第三节 电力电缆载流量的修正

电力电缆传导电流时产生热量的传导遵守传热学的欧姆定律为

Q=HS

（141）

式中 Q———电缆导体与周围环境的温度差，℃；

H———电缆产生的热量，W；

S———电缆本身及其周围环境的热阻，热欧姆。

电缆产生的热量包括导体电阻损耗、介质损耗、护层损耗和铠装损耗四种，其中电阻损耗所占比例最大，110kV及以上电压等级电缆的介质损耗也占较大比例。

式（141）通过数学运算并化简后可得电缆的长期允许载流量公式为

㊣_nρ^[（_1+α^）_S1+（1+α+β）（S₂+G）]

（θ_C-θ₀）A

I=

（142）

式中 I———电缆长期允许载流量，A；

θ_C———电缆导体长期允许工作温度，℃；

θ₀———电缆周围环境温度，℃；

ρ———电缆导体在工作温度时的电阻系数，Ω·mm²/m；α———介质损耗与电阻损耗的比值；

β———护层损耗与电阻损耗的比值；

A———导体截面积，mm²；n———电缆芯数；

S₁———电缆绝缘热阻，热欧姆/cm；

S₂———护层热阻，热欧姆/cm；

G———电缆周围环境热阻，热欧姆/cm。

由式（142）可见，电缆长期允许载流量不是恒定值，而是与诸多因素相关的变量。表149～表1413列出的电缆长期允许载流量，其下面均标注了给定值的条件。当电缆工作条件与上述表中不符时，则需要对电缆长期允许载流量进行修正。

一、电缆周围环境温度的修正

电缆周围环境温度θ₀发生变化时，电缆的长期允许载流量也随之改变。θ₀越高，则电缆载流量越小。对于同一根电缆，除周围环境温度θ₀改变之外，其他不变时，若式（142）中其他参数均保持不变，则在θ₀₁和θ₀₂两个环境温度下的长期允许载流量I₁和I₂存在如下关系

II12=㊣θθCC--θθ0012

（143）

【例1 4 1】求一条直埋 YJLV22—8.7/103×185电缆在夏季（30℃）和冬季

（-10℃）的长期允许载流量。

解：查表1412得

θ₀=25℃时，I₀=310A

查表147得

θ_C=90℃

设：θ₀₁=30℃，θ₀₂=-10℃，根据式（143），则

I₁=I₀㊣θθCC--θθ001=310×㊣

₉900--3205=310×0.961=298（A）

I₂=I₀㊣

θθCC--θθ002=310×㊣

909-0-（-2510）=310×1.240=384（A）

该电缆在夏季（30℃）时的长期允许载流量为298A，在冬季（-10℃）时的长期允

许载流量为384A。

由[例14 1]可见，同一根电缆，在夏季的载流量变小，而在冬季的载流量会变大。

利用式（143），求得电缆长期允许载流量在不同周围环境温度下的修正系数，见

表1414。

表1414

电缆长期允许载流量温度修正系数

二、导体截面积A的修正

由式（142）可知，当导体截面积A发生变化时，电缆长期允许载流量也会发生改变。但是由于截面积A的变化，会引起电缆绝缘热阻S₁和电缆护层热阻S₂的变化，所以电缆长期允许载流量的变化更加复杂。工程上常忽略S₁和S₂的变化。将电缆截面积由A₁变为A₂，电缆的长期允许载流量随之由I₁变为I₂，近似地写成如下关系

II12 ≈㊣AA12

（144）

【例142】已知ZLQ208.7/103×185电缆的直埋长期允许载流量I₁=250A，64

试求同类型的3×70mm²和3×240mm²电缆直埋长期允许载流量I₂和I₃。

解：

II12 ≈㊣AA12

I₂≈I₁㊣

AA21=250×㊣

₁7805=154（A）I₃≈I₁㊣

AA31=250×㊣

214805=285（A）

查表149得

I′₂=140A I′₃=290A

I₂和I₃的绝对误差为

ΔI₂=I₂-I′₂ =154-140=14（A）ΔI₃=I₃-I′₃ =285-290=5（A）

由[例142]可见，利用式（144）求得的载流量具有一定的误差，这个误差的主要来源是电缆外径变大而散热情况好转造成的；另外，A₁与A₂的差值越大，计算的误差也越大。

三、导体材料电阻率ρ的修正

相同截面的两根电缆，若它们的结构和敷设条件相同，则它们的长期允许载流量只与导电线芯材料的电阻率ρ有关，并有下列等式成立

II12=ρρ2㊣₁

（145）

我国的电缆产品，导电线芯材料一般为铜或铝，查表121可得ρ^铜=1.7241×

10^-2Ω·mm²/m，ρ^铝=2.83×10^-2Ω·mm²/m，则在相同截面、结构及敷设条件下，铜

芯电缆与铝芯电缆的长期允许载流量的比值为

II铜铝=㊣

ρρ铝铜=㊣

_1.2.782341××1010-2-2 ≈1.28

四、电缆周围环境热阻G的修正

电缆周围环境热阻G越大，电缆散热情况越差，电缆的长期允许载流量就越小。我国的东北、华北等地区的土壤热阻系数为1.0～2.0K· m/W；华东、华南等潮湿地区土壤的热阻系数不大于0.8K· m/W；山区及丘陵地区属于干燥地区，土壤的热阻系数为2.0～3.0K·m/W。若其他条件相同，敷设在土壤热阻系数较大地区的电缆长期允许载流量较小；反之较大。不同土壤的特征、热阻系数及其载流量修正系数见表1415。

五、并列敷设根数n的修正

电缆并列敷设时，电缆产生的热量更难发散，因而载流量较正常情况要小一些，并列

电缆的根数越多，则电缆的长期允许载流量修正系数就越小。

表1415

电缆长期允许载流量的土壤修正系数

直埋和空气中并列敷设的电力电缆，其长期允许载流量修正系数见表1416和表1

4 17。

表1416

直埋并列敷设电力电缆长期允许载流量修正系数

表1417

空气中并列敷设电力电缆长期允许载流量修正系数

注 1.S为电缆中心距，d为电缆外径。

2.当并列敷设的电缆外径不同时，建议d取平均值。

【例143】现有两根电缆YJLV228.7/103×150双并直埋运行，土壤热阻系数

为0.8K·m/W，两根电缆净距为200mm，当夏天土壤温度为32℃时，求双并运行电缆线路的长期允许载流量I_总。

解：并列运行电缆的长期允许载流量经修正后应为

I_总 =nK₁K₂K₃I₀

式中 n———电缆并列根数；

K₁———并列修正系数；

K₂———土壤热阻修正系数；K₃———环境温度修正系数；

I₀———单根电缆标准状况长期允许载流量。

查表1416得K₁=0.92；查表1415得K₂=1.05；查表147得θ_c=90℃；查表1412得

θ₀=25℃，I₀=280A

K₃=㊣_θθCC--θθ0=㊣

9900--3225=0.945

I_总=2×0.92×1.05×0.945×280=511（A）

【例144】设有三根VV223.6/63×120电缆并列直埋于地下，邻近电缆间净

距为200mm，土壤热阻系数为2.0K· m/W，当土壤温度为15℃时，求其最大允许载流量。

解：

I_总 =nK₁K₂K₃I₀

式中各参数的意义同[例143]。

查表1416得K₁=0.88。查表1415得K₂=0.87。查表147得θ_c=70℃。查表1410得θ₀=25℃，I₀=258A，则

K₃=㊣_θθCC--θθ0=㊣

7700--1255=1.106

I_总=3×0.88×0.87×1.106×258=655（A）