电缆连续允许载流量的计算

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1、电缆连续允许载流量的计算(100%负荷率)时间：2004-01-09 13:28:09 | 国际电工委员会电缆连续允许载流量的计算(100%负荷率)IEC 287(1969)内包括 Amendment No.1(1971)No.2(1974)No.3(1977)No.4(1978)四次修订及 IEC 287A(1978)第一次增补第一节概述1. 范围本标准仅适用直接埋地敷高、管道中敷设、沟道或钢管中敷设以及空气中敷设的所有电压等 级电缆的稳态情况。所谓稳态，是指假定周围环境温度恒定的情况下，使导电线芯足以逐渐 达到最高温度的连续恒定电流(100%负荷率)。这些公式基本上是严格的，并有意让某些重

2、要 参数作为选择，这些参数可分为以下三方面：和电缆结构有关的参数(例如绝缘材料的热阻系数)，这些参数的代表值已按公开出版的文 献选定。-和周围环境有关的参数，这些参数可能有较大范围的变动，选择时应根据使用或将要使用 电缆的国家的规定。由制造厂和使用单位商定的参数，这些参数包括电缆安全运行的溶度(例如导电线芯的最高 温度)。2. 符号 注：这些符号已用于国际大电网会议(CIGRE) 1964年第233号报告的附录中，但和IEC出版 物27用于电气术语中的字母符号所推荐的并不完全相同。本推荐所用的符号和它们所代表的量，给出如下:A-单位长度电缆、铠装或加强带的体积，cm3/cm； K-屏蔽电缆的屏

3、蔽因数；C-每芯电容，p F/cm； Kdu-油道金属带热阻系数，C cm/W; Da-铠装内径，cm； L- 电缆敷设深度（电缆中心至地面的距离），cm；Da-铠装外径，cm； L0-排管吣至地面的距离,cm；Dd-管道内径，cm； R-最高工作温度下，导电线芯的交流电阻，。/cm； De-电缆外径或钢 管电缆线芯统包等效外径，cm； R -铠装电阻，。/cm；Dt-绝缘外径，cm； Rs-护套电阻，。/cm；D0-管道外径，cm； R-最高工作温度下，导电线芯的直流电阻，。/cm； D 调金属护套 外径，cm； R0-20C时导电线芯的直流电阻，。/cm；D0-金属护套外径，cm； S-导

4、电线芯截面，cm2；E0-导电线芯与屏蔽或护套间的电压，V； T1-每芯导电线芯至护套间的热阻，C,cm/W;G-带绝缘电缆的几何因数；分相铝套或分相铝套电缆的几何因素：-每相导电线芯的电流（有效值），A：T2-护套至铠装间的热阻，Ccm/W: T3-外护层热阻，Ccm/W:T4-周围环境热阻（电缆表面相对于环境的温升与单位长度电缆损耗之比），Ccm/W:Td 油道热阻，Ccm/W: T -绝缘与护套间屏蔽及填充物的热阻，Ccm/W:W单位长度电缆的损耗，W/cm；Wd单位长度电缆每相的介质损耗，W/cm； Wk-第k根电缆的损耗，W/cm；X-三角形排列时电缆的护套电抗，。/cm；X1-水平

5、面排列时电缆的护套电抗，。/cm； Xm-电缆水平面敷设时，一相电缆的护套与另 外二相电缆导电线芯间的互抗，。/cm；a-充油电缆油道金属带的宽度，cm；b-充油电缆油道金属带绕民间隙，cm； c-电缆中心至导电线芯中心的距离（扇形导线二0.5 5r1+0.29t）,cm;d-抗套平均直径，cm；dA-铠装平均直径，cm； da-带绝缘外径，cm；de-导电线芯外径，cm；dc-具有像中空导体一样的中心油道等效圆形实芯导线的外径，cm； dd-钢管内径，cm；dl-空心导线内径，cm；du-椭圆形导线屏蔽或护套的长轴直径，cm； dm-椭圆形导线屏蔽或护套的短轴直径，c m；ds-与型线等截面

6、的圆绞线直径，cm；e-充油电缆油道金属带的厚度，cm； f-系统频率，Hz；h-散热系数；k-计算铠装或加强带磁滞损耗的因素；kp-计算xp（邻近效应）的因数；ks-计算xs（集肤效应）的因数；kt-钢管电缆集肤和邻近效应的校正系数；n-电缆导电线芯数；ro-电缆外半径，cm；rl-三芯电缆三个扇形线芯外接圆的半径，cm； rl-在第8.1.4条中为充油电缆每相接触屏蔽的外半径，cm； s-导电线芯中心间距，cm；s1-三根水平面敷设互不接触的电缆，相邻两根电缆的中心间距，cm； t-导电线芯间的绝 缘厚度；t1-导电线芯与护套间的绝缘厚度，cm；u-等于L/r，见第9.2条；u-等于L0/

7、rb，见第9.10条；xp-计算邻近效应的贝塞尔函数的自变量；xs-计算集肤效应的贝塞尔函数的自变量；x,y-排管块的边长（yx），cm；yp-邻近效应因素（见第4条）；y2-集肤效应因素（见第4条）；a0-20C时，电阻率的温度系数，1/C；6 -铠装或加强带的等效厚度，cm；6 1-屏蔽型电缆的金属屏蔽厚度，cm； lg6 绝缘的介质损失角正切； 绝缘的相对介电系数；入1入2-分别为金属护套损耗及铠装损耗与导电线芯总损耗之比（也可是一相金属护套损耗 或铠装损耗与该相导电线芯损耗之比）；入1-护套环流损耗与该相导电线芯损耗之比；入1-护套涡流损耗与该相导电线芯损耗之比；M -铠装材料相对导磁

8、率。p -20C时导电线芯电阻率，。-cm；p 排管周围的土壤热阻系数，Ccm/W；p -水泥排管的热阻系数，Ccm/W； p 多芯电缆的金属屏蔽热阻系数，Ccm/W；p T-材料热阻系数，C cm/W；e 导电线芯最高工作温度，c； e m-电缆和管道或钢管之间媒质的平均温度，C；A0 -导电线芯相对于环境的允许温升，C； e duot-管道空气平均温度与周围媒质之温差，C； e。-空气敷设电缆表面温度与周 围媒质之温差，c；3 系统角频率(2n f),1/s。3. 电缆允许交流载流量的计算电缆允许载流量可用高于周围媒质温升的公式导出：四=(R + W+ % + A,) + IVmn + T

9、i )式中I-通过某一导电线芯的电流，A； e -导电线芯相对于环境的温升，c； R-最高工作温度下，单位长度导电线芯的交流电 阻，。/cm；Wd-单位长度导电线芯外面绝缘的介质损耗，W/cmT1-单位长度电缆导体和护套间的绝缘热阻，Ccm/W;T2-单位长度电缆护套和铠装间的衬垫热阻，Ccm/W;T3-单位长度电缆外护层热阻，Ccm/W;T4-单位长度电缆和周围媒质间的热阻，Ccm/W;(从第9条推导出)；n-电缆中载流导电线芯数(截面和负荷电流相同)；入1-金属护套损耗与导电线芯总损耗之比；入2-铠装损耗与导电线芯总损耗之比。从上式得到允许载流量的公式如下：4加一传7扑仃井丁,中7）*町】

10、+血H +岛汀声虱1 +舄j又孔+ Tj .考虑到阳光照射影响，其允许载流量由下式给定：r r /iff- 0 5TT*）J*1 =L RT. + nRa 小）L + 成 iTTT+Aj）T, + TQ式中6 电缆表面受阳光照射的吸收系数；H-阳光照射强度（大部分纬度可取0.1W - cm2） ； T4-空气中电缆的外部热阻。因受阳光照 射，其值应按照第9.1.2条进行计算修正。6值为：沥青/黄麻纤维护层0.8*聚氯乙烯0.8*氯丁橡胶0.8*铅0.8*对结构相同，电压相同及导线截面相等的低压四芯和三芯电缆，其载流量可认为是相等的。 四芯电缆用于三相系统中，第四芯不是作中性线就是当保护线的，当

11、用作中性线时，载流量 为对称负荷。本推荐介绍上式计算所需各种参数的计算方法，即：第二节有R，Wd,入1和入2的计算公式。第三节根据热回路的不同部分有热阻T1，T2, T3及T4的公式。第二节损耗的计算4. 导电线芯的交流电阻R最高工作温度下，单位长度导电线芯的交流电阻由下式表示（钢管电缆除外，见第4.4条）：R = Rz（l + Vjs式中R-最高工作温度下导电线芯的交流电阻，。/cm；R，-最高工作温度下，导电线芯的直流电阻，。/cm；y -集肤效应因素；yp-邻近效应因素。4.1导电线芯的直流电阻R最高工作温度下，单位长度导电线芯的直流电阻用下式表示：*正在考虑之中。、-如式中R0-20C

12、时导电线芯的直流电阻，。/cm。R0值能直接从IEC出版物228绝缘电缆导 体的标称截面和组成中计算得出；a 20-20C时每度温度系数常数，对铜导体是：0.00393（IEC出版物28铜电阻国际标准）；对铝导体是：0.00403（IEC出版物111工业硬铝导线电阻率）；0 -最高工作温度（由所选用的绝缘材料而定，见附录），C。4.2集肤效应因素y：集肤效因因素用下式表示：* - 192 + （?.84史一券弟仁心式中f-电源频率，Hz。ks列于表1中，当xs值不超过2.8时，上式是准确的。因此，一般情况下都能适用。表1集肤效应系数ks和邻近效应系数kp铜导线的ks和kp 一般可取以下经验值（

13、铝导线的相应数值尚在考虑中）导电线芯类型干燥浸渍与否kskp导电线芯类型干燥浸渍与否kskp是10.8是0.435是11是*0.37否10.8否1否11否1导电线芯类型干燥浸篷与否k- p导电线芯类型干燥浸凌与否k朝10.8扇形分裂圆导线是0435011空心割是+ +0紧底朝10.8扇形导粪否10紧压觐11扇形导线否11*该值适用于导线截面在1500mm2及以下的四分裂导线（有中心油道或无中心油道）。这些值用 于各层单线绞向相同的导体。数值是临时性的，并正在考虑中。*对于ks值可用下式：I虹195*（刁PM力中心4卜潟192 + 0 8 X；式中di-导电线芯内径（中心油道），cm；d，a-具

14、有相同中心油道的等效实芯导体的外径，cm。注：目前特别是对铝绞线的试验结果是不能令人满意的。建议用户对同心式铝绞线采用与对相似的铜绞线同样的方法和系数。误差是偏于安全的。4.3邻近效应因数yp邻近效应因数用下式表示：L - di f do-h2diK- do+ 禺 I do+ 禺）式中 X2p-等于 8nf/R 10-9kp；D0导电线芯直径，cm；yp值s-导电线芯中心间距，cm。在采用扇形导线的多芯电缆中，为了得到邻近效应因数， 应乘以2/3；d0-等于dx，系等截面圆绞线直径，cm；S-等于dx+t,cm。其中t为导电线芯间的绝缘厚度，cm。kp值列于表1。在xp值不超过2.8时，上式是

15、准确的。因此，一般情况下都能适用。4.4钢管电缆的集肤效应和邻近效应钢管电缆的集肤效应和邻近效应要乘以乘数1.7：4.5二芯电缆的邻近效应因数yp邻近效应因数由下式给定：5. 介质损耗Wd 当采用三芯屏蔽或单芯的纸绝缘电缆或聚氯乙烯绝缘电缆，其对地电压分别超过30kV或6kV 时，介质损耗才显得重要。对丁基橡胶和聚乙烯绝缘电缆，相应的电压正在考虑之中。单位长度电缆每相的介质损耗山下式给出:C二单位长度电缆电容，p F/cm；E0=对地电压，V。在工作频率和温度下，绝缘的tg6值列于表2。表2高压及中压电缆的绝缘相对介电系数和介质损失角正切电缆型式E电缆型式E心*3.40.004540.01TW

16、IK40.0503.30.004 +30.0403.50.0045*80.13.70.00452.30.00103.50.00402.50.008*为最高允许温度下的安全值，能用于各种类型电缆所规定的正常最高电压。*数值的差异主要和选用纸的特性有关，而与压力无关。 参阅IEC出版物141-1充油电缆和压气电缆及其附件的试验第一部分：交流275kV及以 下的纸绝缘金属护套充油电缆及其附件。 参阅IEC出版物141-2充油电缆和压气电缆及其附件的试验第二部分：交流275kV及以 下内压气电缆及其附件。 参阅IEC出版物141-3充油电缆和压气电缆及其附件的试验第三部分：交流275kV及以 下外压气

17、电缆及其附件。注：p 0等于或大于以下值时应考虑介质损耗：通常，这些电压下的介电系数和损耗角己被测量过。但是在电压超过20kV时，交联聚乙烯的 参数还没有测量过，因此，在更高电压下，这种材料的使用可能要注意些。5.1电容C圆形导线的电容可表示为：式中 -绝缘相对介电系数；Dt-绝缘外径，cm；dc-导线直径，包括屏蔽（如果有的话），cm。若以相应的长轴和短轴的几何平均值来代替Dt和dc，则上式亦可用于椭圆形导线。值列于表2。6. 护套损耗因数入1护套的功率损耗（入1）由环流（入1）和涡流（入 1）所产生的损耗组成，即：本条所得到的公式，以导电线芯总的功率损耗来表示护套损耗，并对每一具体情况，指

18、出应考虑的是那种类型的损耗。对护套二商在连接接地的单芯电缆，在第6.1、6.2、6.3条中仅考虑护套环流引起的损耗。对采用大截面扇形分裂导线的电缆，考虑到护套中的涡流损耗（见第6.5条），损耗因数就应 该增大。同时还考虑到线路某些地段电缆间距的增加，通常也是要给一定裕度的（见第6.4 条）。对于交叉连接场合，假定电缆护套每小段电气上是相同的，而环流产生的护套损耗是不能忽 略不计的。因此，第6.6条推荐了回路电气上不平衡时护磋附加损耗的计算。计算护套电阻Rs用的铅和铝的电阻系数及温度系数列于表3。6.1护套二端连接、三角敷设的单芯电缆三角形敷设、护套二端连接的单芯电缆，其损耗因数由下式给出：式中

19、Rs-单位长度护套或屏蔽电阻，。/cm；X-单位长度护套电抗，等于4.63 log10（2s/d）10-9。/cm；s-电缆中心间距，cm；d-护套平均直径，椭圆形线芯的d等于dM dm，dM和dm分别为椭圆形长、短轴直径,cm；3 -2n f,1/s。一般导线的入 1=0，即涡流损耗可以忽略不计。但大截面扇形分裂导线电缆的入 1则应按 第6.5条的方法计算。6.2正常换位、护套二端连接、平面敷设的单芯电缆 对正常换位、每第三换位点护套相连接、等间距平面敷设的单芯电缆，其损耗因数由下式给出：式X1-单位长度护套电抗，等于4.63 log1(2.5s/d)10-9。/cm;入1等于零，即涡流损耗

