外护套 外径及公差 mm ± mm mm mm / mm mm mm ± 61 mm mm mm mm mm mm (+,) mm mm mm mm mm mm mm ± 单位 mm 22
数 据 630 YJV72 22kV 1x500mm电缆结构表 序号 项 目 标称截面 1 铜导体 外径及公差 厚度 2 半导电带 外径 3 导体屏蔽 标称厚度 标称厚度 4 XLPE绝缘 标称外径 标称厚度 5 绝缘屏蔽 标称外径及公差 厚度 6 铜带屏蔽 标称外径 标称厚度 7 无纺布包带 标称外径 厚度 8 内护套 外径及公差 根数 9 铝丝铠装 铝丝外径 铠装后外径 标称厚度 9 无纺布包带 标称外径 厚度 10
外护套 外径及公差 mm ± mm mm mm / mm mm mm ± 56 mm mm mm mm mm mm (+,) mm mm mm mm mm mm mm ± 单位 mm 22
数 据 500 【附录1】 电缆载流量计算书。
持续(100%负荷率)运行载流量(依IEC287等公认标准方法),计算公式是根据电缆稳态运行时所形成的热物理温度场微分方程的求解而得,从高于环境温度的温升表达式中可导出交流电缆安全运行的载流量计算公式:
(I2R0.5Wd)*T1[I2R(11)Wd]*nT2[I2R(112)Wd]*n(T3T4) 式中:
I
一根导体流过的电流 高于环境温度的导体温升
最高工作温度下导体单位长度的交流电阻
导体绝缘单位长度的介质损耗 一根导体和金属套间单位长度热阻 金属套和铠装之间内衬层单位长度热阻 电缆外护层单位长度热阻
电缆表面和周围介质之间单位长度热阻
电缆(等截面并载有相同负荷)中载有负荷的导体数 电缆金属套损耗相对于所有导体总损耗的比率 电缆铠装损耗相对于所有导体总损耗的比率
A K Ω/m W/m K•m/W K•m/W K•m/W K•m/W
R
WdT1 T2 T3
T4 n
1
2
从上述等式得出载流量计算公式:
Wd[0.5T1n(T2T3T4)]IRTnR(1)TnR(1)(TT)1212341
A
损耗计算 导体AC电阻
12
RR(1YsYp)
式中:
R
最高工作温度温度导体的交流电阻 Ω/m
R
Ys Yp
最高工作温度温度导体的直流电阻 集肤效应因数 邻近效应因数
Ω/m
RR012020
式中, R0 是 20C时导体的直流电阻,Ω/m
ys2xs441920.8xs
xs8f107ks R44
ypxp1920.8xp221.18dcd 0.312c4xpss41920.8xp0.27xp
介质损耗
28f107kp R2WdCU0tg
式中:
U0
对地电压
在电源系统和工作温度下绝缘损耗因数 单位长度电缆电容
V µF/km
tg
C
护套损耗因数
111
式中,1为环流损耗因数,1为涡流损耗因数。
A.3.1 环流损耗
在金属护套单点互连或交叉互联接地且每个大段都分成电性相同的三个小段场合下, 单芯电缆环流损耗1=0。
涡流损耗
护套单点接地或交叉互联连接的单芯电缆涡流损耗因数
4Rsg1ts1Rs0112121012 式中: gt1.74s3s1D1Ds101.6
s41107 sRs 在工作温度时金属护套的电阻 R
在工作温度时导体电阻
s
工作温度下金属护套材料的电阻率 Ds 电缆金属护套外径 ts
金属护套厚度
角频率,2f
三根单芯电缆呈三角形排列:
m22031m2d2s 11.14m2.450.330.92m1.66d2s20
三根单芯电缆平面排列:
2中间电缆:
m2061md22s 0.86m3.081.4m0.7d12s
20
2超前相外侧电缆
m201.51dm22s /km /km .m mm mm
d14.7m2s0.70.16m2
d221m3.32S1.47m5.06
m2d2滞后相外侧电缆
01.51m22s 0.74m2m0.5m1d12m0.322sm20.92m3.7d22S
B 电缆热阻计算
电缆绝缘的热阻T1
TT12ln2t11dc 式中:
T
绝缘材料系数 dc
导体直径
t1
导体和金属屏蔽间的绝缘厚度
金属屏蔽与铠装之间的热阻T2
TT2t222lnDs 式中:
