电气设计笔记：电缆热稳定校验计算表

交联电缆载流量、短路负荷曲线、热稳定计算及相关技术参数一、交联电缆载流量交联电缆的载流量是电缆在正常运行条件下，能够承受的zui大电流。

这个数值受到多种因素的影响，包括电缆的截面面积、导体材料、绝缘材料、工作温度、敷设方式以及环境条件等。

在选择交联电缆时，需要根据预期的zui大负载电流以及电缆的运行环境来选择适当的电缆规格。

二、短路负荷曲线短路负荷曲线是描述电缆在发生短路时，能够承受的电流和时间的关系曲线。

这个曲线对于保障电缆的安全运行非常重要，因为它可以帮助工程师在设计时预测和防止短路对电缆的损害。

在选择交联电缆时，应选择具有足够短路承受能力的电缆，以防止在意外情况下对电缆造成损害。

三、热稳定计算热稳定计算是评估电缆在过载条件下，能够保持稳定的zui高温度的能力。

过载可能由于多种原因发生，例如超负荷运行、开关故障等。

在进行热稳定计算时，需要考虑电缆的截面面积、导体材料、绝缘材料、工作温度以及环境温度等因素。

热稳定计算对于确保电缆在过载情况下的安全运行至关重要。

四、相关技术参数1. 导体材料：通常为铜或铝，要求具有良好的导电性能。

2. 绝缘材料：要求具有良好的绝缘性能和耐热性能，常见的绝缘材料包括交联聚乙烯（XLPE）和聚氯乙烯（PVC）。

3. 工作温度：指电缆在正常运行时的zui高允许温度，通常为90℃。

4. 敷设方式：包括直埋、穿管、桥架等多种方式，应根据实际情况选择。

5. 环境条件：包括环境温度、湿度、腐蚀等，这些因素都会影响电缆的性能和寿命。

五、电缆选择与安装在选择交联电缆时，除了要考虑上述的载流量、短路承受能力、热稳定性和技术参数外，还需要考虑电缆的安装和敷设方式。

例如，对于需要穿越河流、道路或其他障碍物的电缆线路，可能需要选择更大截面面积的电缆，以确保足够的载流量和热稳定性。

同时，安装过程中应遵循相关规定和标准，确保电缆的安全和稳定运行。

六、维护与检测为了确保交联电缆的安全和稳定运行，需要进行定期的维护和检测。

接地装置热稳定校验计算书一、 计算依据1、 中华人民共和国电力行业标准《交流电气装置的接地》DL/T 621-1997 中国电力出版社出版、发行。

（1998年1月第一版）P212、 本厂短路电流计算书。

二、 短路电流表三、 开关跳闸时间表（由检修试验班提供）四、计算公式1、 Sg≥tIegc式中Sg —接地线的最小截面，mm 2Ig— 流过接地线的短路电流稳定值，（根据系统5-10年发展规划，按系统最大运行方式确定）；te———短路的等效持续时间，s ；C ——— 接地线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线初始温度确定。

校验接地线热稳定用的Ig、te和c 值a ） 发电厂、变电所的继电保护装置配置有2套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时，te按下式取值te≥t m +t f +t 0式中：t m —— 主保护动作时间，s ；t f —— 断路器失灵保护动作时间，s ；t 0—— 断路器开断时间，s 。

b ）配有1套速动主保护、近或远（或远近结合的）后备保护和自动重合闸，有或无断路器失灵保护时，te按下式取值te≥t r +t 0式中： t r ——第一级后备保护动作时间，s 。