20、可忽略不计。而大截面扇形分裂导线的入1，应按第6.5条的方 法计算。6.3不换位、护套二端连接、平面敷设的单芯电缆不换位、护套二端连接、等间距平面敷设的单芯电缆，其最大损耗电缆(即敷设于外侧的滞后 相是缆)的损耗因数由下式给出：IAj 兰 & 4冰.px#另一外侧电缆的损耗因数为：正土 十殆土言一如.印犯1R L玳十时 Ri + Q1 方盘十.中间电缆的损耗因数为:在上述公式中:0=x- 一寻式中X-单位长度三角形敷设单芯电缆的护套或屏蔽电抗，等于4.63 log10(2s/d)10 -2。/ cm；Xm-平面敷设单位长度外侧电缆的护套与另外二电缆导电线芯间的互抗，。/cm。一般情况下，入 1

21、=0,即涡流损耗可忽略不计。但大截面扇形分裂导线的入1应按第6.5 条的方法计算。空气敷设电缆的载流量采用上述第一个公式，即敷设在外侧的滞后相电缆的公式。6.4护套二端连接、敷设间距不等的单芯电缆护套二端连接的单芯电缆，环流及其所引起的损耗随着电缆间距的增加而增大。因此，建议 采用尽可能小的电缆间距。最佳距离应兼顾损耗和电缆之间的互相热影响。但并不总是可能采用最佳距离来敷设电缆，由于种种原因，电缆在某些地段的间距常常大于 线路的其它地方所采用的理想值。倘若环流损耗是以理想间距值来计算的，则因忽略了较大 间距产生的附加感应电压就会得到不准确的计算结果。在二根电缆护套连接点可分别计算间 距不等各段

22、的感应电压和阻抗。然而，计算过程可能很繁琐而且可能仍旧是近似值，因为事 先很难确定线路各处电缆的确切间距。考虑到上述因素，对多点连接的芯电缆，建议护套损 耗因数增加25%。如若情况特殊，认为增加25%不合适，也可通过协采用其它值。注：该增加值对单点连接或交叉连接的电缆线路不适用(见第6.6条)。6.5大截面扇形分裂导线效应 在使用大截面绝缘扇形分裂导线，以减少导线邻近效应的场合，那末第6.1、6.2、6.3条的 护套损耗因数入1就不能忽略不计，应将从第6.6条中得到的相同布置电缆的入1值乘上 因数F：一火 + 1)N + 1)式中 祯分 适用于三简形敷设的电霸卜适用于等间距平面敷设的电盘6.6

23、护套单点连接或交叉连接的单芯电缆护套单点连接或交叉连接的单芯电缆，其损耗因数为:式中系数A1和A2具有下列值:联设方式系数 *13.01.56系数岖0.4170.270.083注：上述情况，损耗是由护套涡流产生的，它不受换位的影响。如若电缆平面敷设，正常换 位，则任何一相的三段平均损耗能用上表中三角形敷设电缆的系数来求得。入1=0，用于护 套单点连接的电缆线路和每大段分成电气上相等的三小段的护套交叉连接电缆线路。平面敷设电缆载流量以中间电缆的损耗为依据。当交叉连接电缆线路分段不平衡时，会产生剩余电压，而导致环流损耗，该损耗就必须考虑。对每小段实际长度已知的电缆线路，其损耗因数入2可以看作每大段

24、电缆二端连接接地而不是交叉连接时的环流损耗因数乘以:w + fn+1/在任何大段中，二较长的小段分别为最短小段的n和m倍（即三小段长度分别为a,na,ma,最 短长度为a）。该公式仅考虑小段长度的不同。间距不等也应考虑。如小段长度不详，建议采用下列入1值；直埋电缆-入1=0.03；管道敷设电缆一入1=0.05。6.7用共同护套的三芯电缆对用共同金属护套的三芯电缆入1可忽略不计。因此，其损耗 因数可选用下列公式中之一：圆形或椭圆形导线而且护套电阻R：小于或等于川。/cm时：式中c-电缆中心和导电线芯中心的间距，cm；d-护套平均直径，cm；f-频率，Hz。圆形或椭圆形导线而且护套电阻Rs大于川。

25、/cm时:扇形导线而Rs为任何值时:159RS1Q5V式中r1-三个扇形导线的外接圆半径，cm；t-导电线芯间的绝缘厚度，cm。6.8钢带铠装三芯电缆护套附加的钢带铠装增加了涡流损耗。如电缆具有钢带铠装，第6.7条中的入 1应乘上如 下校正系数：式中dA-铠装平均直径，cm；M -钢带相对导磁率，一般取300；6 -铠装等效厚度，等于A/n dA cm。其中A为铠装截面，cm2。该校正系数只适用于厚0.31.0mm的钢带，较薄钢带的校正系数仍在考虑之中（见第7.3条）。6.9分相铅套和铠装电缆分相铅套的三芯电缆，其护套的损耗因数为：式中 X-等于 4.63 log10(2s/d)10-9。/c

