高壓電纜怎么算
“高壓電纜怎么算” 可能涉及選型計算、工程量計算、載流量計算等不同場景,以下從常見的計算需求展開說明:
一、高壓電纜選型計算(關鍵參數)
高壓電纜(通常指 10kV 及以上電壓等級)的選型需綜合考慮 電壓等級、輸送容量、敷設環境、短路電流 等因素,核心計算包括:
1. 電壓等級匹配
電纜額定電壓(如 10kV、35kV)需 ≥系統額定電壓,且滿足絕緣水平要求(如工頻耐壓、沖擊耐壓)。
2. 載流量計算(確定電纜截面)
公式法:根據電纜類型(如交聯聚乙烯絕緣電纜)、敷設方式(直埋、空氣中)、環境溫度等,通過電纜載流量表或公式計算允許電流。
示例公式(空氣中敷設,交流單芯電纜):
I=
Z
R(1+λ
1
+λ
2
)
θ
c
?θ
a
其中:
θ
c
:電纜導體最高允許溫度(℃,如交聯聚乙烯為 90℃);
θ
a
:環境溫度(℃);
R
:導體交流電阻(Ω/m);
λ
1
、
λ
2
:絕緣層和護層損耗系數;
Z
:交流阻抗(Ω)。
查表法:直接參考電纜廠家提供的載流量表(需注意敷設條件修正,如多根并列敷設時需降容)。
3. 短路電流熱穩定校驗
確保電纜在短路故障時,導體溫度不超過允許值(如交聯聚乙烯電纜短路最高溫度為 250℃)。
校驗公式:
S≥
k
I
sh
?
t
ima
其中:
S
:電纜導體截面積(mm2);
I
sh
:短路電流有效值(kA);
t
ima
:短路電流持續時間(s);
k
:熱穩定系數(與導體材料、絕緣類型相關)。
4. 電壓降計算(確保末端電壓質量)
公式:
ΔU=
3
?I?(Rcos?+Xsin?)?L
其中:
I
:負載電流(A);
R
、
X
:電纜單位長度電阻、電抗(Ω/km);
cos?
:功率因數;
L
:電纜長度(km)。
要求:高壓線路電壓降一般不超過額定電壓的 5%。
二、高壓電纜工程量計算(施工預算)
1. 電纜長度計算
路徑長度:按設計圖紙測量路徑水平距離 + 垂直距離(如橋架、豎井敷設)。
預留長度:需計入以下余量(根據 GB 50500-2013《工程量清單計價規范》):
電纜終端頭:每側預留 1.5m;
電纜中間接頭:每處預留 2m;
進建筑物、配電柜:預留 2m;
轉角、波形敷設:按路徑長度增加 2%~5%。
公式:
總長度=路徑長度×(1+預留系數)+終端/中間頭預留
2. 電纜重量計算
參考電纜廠家提供的 單位長度重量(kg/km),總重量 = 長度(km)× 單位重量。
3. 附件工程量
終端頭:按電纜回路數計算(每回路 2 個終端頭);
中間接頭:按設計圖紙或實際需要數量計算;
其他附件:如電纜橋架、支架、防火材料等,按圖紙尺寸或規范要求計算。
三、高壓電纜載流量估算(經驗方法)
對于初步選型,可參考以下經驗公式(適用于 10kV 交聯聚乙烯電纜,空氣中敷設):
銅芯電纜:截面(mm2)× 2.5 = 載流量(A)
示例:3×240mm2 銅纜載流量≈240×2.5=600A。
鋁芯電纜:截面(mm2)× 1.6 = 載流量(A)
示例:3×400mm2 鋁纜載流量≈400×1.6=640A。
注:此為粗略估算,實際需根據敷設條件修正(如環境溫度高于 25℃時需降容)。
四、注意事項
規范標準:需遵循《電力工程電纜設計標準》(GB 50217)、《電纜載流量》(IEC 60287)等標準。
廠家資料:選型時需索取電纜的 熱穩定參數(如短路溫度、熱穩定系數)和 載流量表。
敷設環境:直埋電纜需考慮土壤熱阻系數,空氣中敷設需考慮通風散熱條件。
經濟電流密度:長期滿負荷運行時,可按經濟電流密度選擇截面(如銅芯電纜經濟電流密度約 2~2.5A/mm2)。
五、示例:10kV 電纜選型計算
場景:某 10kV 線路,輸送容量 5000kVA,功率因數 0.9,線路長度 1km,空氣中敷設,短路電流 20kA(持續時間 1s)。
1. 計算電流
I=
3
?U
S
=
3
×10
5000
≈288.7A
2. 初選截面
查載流量表,3×120mm2 銅纜空氣中載流量約 335A(滿足持續電流要求)。
3. 熱穩定校驗
銅導體熱穩定系數
k=141
,則:
S≥
141
20×10
3
×
1
≈141.8mm
2
需選擇≥150mm2 截面(實際選 3×150mm2 銅纜)。
4. 電壓降校驗
查電纜參數,150mm2 銅纜電阻
R=0.124Ω/km
,電抗
X=0.126Ω/km
,則:
ΔU=
3
×288.7×(0.124×0.9+0.126×0.436)×1≈72V
電壓降百分比:
10×10
3
72
×100%=0.72%<5% ,滿足要求。 如需更精準的計算,建議使用專業電纜設計軟件(如 CableBuilder、EPLAN)或咨詢電纜廠家獲取技術支持。
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