五、最小接地截面计算1、220kV 系统t e =38+40+20=98msS g=t I egc=098.07020180=90 mm 2 便携式截面Sg=tIegc=098.025020180=25 mm 22、110kV 系统 t e =0.03+3=3.03sSg=tIegc=03.3707696=191 mm 2 便携式截面Sg=tIegc=03.32507696=53.58 mm 23、20kV 系统S g=tIegc=27095700=1933 mm 2便携式截面Sg=tIegc=225095700=541 mm 24、6kV 系统S g=t I egc=27018600=375.77 mm 2 便携式截面Sg=tIegc=225018600=105mm 2 建议取125 mm 25、35kV 系统Sg=tIegc=270620=12.53 mm 2 建议取25 mm 26、水源地6kV 系统S g=t I egc=2702490=50.3 mm 2 便携式截面 Sg=tIegc=22502490=14mm 2 建议取25 mm 27、厂区380V 不接地系统S g=t I egc=27025500=515.17 mm 2便携式截面Sg=tIegc=225025500=144.2mm 2 建议取125 mm 2最小截面计算结果表备注：最小截面计算结果表中括号内值按便携式接地铜线计算，其余按扁钢计算。

郑新鑫旺（新密）煤业有限公司高压开关、电缆动热稳定性校验批准：审核：计算：二〇一七年十二月高压开关、电缆动热稳定性校验一、副井变电所开关断路器开断能力及架空线路热稳定性校验如图所示。

振兴开关站5板到矿井一回路架空线路型号：LGJ-10-70 3000m上下杆电缆型号：YJLY-3×95 200m振兴开关站16板到矿井二回路架空线路型号： JKLGJ-10-70 3400m上下杆电缆型号：YJLY-3×95 200m 查表参数如下：架空线阻抗系数X ＝0.43Ω/km 高压电缆X=0.08Ω/KM 选择基准容量S d =100MVA ，基准电压U d =10.5KV ，基准电流I d =ddU S 3=5.5KA 。

1、绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗（1）振兴开关站一回路振5板至副井变电所各元件电抗标么值 ①振兴开关站的电抗标么值： 取最小运行方式下为：1.6314②振兴开关站至副井变电所电缆电抗的标么值：d d d U S XlX 21=dd dU S Xl X 21==25.101002.008.0⨯⨯=0.0145 ③振5板线架空线路电抗的标么值：dd d U S XlX 22==25.10100343.0⨯⨯=1.17 （2）振兴开关站二回路振16板至副井变电所各元件电抗标么值 ①振兴开关站的电抗标么值： 取最小运行方式下为：1.6314②振兴开关站至副井变电所电缆电抗的标么值：dd d U S XlX 21==25.101002.008.0⨯⨯=0.0145③振16板线架空线路电抗的标么值：dd d U S XlX 22==25.101004.343.0⨯⨯=1.3216 2、计算短路电流根据系统最小运行方式进行计算。

（即是阻抗最大的运行方式）。

（1）振5板高压架空线末端K1点的短路电流 K1点短路时短路回路的总阻抗标幺值计算=++=∑XX X X d da T da K *1*0*1*1 1.6314+0.016+1.29=2.9374K1点的基准电流==USI dada 1da 135.103100⨯=5.5（KA ） 三相短路电流==ZI I K K *1da 131=9374.25.5 1.872（kA ） （2）振16板高压架空线末端K5点的短路电流 K5点短路时短路回路的总阻抗标幺值计算=++=∑XX X XdaT da T da K *1*0*1*51.6314+0.0161+1.462=3.1094K5点的基准电流==US I dada 5da 535.103100⨯=5.5（KA ） 三相短路电流==ZI I K *5da 535=1094.35.5 1.769（kA ） 3、一回路架空线、电缆热稳定性条件校验 一回路架空线、电缆最小允许热稳定截面积：Ct I S i d3min ==187210025.0=9.36mm 2其中：i t ----断路器分断时间，一般取0.25s ；C----电缆热稳定系数，一般取100，环境温度35℃，电缆温升不超过120℃时，铜芯电缆聚乙烯电缆熔化温度为130℃，电缆负荷率为80％。

电气设备校验一、动稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P375） 采用短路电流使用计算法校验，需满足下列条件：1、短路点冲击电流（峰值）不应大于电气设备额定峰值耐受电流，即： i p ≤I PI p ：三相短路冲击电流（三相短路峰值电流），kA ；I P ：电气设备额定峰值耐受电流（额定动稳定电流I dyn 或额定机械短路电流I MCSr ），kA 。