26、m； s-导电线芯中心间距，cm。6.10钢管电缆的屏蔽和护套损耗如若钢管电缆仅在每相导线绝缘层外有铅护套或钢带屏蔽，屏蔽损耗和导电线芯之比可用第 6.1条的单芯电缆护套损耗公式计算。但该公式需对由钢管引起的附加损耗进行校正。此式 就变成：x d 1 *7如电缆每芯都有传压模套和非磁性加强带，亦可采用同一公式，但电阻Rs要用护套和加强带 并联电阻值来代替，用d代替d：式中d-护套和加强带的平均直径，cm；d1-屏蔽或护套的平均直径，cm；d2-加强带平均直径，cm。椭圆形线芯的d1和d2用dM dm表示，其中dM和dm分别为椭圆形的长、短轴直径。注：见第7.2条 6.11用共同护套的二芯电缆像

27、对三芯电缆一样，入1值可忽略不计。二芯电缆的护套损耗因数由下式给定:对圆形成椭圆形导线：对扇形导线：7.铠装和加强带损耗入2 7.1公式的使用本条例出的公式表示电缆金属铠装或加强带产生的功率损耗，是用总导线损耗的增值入2 来表示。铠装和加强带材料的电阻率和电阻温度系数值列于表3。表3金属的电阻率和电阻温度系数材 料20C时电阻率pQ /cm20C时温度系数a10材料20C时电阻率pQ /cm20 C时温度系数a 10a）导体；1.7241X 10-43.93X10-3铜13.8X10-44.5X10-3铜2.8284X10-44.03 X 10-3黄铜3.5X10-43.0X10-3铝不锈铜1

28、0X10-4可忽略不计b）护套和铠装；21.4X10-44.0X10-3铝2.84X10-44.03X10-3铅和合金铅注：铜导体数值取自IEC出版物28,铝导体数值取自IEC出版物111。7.2非磁性铠装或加强带护套和加强带损耗的计算通常是合在一起进行的，公式已由第6条给出。用护套和加强带的 并联电阻值来代替护套电阻Rs，用护套和加强带直径的均方根值来代替护套的平均直径d1。 该计算方法对单芯和多芯电缆均能适用。加强带电阻和绕包节距的关系如下：a）若绕包带的距离很大（轴向加强带），其电阻能以一个圆柱体来计算，该圆柱体和加强带等 内径，而且单位长度电缆所用材料的质量也相等。b）若加强带和电缆轴

29、向约成54角绕包，电阻是按a）项计算的2倍。c）若加强带以很小的节距（径向加强带）绕包，电阻可看作无穷大，这时损耗可我所略不计。d）若加强带有二层或二层以上互相接触，且绕包节距很小，则电阻应是a）项计算的2倍。上述考虑也适用于第6.10条所讨论的钢管电缆的绝缘线芯。7.3磁性铠装或加强带7.3.1单芯铅护套电缆以下计算不考虑周围媒质可能的影响，对于电缆敷设在水中的特殊情况，其影响可能是较大 的。用钢丝铠装，护套和铠装两端相连接的单芯电缆，其铠装和铅护套中的功率损耗由下式计算:a）护套和铠装并联的等效电阻由下式给定：式中Rd-单位长度护套电阻，Q/cm；RA-单位长度铠装交流电阻，。/cm。直径

30、为2mm铠装丝的交流电阻约为直流电阻的1.2倍，5mm直径的铠装丝则变为1.4倍。电 阻对最终结果不起决定性作用。b) 每相回路的电感由下式计算：式中H，是由护套产生的电感：黑严 10 (H/cm)d,”,一孤=0 (H/cm)Hi = 0,314 七Di-con5 j3lQ5 (H/cmJ式中H是由护套产生的电感。蜀=cu(Hs /Ji + W3)(O/cm)式中H1，H2和H3 由钢丝产生的电感分量，H/cm；S2-相邻电缆的轴间距离(包括平面敷高以电缆)，cm；df-钢丝直径，cm；P-沿电缆风丝绞合长度，cm； nt-钢丝数量；P -电缆轴线与铠装丝轴线间的角度；Y 钢丝中轴向磁通量滞

31、后于磁化强度的角度；M 0-钢丝纵向导磁率;M s-钢丝横向导磁率。对Y , p s 和.s 值见本条 d）项。假定 B1=3 （H0+H1+H3） （。/cm）& = (Q/cm)c) 护套加铠装的总损耗W(s+A)由下式给定：-卷墨强) J*. XV.这样:b）扇形线芯屏蔽电缆: 这种电缆T1值的计算方法与带绝缘相同，但d0取线芯统包直径，计算结果再乘以图4所示 的屏蔽因数。8.1.4充油电缆 三芯充油电缆的油道也应考虑。假设油的热阻系数和浸渍纸相差不多，对不用填充材料和油 道金属带的三芯充油电缆，T1是按第8.1.3条所列的公式计算；而对油道有支撑金属带的电 缆，则T1以下式计算： 式中

