4.3-4.5-电力电缆的损耗和热阻计算.pptVIP

4.3电力电缆各层的损耗4.3.1电缆导体的损耗单位长度电缆线芯损耗由线芯电流和单位长度电缆线芯的交流电阻（应考虑到电阻的温度系数、交流电流作用下导体的集肤效应和邻近效应）决定：负荷电流导体交流电阻4.3.2主绝缘的介质损耗只有当电缆上的工作电压较高时，绝缘介质损耗才显得重要（其它不承受高电压作用的介质可不考虑其损耗）。较高工作电压的电缆一般采用分相屏蔽或单芯结构，单位长度上的绝缘损耗由下式进行计算：外加电压频率外加电压有效值介质电容绝缘介质损耗正切值4.3.3电缆金属护套的损耗系数电缆金属护套是同心地套在导体周围的一层薄壁圆柱体。导体回路产生的一部分磁通与金属护套相链，这部分磁通在金属护套中产生感应电动势，引起涡流损耗。为了防止感应电动势对电缆安全运行造成危害，常把金属护套两端接地，但这样便会构成电流回路，产生环流损耗。故金属护套中损耗主要包括环流损耗和涡流损耗，即：环流损耗损耗系数金属护套损耗系数涡流损耗损耗系数环流损耗系数与电缆金属护套的接地方式、排列方式等有关。可按照相关标准的经验公式，也可采用软件直接计算环流，再进行载流量的计算。对于金属护套两端直接接地的单芯电缆，其环流损耗较大；金属套单点接地或交叉互连两端接地且每个大段都分成电气上完全相同的三个小段场合下，单芯电缆环流损耗为0；在交叉互连线路所含各段的不平衡不能忽略的情况下，产生剩余电压而导致线路段环流损耗，必须计及。涡流损耗系数一般按照IEC60287.1或国家标准JB/T10181.1－2000相关部分的经验公式进行计算。当环流损耗较大时，一般可忽略涡流损耗。一般三芯电缆金属护套中的损耗可以忽略不计。4.3.4钢带铠装的损耗一般单芯电缆没有钢带铠装，不用考虑铠装损耗。三芯电缆金属护套中的损耗可以忽略不计，只考虑铠装层中的损耗，铠装层中的损耗系数可写成和分别为铠装层中磁滞和涡流损耗与线芯损耗之比，可查相关标准的经验公式进行计算4.4电力电缆各层的热阻4.4.1电缆绝缘的热阻T1（1）单芯电缆对于皱纹金属护套：绝缘热阻系数导体直径绝缘厚度皱纹金属套波谷直径皱纹金属套波峰直径皱纹金属套厚度5.00橡胶5.00氯丁橡胶6.00聚氯乙烯1.2陶管3.50交联聚乙烯2.00石棉6.00夹层橡胶保护层3.50聚乙烯4.80纤维5.50充油电缆纸绝缘1.00水泥6.00浸渍麻及纤维材料6.00黏性浸渍纸绝缘热阻系数K·m/W管道材料热阻系数K·m/W护层材料热阻系数K·m/W绝缘材料表4-4电缆常用绝缘材料的热阻（2）分相屏蔽电缆对于三芯圆形型电缆，绝缘层热阻T1可用以下式进行计算：绝缘热阻系数导体直径绝缘厚度4.4.2金属套和铠装之间热阻T2（1）单芯电缆对于皱纹金属护套，其平均外径为：内衬层热阻系数金属护套平均外径绝缘厚度皱纹金属套波谷直径皱纹金属套波峰直径皱纹金属套厚度注：若单芯电缆没有铠装，T2＝0（2）三芯电缆内衬层热阻内衬层热阻系数内衬层内径(金属护套外径)内衬层外径4.4.3外护层热阻T3外护层一般是同心圆结构,外护层热阻由下式给出：皱纹金属套电缆外护层热阻T3：外护层热阻系数外护层内径(金属套平均外径)外护层厚度4.5电缆周围媒质热阻T4为了确定电缆的温升及其载流量，不仅应知道电缆本身各组成部分的热阻，而且还应知道电缆周围媒质的热阻，即单位热流从电缆表面散发到周围媒质中所产生的温差。电力电缆最典型的敷设情况是：直接敷设在土壤中、架设在空气中和敷设在水底。（1）单根孤立埋地电缆直接敷设在土壤中是最常用的敷设方式。可近似地认为电缆表面和大地表面均为等温面，土壤为均匀煤质，其热阻系数为，电缆散发到土壤的热流均流向大地表面。4.5.1埋地电缆这样敷设的电缆在土壤中建立的热流场和一根直径为De、离地面距离为L的导体所建立的电场完全类似。根据电场镜象法原理，这样的热流场与相距（与地面的距离为）的线热所产生的热流场完全相同，电缆和它的镜像间的温差为：大地表面的温差显然为它与镜象间温差的一半，因此敷设在土壤中电缆周围媒质的热阻为：当，可简化形式计算（其误差不超过1/1000）：（2）埋地电缆群成群埋地敷设电缆的外部热阻可以采用叠加法计算，假设每根电缆作为线性热源而且不受其他电缆引起的热场畸变的影响。如有n根