2、短路电流在电气设备接线端子上的作用力，不应大于接线端子允许静态拉力额定值，即：F k3≤F th 或F tv F th ：电气设备接线端子允许静态水平力，N ； F tv ：电气设备接线端子允许静态垂直力，N 。

二、热稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P381） 采用短路电流使用计算法校验。

1、电气设备能耐受短路电流流过时间内产生的热效应而不至损坏，则认为电气设备满足短路电流热稳定要求，即： Qt ≤I 2t Qt ：短路电流热效应，kA ·s ；I ：电气设备额定短时耐受电流均方根值（开断电流），kA ； t ：额定短时耐受时间，s 。

3、导体和电缆的热稳定校验 （1）导体热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的导体截面积，即：3tm in 10CQ S ⨯=m in S ：导体满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：导体的热稳定系数。

（2）电缆热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的电缆截面积，即：5t m in10CQ S ⨯= m in S ：电缆满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：电缆的热稳定系数。

三、电气设备其他要求（工业与民用供配电设计手册，第四版，P385） 1、高压交流断路器（真空断路器、SF6断路器等） ①35kV 及以下：真空断路器或SF6断路器。

②66kV 和110kV ：SF6断路器。

导体和金属屏蔽热稳定计算书电缆导体及金属护套的短路热稳定性主要通过热稳定性短路电流和短路时间来进行校验，主要校验方法如下：一、允许短路电流的计算电缆中任何载流元件，其额定短路电流的计算方法都采用绝热方法，即在短路时间内，热量保留在在流体内。

实际上在短路时，一些热量会传入相邻的材料中去，并非是绝热的，但按极端条件计算，其结果是偏于安全的。

IEC-986(1989)标准推荐的短路电流计算公式中忽略热损失。

采用绝热方法导出的公式对大多数情况是准确的。

任何误差都是偏于安全的。

对任何初始温度从绝热温升方程中导出短路电流计算公式如下：式中：S—载流体截面积，mm²，对于导体和金属套而言，使用标称截面足够了（如果是屏蔽，此值需仔细考虑）：I AD——短路电流（短路期间内电流有效值），A：t——短路时间，s，自动合闸情况下，t是短路电流持续时间的集合，最大到5s，二次短路之间任何冷却作用均忽略：K——与载流体材料有关的常数，As½/mm²，见表1。

θr——最终温度，℃；θi——起始温度，℃；β——0℃时载流体电阻温度系数的倒数，K,见附表1；σc——20℃时载流体比热，J/K·m³，见附表1；ρ20——导体20℃时电阻率，Ω·m，见附表1；二、短路电流计算简化式短路电流的实际过度过程是比较复杂的。

短路电流从产生瞬间时电流到衰变为暂态电流，最后达到稳定电流。

短路过程中载流导体的热效应正比于短路电流的平方并截止于切断故障的实际动作时间t。

一般情况下，短路电流作用时间很短，可以认为导体短路是个绝热过程。

通过分析和换算，可以将公式1化简为：式中：S——载流体截面积，mm²，对于导体和金属套而言，使用标称截面足够了（如果是屏蔽，此值需仔细考虑）；I AD——短路电流（短路期间内电流有效值），A：t——短路时间，s，自动合闸情况下，t是短路电流持续时间的集合，最大到5s，二次短路之间任何冷却作用均忽略：C——热稳定系数，见附表2。

绝缘导体的热稳定校验公式中K 值之校验中国电工技术学会工业与建筑应用专业委员会华北地区分会委员 中国移动通信集团设计院有限公司 高级工程师 王兴礼关键词：绝缘导体 热稳定 公式表格 相互矛盾 规范修订 势在必行一．问题的提出偶而工作中涉及铜的电阻率，查阅《建筑电工手册》，第659页表12.1-1竟然和第660页的表12.1-3相差100倍，哪个数值对呢？查阅《低压配电设计规范》GB50054-95第55页表4.2.2-1，其数值竟然比《建筑电工手册》中第660页的表12.1-3相差了107倍，差了一千万倍。

上网查询，铜的电阻率是0.017 ῼ mm 2/米，与《建筑电工手册》第660页表12.1-3数值接近。

经多方查阅资料证实，网上查询的数字正确。

即《建筑电工手册》第660页表12.1-3中的数据是正确的。

《低压配电设计规范》GB50054－95第55页的表 4.2.2-1中铜的电阻率数值是错误的。

校验证明，不但《低压配电设计规范》GB50054－95第55页的表4.2.2-1本身自相矛盾，而且第55页的表4.2.2-1，表4.2.2-2，K 值计算公式和第12页的表4.2.2也是相互矛盾的。

二．从铜的电阻率入手进行校验 1．铜电阻率数据错误网上数据：铜的电阻率在20℃时为0.017 ῼ mm 2/米0.017 ῼ mm 2/米=1.7×10-2 ῼmm.mm/1000mm =1.7×10-5 ῼmm《低压配电设计规范》GB50054-95第55页表4.2.2-1中的数据：铜的电阻率在20℃时为17．241×10mm Ω17.241×10 ῼmm ≈1.7×102 ῼmm=1.7×10-5×10 7ῼmm=1.7×10-5 ῼ mm ×107 比网上数据大1千万倍。

2． 表4．2．2－1自相矛盾以聚氯乙烯绝缘铜芯电线为例，按照《低压配电设计规范》GB50054－95第55页表 4﹒2﹒2－1计算 则有：226)20(20=+ρB Q c 则铜在20℃时的电阻率为：mm B Q c Ω=+⨯=+=85066372.38226)205.234(1045.3226)20(20ρ和该表4﹒2﹒2－1提供的数据17．241×10mm Ω相去甚远，《低压配电设计规范》GB50054－95第55页表4﹒2﹒2－1自相矛盾。

高压电缆耐火稳定校验计算书
1. 概述
本文档旨在提供有关高压电缆的耐火稳定校验计算书的详细说明和计算过程。

2. 校验计算
以下是校验计算的步骤和相关公式：
2.1 定义和假设
在进行计算之前，需要明确以下定义和假设：
- 高压电缆：指额定电压为XkV的电缆。

- 耐火稳定性：指电缆在火灾情况下保持正常工作的能力。

2.2 计算步骤
1. 确定电缆的额定电压。

2. 确定电缆所处的火灾等级。

3. 根据电缆的额定电压和火灾等级，查找对应的耐火稳定性要求。

4. 计算电缆的耐火稳定性。

5. 比较计算结果与要求的耐火稳定性，确定是否满足要求。

2.3 相关公式
根据电缆的额定电压和火灾等级，以下公式用于计算电缆的耐火稳定性：
- 公式1：耐火稳定性 = X * Y / Z
其中，X、Y、Z分别代表相关参数，请参考相关标准以获取具体数值。

3. 结论
根据以上计算步骤和公式，通过对高压电缆的耐火稳定校验计算，可以得出结论是否满足要求的耐火稳定性。

请根据具体情况进行计算并得出相应结论。

以上为高压电缆耐火稳定校验计算书的内容。

如有需要，请根据实际情况进行调整和补充。

校验温度：40℃
介质损耗：0.11775W/m
该温度下交流电阻：0.00016Ω/m

导体与金属套之间的热阻T1：0.57362K.m/W
金属套铠装之间的热阻T2：0.17494K.m/W
外护层热阻T3：0.10645K.m/W
外部热阻T4：1.40987K.m/W
代数项：135380

该导体允许载流量367.94A
满载工况电流310A
比较57.9405A

公
共
项
（

请
不
要
改
动
）

结
论

单根单芯交流电缆允许载流量的计算


1234c01234c0120.5=d

d
WTTTTIRTTTTWRTTT
计算书说明：本计算书适用于单芯皱纹铝护套无铠装，非金属套管敷设交流电缆允许载流量公式：，其中

——温升
——持续工作最高允许温度，见GB50217-2007/P49表A
——校验温度
——导体单位长度介质损耗
——导体单位长度的交流电阻
——导体与金属套之间单位长度热阻
——金属套和铠装之间单位长度热阻

3
4
T——电缆外护层单位长度热阻——电缆外面与环境之间的单位长度热阻