32、T0与三芯充油纸绝缘电缆每芯具有同样直径的一个单芯屏蔽电缆的内部热阻，Ccm/W；Tdu-油道热阻，Ccm/W；Tt1-绝缘和护套间屏蔽和填充材料的热阻，Ccm/W；所给的与电缆尺寸相同，但没有油道的三芯屏蔽电缆内部热阻，减去单芯电缆的内部热阻T0。油道的热阻影响为：式中Kdu-油道支撑金属带的热阻系数（铝为0.48C- cm/W，钢为2.2C- cm/W）；a-金民各带宽度，cm；b-绕包间隙，cm；r1-接触屏蔽外半径，cm； e-金属带厚度，cm。分相铅套电缆和分相铝套电缆：热阻T1的计算方法和单芯电缆相同。8.2热阻T2的计算 a）单芯电缆和采用共同金属护套的三芯电缆:T * 0 36

33、6善式中Da-衬垫外径，cm；Ds-衬垫内径，cm；b）分相铅套电缆和分相铝套电缆：铠装内衬垫和填充物的热阻为：式中G为几何因素，见图5所示。8.3热阻T3的计算外护层一般是同心圆的形式：式中D -外护层外径，cm；Dz u-外护层内径，cm。8.4钢管电缆1t0Atit护套利豪次的布料厚度与护澎圈之比图5分相铅套和分相铝套电缆每芯护套与铠装间填充材料的热阻曲线G 对于这种电缆，应该是：a)导电线芯至屏蔽的每芯绝缘热阻T1，已在单芯电缆一条中计算过。b)由下列各部分组成的热阻T2；(1) 每相线芯护套或屏蔽外护层的热阻，代入第3条载流量公式中的T2部分应是每根电缆的 值。对三芯电缆而言，每相的

34、热阻应是其值的三分之一。每芯的值是按第8.2条单芯电缆外护层的方法来计算。对于椭圆形线芯，要用长径和短径的 几何平均值来代替圆形线芯的直径。(2) 绝缘线芯表面至钢管间油或气体的热阻，其计算方法和电缆至管道内表面的热阻T4相同， 见第9.8条。计算所得应是每根电缆的值，并在代入第3条公式中的T2前，增加上述(1 )项所计算的值。c) 钢管电缆外护层热阻T3已在第8.3条讨论过，金属管道的热阻可忽略不计。9.外部热阻T4 9.1空气敷设电缆9.1.1不受阳光照射的电缆不经受阳光直接照射的空气敷设电缆，其周围空气的热阻T4是：=我呼扁严式中D 电缆外径，cm；h-放热系数（从图6查得），它适用于电

35、缆表面为黑色或光亮二种极端情况，W/cm2（C）5/4；A0 s-电缆表面温升（见以下的计算方法），C。有外护层和非金属表面的电缆应认为具有黑色表面。没有外护层的电缆（不论是铅套还是铠装的），h应取光亮和黑色表面之间的数值。图6空气敷设电缆的放热系数三根电缆采用不连续托架敷设时，应认为等效于图6中的第二种情况。用连续托架敷设时， 则等效于图6中的第三种情况。对于没有填充物的沟道敷设电缆，见第9.6条。借助图表来计算 0 s：A0 s为相对于环境温度的电缆表面温升，它等于：（1 M +垃以6*血一观）小以（的w匚 + W5) L ji+ T1 (1 4-1 + 舄)式中计算过程如下:a）由下式来

36、计算的值(XP71T7Z+)b）用a）项算得的数值作为纵座标，来确定图7中的曲线。再在A0 +A0 d等于常数的条件 下，确定该曲线上的点。c）读出该点的横座标便得到0 0 s）1/4的值。9.1.2经受太阳照射的电缆受太阳照射的T4用第9.1.1条的计算方法，但 0 d值可由下式代替：姬=（心 r -【淖n卜 gH 一| 卜十“Ti1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.32.4 2.5 2.6 2.7 2.82.93.03.13.23.3图7空气敷设电缆外部热阻T4的计算曲线9.2单根敷设电缆式中p T-土壤热阻系数C - cm/W；|J -等于 L/rs；cm；L-地面至电缆

37、中心的距离， r -电缆外半径，cm。当u超过10时，用下式能得到很好的近似值（误差小于千分之一）:= 0 366Ji log （2u）9.3多根敷设电缆（不接触）假定每根电缆相当于一个线热源，其热场不受其它电缆影响，这时可采用叠加法来计算。多根敷设有两种主要的方式：第一种是一组电缆的结构和负荷都不相同的最常用型式，只能 采用一般的计算方法。另一种是等负荷和结构相同的电缆，其计算方法也相当简单。9.3.1负荷不等的电缆为一组负荷不等、结构不同的电缆，其方法是计算由本组其它电缆引起的被计算电缆的表面 温升，然后把用于第3条载流量公式中的。减去这一温升，这里必须预先估计每根每1cm 长电缆所散发的

38、功率。如需要，可作为计算结果的校正。因此，被用来确定载流量的第p根电缆，其表面高于周围媒介的温升。p可用下式求得，A0 p是由于其它（q-1）根电缆散发的功率所引起的温升：（A0 pp不包括在上列之和中）式中& kp-由第k根电缆每1cm长所散发的功率Wk引起的 电缆表面温升：dpk和d，pk分别是从第k根电缆的中心至第p根电缆中心的距离，及第k根电缆在空气中 的镜像中心至第p根电缆中心的距离（见图1）。这样，第3条所示的载流量公式中的 0就应减去 0 p,而且第p根电缆的载流量应用相应 在p点位置的单独一根是缆的T4来确定。为防止任何一根电缆可能发生的过热现象，有必要对这一组中的全部电缆进行

