H/m) 同时,经过交叉换位后,可采用三段电缆电感的平均值,即: L=Li+2ln(2×(S1S2S3)1/3/Dc)×10-7(H/m) =Li+2ln(2×21/3S/Dc)×10-7(H/m) 对于多根电缆并列敷设,如果两电缆间距大于相间距离时,可以忽略两电缆相互影响。 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。根据电磁场理论,三芯电缆工作电感为: L=Li+2ln(2S/Dc)×10-7 式中: L——单位长度电感,H/m; S——电缆中心间的距离,m; 若三芯电缆电缆中心间的距离不等距,或单芯三根品字排列时三相回路电缆的电感按下式计算: 式中: S1、S2、S3——电缆各相中心之间的距离,m。 4.电缆金属护套的电感 4.1三角排列 三根单芯电缆按等边三角形敷设的三相平衡负载交流回路,护套开路,每相单位长度电缆金属护套的电感为:
Ls=2ln(S/rs)×10-7(H/m) 式中: rs——电缆金属护套的平均半径,m。 4.2等距直线排列 三根单芯电缆按等距离平面敷设的三相平衡负载交流回路,护套开路,每相单位长度电缆金属护套的电感为:
对于中间B相: LSB=2ln(S/rs)×10-7(H/m) 对于A相: LSA=2ln(S/rs)×10-7-α(2ln2)×10-7(H/m) 对于C相: LSC=2ln(S/rs)×10-7-α2(2ln2)×10-7(H/m) 式中: 三相平均值: LS=2ln(S/rs)×10-7+2/3?ln2×10-7(H/m) 4.3任意直线排列 三根单芯电缆平面敷设的三相平衡负载交流回路,电缆换位,护套开路,每相单位长度电缆技术护套的电感为:
LSB=2ln(((S1S2S3)1/3)1/3/rs)×10-7(H/m) 5.电缆电抗、阻抗及电压降 5.1电抗 电缆的电抗为: X=ωL(Ω/m) 式中: L——电缆单位长度的电感,H/m; ω=2πf。 5.2阻抗 电缆的阻抗为: Z=(R2+X2)1/2(Ω/m) 式中: R——电缆单位长度的交流有效电阻,Ω/m。 5.3电压降 电缆的电压降为: △U=IZl(V) 式中: I——导体电流,A; l——电缆长度,m。 6.电缆的电感 电缆的电容是电缆中的一个重要参数,它决定电缆线路的输送容量。在超高压电缆线路中,电容电流可能达到电缆额定电流的数值,因此高压电缆必须采取措施(一般采取交叉互联)抵消电容电流来提高缆线路的输送容量。
电缆电荷量与电压的的比值则为该电缆的电容。 相电压: u=q/(2πε0ε).ln(Di/Dc) 所以电缆单位长度的电容为: C=q/u=2πε0ε/ln(Di/Dc) 式中: Di——绝缘外径,m; ε——绝缘介质相对介电常数,交联聚乙烯ε=2.5,聚乙烯ε=2.3,聚氯乙烯ε=8.0,F/m; ε0——真空绝对介电常数,ε0=8.86×10-12,F/m; 7.计算实例 一条电缆型号YJLW02-64/110-1X630长度为2300m,导体外径Dc=30mm,绝缘外径Di=65mm,电缆金属护套的平均半径rs=43.85,线芯在20°C时导体电阻率ρ20=0.017241×10-6Ω˙m,线芯电阻温度系数α=0.00393℃-1,k1k2k3k4k5≈1,电缆间距100mm,真空介电常数ε0=8.86×10-12F/m,绝缘介质相对介电常数ε=2.5,正常运行时载流量420A。计算该电缆的直流电阻,交流电阻、电感、阻抗、电压降及电容。
计算如下: 1.直流电阻 根据直流电阻公式: 得: R'=0.017241×10-6(1+0.00393(90-20))/(630×10-6) =0.3489×10-4(Ω/m) 该电缆总电阻为R=0.3489×10-4×2300=0.08025(Ω) 2.交流电阻 由公式YS=XS4/(192+0.8XS4),XS4=(8πf/R′×10-7kS)2得: XS4=(8×3.14×50/0.3489×10-4)×10-14=12.96 YS=12.96/(192+0.8×12.96)=0.064 由公式XP4=(8πf/R′×10-7kP)2得: XP4=(8×3.14×50/0.3489×10-4)×10-14=12.96 由公式YP=XP4/(192+0.8XP4)(Dc/S)2{0.312(Dc/S)2+1.18/[XP4/(192+0.8XP4)+0.27]}得: YP=12.96/(192+0.8×12.96)(30/100){(0.312(30/100)+1.18/(12.96/(192+0.8×12.96)+0.27)}=0.02 有公式R=R′(1+YS+YP)得: R=0.3489×10-4(1+0.064+0.02)=0.378×10-4(Ω/m) 该电缆交流电阻RZ=0.378×10-4×2300=0.8699(Ω) 3.电感 由公式L=Li+2ln(2S/Dc)×10-7得到单位长度电感: L1=0.5×10-7+2ln(2×100/65)×10-7=2.75×10-7(H/m) 该电缆总电感为L=2.75×10-7×2300=0.632×10-3H 4.金属护套的电感 由公式LS=2ln(S/rs)×10-7+2/3?ln2×10-7得到单位长度金属护套的电感: LS1=2ln(100/43.85)×10-7+2/3?ln2×10-7 =2.11×10-7H/m 该电缆金属护套的电感为LS=2.11×10-7H/m×2300=0.4855×10-3H 5.电抗、阻抗及电压降 由公式X=ωL得到电抗: X=2πf×0.632×10-3=0.199Ω 由公式Z=(R2+X2)1/2得到阻抗: Z=(0.86992+0.1992)1/2=0.8924Ω 由公式△U=IZl得到电压降为: