“高压电缆怎么算” 可能涉及选型计算、工程量计算、载流量计算等不同场景,以下从常见的计算需求展开说明:
一、高压电缆选型计算(关键参数)
高压电缆(通常指 10kV 及以上电压等级)的选型需综合考虑 电压等级、输送容量、敷设环境、短路电流 等因素,核心计算包括:
1. 电压等级匹配
电缆额定电压(如 10kV、35kV)需 ≥系统额定电压,且满足绝缘水平要求(如工频耐压、冲击耐压)。
2. 载流量计算(确定电缆截面)
公式法:根据电缆类型(如交联聚乙烯绝缘电缆)、敷设方式(直埋、空气中)、环境温度等,通过电缆载流量表或公式计算允许电流。
示例公式(空气中敷设,交流单芯电缆):
I=
Z
R(1+λ
1
+λ
2
)
θ
c
−θ
a
其中:
θ
c
:电缆导体最高允许温度(℃,如交联聚乙烯为 90℃);
θ
a
:环境温度(℃);
R
:导体交流电阻(Ω/m);
λ
1
、
λ
2
:绝缘层和护层损耗系数;
Z
:交流阻抗(Ω)。
查表法:直接参考电缆厂家提供的载流量表(需注意敷设条件修正,如多根并列敷设时需降容)。
3. 短路电流热稳定校验
确保电缆在短路故障时,导体温度不超过允许值(如交联聚乙烯电缆短路最高温度为 250℃)。
校验公式:
S≥
k
I
sh
⋅
t
ima
其中:
S
:电缆导体截面积(mm²);
I
sh
:短路电流有效值(kA);
t
ima
:短路电流持续时间(s);
k
:热稳定系数(与导体材料、绝缘类型相关)。
4. 电压降计算(确保末端电压质量)
公式:
ΔU=
3
⋅I⋅(Rcosϕ+Xsinϕ)⋅L
其中:
I
:负载电流(A);
R
、
X
:电缆单位长度电阻、电抗(Ω/km);
cosϕ
:功率因数;
L
:电缆长度(km)。
要求:高压线路电压降一般不超过额定电压的 5%。
二、高压电缆工程量计算(施工预算)
1. 电缆长度计算
路径长度:按设计图纸测量路径水平距离 + 垂直距离(如桥架、竖井敷设)。
预留长度:需计入以下余量(根据 GB 50500-2013《工程量清单计价规范》):
电缆终端头:每侧预留 1.5m;
电缆中间接头:每处预留 2m;
进建筑物、配电柜:预留 2m;
转角、波形敷设:按路径长度增加 2%~5%。
公式:
总长度=路径长度×(1+预留系数)+终端/中间头预留
2. 电缆重量计算
参考电缆厂家提供的 单位长度重量(kg/km),总重量 = 长度(km)× 单位重量。
3. 附件工程量
终端头:按电缆回路数计算(每回路 2 个终端头);
中间接头:按设计图纸或实际需要数量计算;
其他附件:如电缆桥架、支架、防火材料等,按图纸尺寸或规范要求计算。
三、高压电缆载流量估算(经验方法)
对于初步选型,可参考以下经验公式(适用于 10kV 交联聚乙烯电缆,空气中敷设):
铜芯电缆:截面(mm²)× 2.5 = 载流量(A)
示例:3×240mm² 铜缆载流量≈240×2.5=600A。
铝芯电缆:截面(mm²)× 1.6 = 载流量(A)
示例:3×400mm² 铝缆载流量≈400×1.6=640A。
注:此为粗略估算,实际需根据敷设条件修正(如环境温度高于 25℃时需降容)。
四、注意事项
规范标准:需遵循《电力工程电缆设计标准》(GB 50217)、《电缆载流量》(IEC 60287)等标准。
厂家资料:选型时需索取电缆的 热稳定参数(如短路温度、热稳定系数)和 载流量表。
敷设环境:直埋电缆需考虑土壤热阻系数,空气中敷设需考虑通风散热条件。
经济电流密度:长期满负荷运行时,可按经济电流密度选择截面(如铜芯电缆经济电流密度约 2~2.5A/mm²)。
五、示例:10kV 电缆选型计算
场景:某 10kV 线路,输送容量 5000kVA,功率因数 0.9,线路长度 1km,空气中敷设,短路电流 20kA(持续时间 1s)。
1. 计算电流
I=
3
⋅U
S
=
3
×10
5000
≈288.7A
2. 初选截面
查载流量表,3×120mm² 铜缆空气中载流量约 335A(满足持续电流要求)。
3. 热稳定校验
铜导体热稳定系数
k=141
,则:
S≥
141
20×10
3
×
1
≈141.8mm
2
需选择≥150mm² 截面(实际选 3×150mm² 铜缆)。
4. 电压降校验
查电缆参数,150mm² 铜缆电阻
R=0.124Ω/km
,电抗
X=0.126Ω/km
,则:
ΔU=
3
×288.7×(0.124×0.9+0.126×0.436)×1≈72V
电压降百分比:
10×10
3
72
×100%=0.72%<5% ,满足要求。 如需更精准的计算,建议使用专业电缆设计软件(如 CableBuilder、EPLAN)或咨询电缆厂家获取技术支持。