淺談電力電纜長期允許的載流量計(jì)算方法

徐巖

（龍煤雙鴨山分公司，黑龍江 雙鴨山 155100）

1 引言

在我們供電設(shè)計(jì)及配電安裝中，常常涉及到一個(gè)問題就是:這根電纜能“跑”多大電流?這就是電纜長期允許的載流量，也即我們常說的經(jīng)濟(jì)電流，合理的電流密度關(guān)系到電纜的使用壽命及供電安全等。所以在供電系統(tǒng)中電纜的載流量必須在長期允許的載流量范圍之內(nèi)，根據(jù)使用條件需要對(duì)電纜的材質(zhì)選型、根據(jù)容量對(duì)電纜截面選擇等等，選擇合理的型號(hào)、截面的電纜，實(shí)現(xiàn)電纜的最佳使用效能，是我們追求的最大的經(jīng)濟(jì)目的，也就是首先考慮電纜的長期允許的載流量。常用的電纜長期允許的載流量可以在一些書籍中查找到，現(xiàn)簡單談一下電纜長期允許的載流量的計(jì)算方法。

2 長期允許載流量

電力電纜的載流量是指電纜在最高允許溫度下，電纜導(dǎo)線允許通過的最大電流。選用電纜時(shí)，應(yīng)使用電纜各部分損耗產(chǎn)生的熱量不會(huì)使電纜溫度超過其最高允許溫度。在大多數(shù)情況下，電纜的傳輸容量是由它的最高允許溫度確定的。電纜的最高允許溫度，主要取決于所用絕緣材料的熱老化性能，因?yàn)殡娎|工作溫度過高，絕緣材料老化會(huì)加速，電纜壽命大大縮短。如果電纜在最高允許溫度下運(yùn)行，電纜將長期安全可靠工作。

當(dāng)電纜通過長期負(fù)載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電纜各結(jié)構(gòu)部分中間生的損耗熱量（包括導(dǎo)線、介質(zhì)、護(hù)層和鎧裝層的損耗等），繼續(xù)向周圍媒質(zhì)散發(fā)。由于電纜各結(jié)構(gòu)部分及周圍媒質(zhì)都存在熱阻，熱流將使這些部分溫度升高。當(dāng)各部分溫度升高而使導(dǎo)線的溫度等于電纜最高允許長期工作溫度時(shí)，該負(fù)載電流稱為電纜的長期允許載流量。電纜的等值熱路如圖1所示。

圖1

式中:θ—電纜最高長期工作溫度（℃）；

θa—環(huán)境溫度（℃）；

Wc—每厘米電纜每相線芯的導(dǎo)線損耗Wc=I2r，（W/cm）；

r—每厘米電纜的導(dǎo)線交流電阻（Ω/cm）；

Wd—每厘米電纜每相的介質(zhì)損耗；

λ1Wc、λ2Wc—每厘米電纜金屬護(hù)套及鎧裝層的損耗（W/cm）；

λ1、λ2—電纜金屬護(hù)套及鎧裝層的損耗系數(shù)；

T1、T2、T3、T4—每厘米電纜的絕緣熱阻、襯墊熱阻、外被層及外部部熱阻。

這里ρ11、ρ12、ρ13、ρ14分別是電纜絕緣、襯墊層、外被層及土壤得熱阻系數(shù)（℃·cm/W）；

Dc、Di、DB、Db、DA、De:分別為電纜的導(dǎo)線、絕緣、護(hù)層、襯墊層、鎧裝及電纜的外徑（cm）；

h:電纜表面散熱系數(shù)（根據(jù)電纜直徑的大小取值1.7～7，電纜直徑越大取值越小，反之越大）；

ΔθB:電纜表面實(shí)際溫升；

n—電費(fèi)的芯數(shù)。

因?yàn)閣c=I2r，所以電纜的長期允許載流量I為:

3 結(jié)束語

以上計(jì)算方法僅供煤礦供電系統(tǒng)技術(shù)人員電纜選型參考。該方法適用于500mm2以上高壓電纜，其長期允許的載流量可按以上介紹的方法進(jìn)行計(jì)算。