电缆连续允许载流量的计算
在前面的章节中,已经介绍了导电线芯电阻,各部分热阻等参数和各 种损耗的计算方法。下面就可以根据热路方程求出载流量的计算公式。
电缆导体上所通过的电流叫做电缆的载流量,有时也叫做电缆的负 载或负荷。
电缆连续允许载流量是指电缆的负载为连续恒定电流(l00%负载率) 时的最大允许量。在实际工程中,一方面是已知电缆的结构及敷设情况, 求允许的载流量;另一方面,也可能已知需要传输的负载,求电缆导体的 截面。给出的负载往往是功率形式,如视在功率,有功功率和无功功率。
本节介绍载流量的一般计算方法。可用导体高于周围媒质的稳态温 升方程式求出。
以三相分相屏蔽型电缆为例,其热路图如图 22 - l 所示。
图 22 - l 三相分相屏蔽型电缆等效热路图
热路方程为
8c - 8= (8c - 8s ) +(8s - 8p ) +(8p - 8e ) +(8e - 80 )
式中,8c 为导体允许最高温度;8a 为周围媒质温度;8s 为金属屏蔽处的温 度;8p 为铠装层处的温度;8e 为电缆表面的温度;8a 为周围媒质的温度。
各段的温升等于流过这段的热流(损耗)乘以该段的热阻。故式可写
成
8c - 8a = 3( Wc + Wi )Tl + 3( Wc + Wi + λl Wc ) T2
+ 3( Wc + Wi + λl Wc + λ2 Wc )( T3 + T4 )
式中,Wc 为线芯损耗,Wc = I2 Rc;Wi 为介质损耗,Wi = U02oCtg8;λl、λ2 分
别为金属屏蔽损耗因数和铠装层损耗因数;Tl、T2、T3、T4、分别为单位长
度电缆绝缘层、内衬层、外披层、周围媒质热阻。于是电缆载流量计算公
式为
对于 n 芯电缆,将 3 换成 n 即可。
例 试计算下列电缆的载流量
电缆额定电压 220kV
线芯标称面积
线芯结构
中心油道内径
螺旋管理支撑外径
线芯由 +2 . 86mm x 72 铜丝组成
线芯外径
线芯屏蔽厚度
绝缘层厚度
绝缘层屏蔽厚度
绝缘层屏敝外径
铅套标称厚度
铅套外径
内衬层厚度(2 x 0 .4mm 聚氯乙烯带)
铠装厚度(2 x 0 . 2mm 铅锰青铜带)
外被层厚度
电缆外径
电缆敷设于土地中,敷设深度
电缆敷设电缆,中心轴间距离
护套铠装两端相接后接地,电缆相互影响可忽略不计。
400mm2
12mm
13 . 2mm
29 . 3mm
0 . 85mm
20 . 0mm
0 . 5mm
72 . 0mm
3 . 5mm
79 . 0mm
0 . 8mm
0 .4mm
2 . 5mm
86 .4mm 1000mm 220mm
电缆允许最高工作温度 75℃
电缆绝缘层 1g8 0. 003
电缆绝缘层 εr 3. 5
解
R = 0 .47 x 10 - 4Q/m
C = 0 . 239 x 10 - 9 F/m
(1)介质损耗