t2 内衬层厚度 Ds
铠装后外径
电缆外护层热阻T3
TT2t332ln1' Da式中:
K•m/Wmm mm
mm mm
t3
'Da
外护层厚度 护套前外径
mm mm
电缆外部热阻T4
空气中电缆外部热阻T4
T4式中:
1Dehs1
4hZE Des—超过环境温度以上的电缆表面温升,K。
管道中电缆的外部热阻T4
T4T4T4T4
式中:
T4—管道和电缆之间的热阻;
T4U
10.1(VYm)DeU、V和Y是与敷设有关的系数;
De—电缆外径,mm;
m—电缆与管道之间的介质平均温度,℃;
T4—管道本身的热阻;
T4D01TlnD2d T4'''—管道外的热阻;
2T2L2T4lnuu1ln1 2s1
埋地电缆的外部热阻T4
2T2L2T4lnuu1ln1 2s1式中:
T
s1
土壤热阻系数
相邻电缆之间的轴心距离
K•m/W mm
u2L Demm mm
L
De
电缆轴线至地表面的距离 电缆外径
载流量计算结果: 直埋敷设: 电缆 执行标准 系统相对地电压 系统相对相额定电压 系统额定频率 电容: 相对介电常数 介质损耗因数 电缆敷设条件 环境温度 土壤热阻系数 埋设深度 敷设方式 电缆相间距: 金属屏蔽/护套接地方式 电缆载流量 最大载流能力:
A 813 950 °C °W mm mm 15 1000 mm kV kV Hz 2500 630 GB/T 12706 22 50 三角形敷设 相互接触 单点接地 【附录2】 电缆导体以及金属套的短路热稳定校验 电缆导体及金属屏蔽短路电流的设计计算
采用IEC 60949中绝热过程短路电流计算公式计算在任何起始温度条件下的短路电流。
I2tK2S2adlnf
i12Kc2010
20
式中:
S 电缆或金属屏蔽的标称截面 mm2
Iad 导体或屏蔽的短路电流(绝热过程) A t 短路时间
S β 温度系数的倒数,铜铝228 K θf 最终短路温度,铜导体取250 ℃ θi 起始短路温度,XLPE绝缘导体取90 ℃ σc
20℃时导体的比热, J/m3K
铜,铝
ρ20 20℃时导体的电阻率,
Ωm 铜,铝
允许短路电流的计算公式如下: I = ε x Iad
其中: I 允许短路电流
Iad 导体或屏蔽的短路电流(绝热过程)
ε
考虑热量损失在邻近层的因素,绝热过程时ε=1导体在非绝热状态下允许的短路:
非绝热因素的计算:
A A
=1+X2
1/2
ttY SS2
取X = (mm/s) ,Y = 0.12 mm/s 电缆导体的短路电流能力如下:
500mm 短路持续时间s 1 2 3 1 2 3 2630mm 2绝热状态下短路电流kA 非绝热状态下短路电流kA
金属铠装/屏蔽允许短路电流
金属电气截面:
S N d D0 t k
铝丝 铜带
S1=N*π*d/4 S2=π*(D0+t)*t/(1-k)
2
式中:
金属护套电气截面 铝丝根数 铝丝外径 铜带前外径 铜带厚度 搭盖率
mm mm Mm mm
2
TmT0TTmrDDDDD1lnr2ln0lnX2ln1lnrD0DrDDXD0在本计算过程中金属铠装层的最终短路温度取250℃,短路起绐温度根据电、热场方程推导出的温度方程式计算,取70℃: Tm 式中:
导体最高温度
℃
T0 Tr
环境最高温度 金属屏蔽层起始温度 铠装材料热阻系数 绝缘热阻系数 外护套热阻系数
℃ ℃ W W W mm mm mm mm mm
D0 Dr DDX D
导体外径 金属屏蔽外径 隔离套外径 铠装层外径 电缆护套外径
金属铠装非绝热因素的计算:
10.61Mt0.069Mt
其中
20.0043Mt
3
式中: t F 2, 3 ,
2233MF
21103短路持续时间 热性不完善接触因素 屏蔽层四周媒质比热, 分别取10和10 屏蔽层比热,取10
屏蔽层四周媒质的热阻,分别取 屏蔽层的厚度 非绝热因素
6
6
6
s
J/
J/ W mm
金属铠装短路电流能力如下:
500mm 短路持续时间s 1 2 3 1 2 3 2630mm 2绝热状态下短路电流kA 非绝热状态下短路电流kA
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