1. 設(shè)計(jì)電壓

電纜及附件的設(shè)計(jì)必須滿足額定電壓、雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓和系統(tǒng)最高電壓的要求。其定義如下：

額定電壓額定電壓是電纜及附件設(shè)計(jì)和電性試驗(yàn)用的基準(zhǔn)電壓，用U0/U表示。U0——電纜及附件設(shè)計(jì)的導(dǎo)體和絕緣屏蔽之間的額定工頻電壓有效值，單位為kV；U——電纜及附件設(shè)計(jì)的各相導(dǎo)體間的額定工頻電壓有效值，單位為kV。

雷電沖擊電壓 UP——電纜及附件設(shè)計(jì)所需承受的雷電沖擊電壓的峰值，既基本絕緣水平BIL，單位為kV。 

操作沖擊電壓 US——電纜及附件設(shè)計(jì)所需承受的操作沖擊電壓的峰值，單位為kV。 

系統(tǒng)最高電壓 Um——是在正常運(yùn)行條件下任何時候和電網(wǎng)上任何點(diǎn)最高相間電壓的有效值。它不包括由于故障條件和大負(fù)荷的突然切斷而造成的電壓暫時的變化，單位為kV。

定額電壓參數(shù)見下表：

2.導(dǎo)體電阻

2.1導(dǎo)體直流電阻

式中：

R＇——單位長度電纜導(dǎo)體在θ℃溫度下的直流電阻；

A——導(dǎo)體截面積，如導(dǎo)體右n根相同直徑d的導(dǎo)線扭合而成，A=nπd2/4;

ρ20——導(dǎo)體在溫度為20℃時的電阻率，對于標(biāo)準(zhǔn)軟銅 ρ20=0.017241Ω·mm2/m：對于標(biāo)準(zhǔn)硬鋁：ρ20=0.02864Ω·mm2/m；

α——導(dǎo)體電阻的溫度系數(shù)（1/℃）；對于標(biāo)準(zhǔn)軟銅：=0.00393℃-1；對于標(biāo)準(zhǔn)硬鋁：=0.00403℃-1；

k1——單根導(dǎo)線加工過程引起金屬電阻率的增加所引入的系數(shù)。一般為1.02-1.07（線徑越小，系數(shù)越大）；具體可見《電線電纜手冊》表3-2-2；

k2——用多根導(dǎo)線絞合而成的線芯，使單根導(dǎo)線長度增加所引入的系數(shù)。對于實(shí)心線芯，=1；對于固定敷設(shè)電纜緊壓多根導(dǎo)線絞合線芯結(jié)構(gòu)，=1.02（200mm2以下）～1.03（240mm2以上）

k3——緊壓線芯因緊壓過程使導(dǎo)線發(fā)硬、電阻率增加所引入的系數(shù)（約1.01）；

k4——因成纜絞合增長線芯長度所引入系數(shù)，對于多芯電纜及單芯分割導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，（約1.01）；]

k5——因考慮導(dǎo)線允許公差所引入系數(shù)，對于緊壓結(jié)構(gòu)，約1.01；對于非緊壓型， k5=[d/(d-e)]2（d為導(dǎo)體直徑，e為公差）。

20℃導(dǎo)體直流電阻詳見下表：

2.2 導(dǎo)體的交流電阻

在交流電壓下，線芯電阻將由于集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)而增大，這種情況下的電阻稱為有效電阻或交流電阻。電纜線芯的有效電阻，國內(nèi)一般均采用IEC-287推薦的公式 :R=R′(1+YS+YP)

式中：

R——最高工作溫度下交流有效電阻，Ω/m；

R′——最高工作溫度下直流電阻，Ω/m；

YS——集膚效應(yīng)系數(shù)，YS=XS4/(192+0.8XS4)，

XS4=（8πf/R′×10-7kS）2；

YP——鄰近效應(yīng)系數(shù)，YP=XP4/(192+0.8XP4)(Dc/S)2{0.312(Dc/S)2+1.18/[XP4/(192+0.8XP4)+0.27]}，XP4=（8πf/R′×10-7kP）2。

XS4——集膚效應(yīng)中頻率與導(dǎo)體結(jié)構(gòu)影響作用。

XP4——鄰近效應(yīng)中導(dǎo)體相互間產(chǎn)生的交變磁場影響作用；

f——頻率；

Dc——線芯直徑，m；

S——線芯中心軸間距離，m；

ks——線芯結(jié)構(gòu)常數(shù)，分割導(dǎo)體ks=0.435，其他導(dǎo)體ks=1.0；

kp——線芯結(jié)構(gòu)系數(shù)，分割導(dǎo)體kp=0.37，其他導(dǎo)體kp=0.8~1.0；

對于使用磁性材料制做的鎧裝或護(hù)套電纜，Yp和Ys應(yīng)比計(jì)算值大70%，即:

R=R′[1+1.17(YS+YP)]

3. 電纜的電感

3.1自感

則單位長度線芯自感：

Li=2W/(I2L)=μ0/(8π) =0.5×10-7

式中：

Li——單位長度自感，H/m；

μ0——真空磁導(dǎo)率，μ0=4π×10-7，H/m；

以上一般是實(shí)心圓導(dǎo)體，多根單線規(guī)則扭絞導(dǎo)體如下表：

因誤差不大，計(jì)算一般取Li=0.5×10-7H/m

3.2高壓及單芯敷設(shè)電纜電感

對于高壓電纜，一般為單芯電纜，若敷設(shè)在同一平面內(nèi)（A、B、C三相從左至右排列，B相居中，線芯中心距為S），三相電路所形成的電感根據(jù)電磁理論計(jì)算如下：

對于中間B相：

LB=Li+2ln(2S/Dc) ×10-7 ( H/m)

對于A相：

LA=Li+2ln(2S/Dc) ×10-7 -α(2ln2 )×10-7 (H/m)

對于C相：

LC=Li+2ln(2S/Dc) ×10-7 -α2(2ln2 )×10-7 (H/m)

式中：

實(shí)際計(jì)算中，可近似按下式計(jì)算：

LA=LB=LC=Li+2ln(2S/Dc) ×10-7 ( H/m)

同時，經(jīng)過交叉換位后，可采用三段電纜電感的平均值，即：

L=Li+2ln(2×(S1S2S3)1/3/Dc) ×10-7 ( H/m)

=Li+2ln(2×21/3S/Dc) ×10-7 ( H/m)

對于多根電纜并列敷設(shè)，如果兩電纜間距大于相間距離時，可以忽略兩電纜相互影響。

3.3 三相電纜的電感

主要計(jì)算中低壓三相電纜三芯排列為“品”字形電纜。根據(jù)電磁場理論，三芯電纜工作電感為：L=Li+2ln(2S/Dc)×10-7

式中：

L——單位長度電感，H/m；

S——電纜中心間的距離，m；

若三芯電纜電纜中心間的距離不等距，或單芯三根品字排列時三相回路電纜的電感按下式計(jì)算：

式中：

S1、S2、S3——電纜各相中心之間的距離，m

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