39、计算。9.3.2等负荷、结构相同的多根敷设电缆这种第二种方式是以一根最热电缆的载流量来确定一组等负荷电缆的载流量。通常可从电缆 的敷设布置情况，知道哪根是最热的，只要计算这根电缆的载流量就行。如有困难，还有必 要对另外的电缆进行计算。该方法考虑了多根电缆相互热影响的T4修正值，并不改变第3条 载流量方程中所用的A0值。第p值电缆外部热阻的修正值为：共有(q-1 )项，其中没有d pp dpp项。dpk等等和图1所示的距离相同。如合适的话，简式2u可用来取代u+u2-1（见第9.2条）。若电缆排列简单，这个公式可大大地被简化，下面是个例子:对三根等距平面敷设而负荷相近的电缆，上式可写成：（制T4

40、=Z）.3G6/?r loglfi（u+ JET）十 1%J1 +式中u-等于L/r ；L-地面至电缆中心的距离，cm；r -一根电缆的外半径，cm；s1-相邻二根电缆的中心间距，cm。T4是多根电缆中位于中心位置电缆的值，可直接用于第3条的方程中。当平面敷设的单芯电缆护磁损耗明显时，它们不同程度地影响最热一根电缆的外部热阻。在 这种情况下，用在第3条第一次推导出的载流量方程式分子中的T4值是由上式给定的。但T 4修正值必须用在分母中，其值由下式给出：华。,36爵。田& + KD +同巾 +学） 这是假定中心位置的是缆是一根最热的电缆，第3条载流量方程中所用入1值就是这根中心 电缆的值。式中u

41、-等于L/r ；L-地面至电缆中心的距离，cm；r -一根电缆的外半径，cm；s1-相邻二根电缆的中心间距，cm；入0-外侧电缆的损耗因数;入0(2)另一外侧电缆的损耗因数;入t-中间电缆的损耗因数。当U值超过10时，(u+u2-1)式由可(2u)来代替。9.4三角形敷设电缆(相接触)对于不用金属护套而负荷相同的三角形敷设电缆：式中：u等于L/r。这里L是地面至三角形中心的距离，r是电缆的半径，T4是任一电缆的外部热阻。敷设时， 三角形的顶点可向上，也可向下。对有金属护套而等负荷三角形排列的电缆：7卜 1.1 Pfog1(2u)- 0.273这种情况，护套外的护层热阻T3由下式计算(不用第8.

42、3条的公式)：丁日- , 584 pT式中D，a是护层的内径。9.5 土壤中直埋敷设的钢管电缆直埋敷设于土壤中的钢管电缆，钢管的外部热阻可用第9.2条中的公式和普通电缆同样计算。在此情况下，埋没深度L是量至钢管的中心，r是包括防腐层在内的钢管外半径。9.6沟道敷设电缆a)用沙土填充的沟道敷设电缆敷设在充满沙土的沟道内，不论是完全埋没还是地表面有盖板，时间一长沙土将逐渐干 燥，电缆外部热阻会很大，使电缆达到不能允许的非常高的温度。计算载流量时，填充沙的 热阻系数取250Ccm/W是合适的。除非特别选择一种填充物，其干燥系数是已知的。b）填满沙土而盖板和地面等高的沟道敷设 正在考虑之中。c）裸露在

43、空气中而盖板和地面等高的无填充的沟道敷设沟道内空气温度高出于周围媒质的温度由如下经验公式给出：式中WTOT-每米长沟道散发的总功率，W/m；P-有效散热的沟道周长，m。注：这公式的可靠性尚在研究之中。P值中不包括暴露在阳光下的那部份沟道周长。沟道内的电缆载流量可按直接空气中敷设的 情况一样计算（见第9.1条），但周围媒质温度应增加 0 tr值。9.7沟道或管道敷设电缆 管道敷设电缆的外部热阻由下列三部份组成：1）电缆表面至管道内壁的空气热阻T，4。2）管道本身热阻T 4,金属管道的热阻可忽略不计。3）管道的外部热阻T 4。代入第2条中计算载流量的T4是上述三部份热阻之和，即：V 必 +9.8电

44、缆至管道内壁的热阻T，4 对于外径在2.510cm的电缆，可用下述公式。当钢管内三芯电缆的等效直径在7.512.5c m之间时，这些公式也可用来计算电缆线芯至钢管内壁的热阻见第8.4条b）项。公式和等效直径的定义如下:|丁_100 A1 +舞gQD.式中A、B、C-与电缆敷设有关的常数，其值列于表5中;D 电缆外径，cm。若公式应用于钢管电缆时见第8.4条b)项，De是一组线芯的等效直径， 其中:对于二芯电缆对于兰芯电缆对于四芯电缆IDU.65X线芯外径(cm* 口已=2.15 x线芯外径(coi) f 。已=2.50 x线芯外径(cm) j0 m-电缆和管道间填充介质的平均温度。先用假定值，

45、如果需要而后用校正值反复进行计算。9.9管道本身的热阻T 4 管道壁的热阻可由下式计算:丁： = 0&6内皿带9式中D0管道外径，cm； 表5常数A, B, C的值敷设条件ABC敷设条件ABC在金属管道中5.21JD.QI1钢Iff中的压，电燃。.将。.灿注空气甲的鲜帷道中以0.B3D.啷耦曾中的充摘电嫌060.0花水泥中的肝姓管道屯0.010塑料管道在在空气中的石棉次涯管道中 在水起中的石椭忒褪管道中5.2&.21.31.1。皿陶土管道L8TLE8DT-管道内径，cm；p T-管道材料的热阻系数，C cm/W。金属管道的p T可认为等于零。9.10管道的外部热阻T 4。对于不埋在水泥槽中的单

46、根管道，可按第9.1、9.2、9.3或第9.4条中电缆外部热阻的计算 同样进行。这时应以管道或钢管（包括外护层）的外半径代替电缆的外半径。当管道埋入水泥 槽内时，管道外部热阻的计算是：先假定管道外面是均匀媒质，其热阻系数等于水泥的热阻 系数，然后以代数法加一校正系数，以适应管槽外部热路部份水泥热阻系数和土壤热阻系数 的差异。热阻的校正为：NO-久logjam +式中N-管槽内带负荷电缆的根数；p c 管槽周围土壤热阻系数。Ccm/W;p c-水泥热阻系数，Ccm/W;u-等于LG/rb； LG-水泥槽中心至地面的距离，cm；rb-水泥槽等效半径，cm。- 4 7（4-7）1061（1 + *）

47、+lo8, tx,y分别为水泥槽端面短边和长边的长度，不考虑其位置。附录A各国斩参考环境温度和土壤热阻系数A2.国家没有列出数值时的方法当国家没有规定有关土壤热阻系数和环境温度的数值时，推荐选用下列数值。A2.1周围空气温度（海平面）lab带月国 空T 温度周围土填度（深，最 管 弓最 高 t最傲 i最 高整带25it40亚热活W40IS30混带0251020载流量计算必须以最高温度为依据，如需要可采用冬季较低的值。这些数值和冬季及夏季（或 雨季和旱季）的温度极限相符。如没有敷设深度的资料，标准深度可取1m。A2.2热阻系数C.cm/W土壤条件气候条件C.cmA土壤条件气候条件TO100非常潮

48、湿潮湿连续多雨有规律下雨200300干 燥非常干煤不常下雨 奶踏卜南A3.导线最高工作温度 各类绝缘的最高允许温度列于下表。绝缘类型导技最高额定t绝缘类型导孩最高额定堰度p米运行当u0等于或大于等5条所示值时，介质损失必须考虑。短胳（最大持蝶的 何an）IE僧运行.短咯（最大持慵时 何5.）85220TO23C时密度高于0.960g/cm3的聚乙烯为75C。 采用合适的导线屏蔽结构，温度可提高到150C。A4.各国运行条件130*.敖乙烯或彩掘和to2507。1BD90250A4.1澳大利亚1. 标准条件：土壤热阻系数-120C cm/W； 土壤环境温度-25C。2. 敷设深度：50cm（从地

49、面至电缆中心或电缆呈三角形排列时三角形中心的距离）。3. 环境空气温度：最大值-40C。A4.2奥地利1. 土壤热特性：a）热阻系数30kV及以下一平均值70C cm/W；30kV平均值 100C cm/W（最大 120,最小 70C- cm/W）。b）温度最高值-20 C ；最低值-0C。2. 电缆敷设深度：1kV及以下-70cm；10kV 及以下-80cm；10kV纸绝缘电缆-100cm； 220kV及以下充油电缆-120cm。3. 空气温度：平均值-20C（最高40C，最低-20C）。A4.3加拿大加拿大没有国家认可的敷设深度、土壤温度和热阻系数的数值，以下给出的是具有人表性的 值。1.

50、 直埋或管道敷设电缆的土壤热特性：a）热阻系数 最大值-120C cm/W;最小值-60C cm/W;平均值一90C- cm/W;b）温度最高值一20 C；最低值 5C。平均值不作为设计依据。土壤热阻系数：不适合直接测量的地区，通常假定热阻系数为90Ccm/W。已预见到几年 内环境热性会逐步恶化和气候条件随季节变化有升高的地区，建议载流量的热阻系数以12 0Ccm/W为依据。冬季较低的热阻系数值不能用来作为系统设计的依据。2. 敷设深度（指地面至电缆上表面或管道上表面的距离）:敷豳渡电缆品种直埋瓠中n)b）以下（i休铮fgN丙株胶，耘召烯,彩掘，逐彩掘 晰畅HOem90 cm110cm3. 环境空气温度:最高值一40 C；最低值-40 C。平均值不作为设计依据。A4.4芬兰1. 土壤热特性：a）热阻系数用于载流量计算的平均值-100C cm/W；海底电缆（土壤水份饱和）一40C cm/W。b）温度最高值-15 C；最低值-0C；（平均值5C10C，特殊最高温度20C）2. 直埋或管道敷设电缆深度；36kV及以下所有电缆-70cm；52kV及以下所有电缆-100cm；123kV及以下所有电缆-130cm；2