分支电缆之间的计算方式
1.感抗
拧绞形多芯结构分支电缆的感抗很小，与普通多芯电缆的感抗值基本相同。单芯分支电缆采用并行排列安装，线间有一定距离(一般为两倍电缆外径)，故感抗值较之普通多芯电缆和紧密母线要大一些，但与普通单芯电缆并行排列安装时的感抗值相比是相同的。
例如：185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘分支电缆，导体半径8.2mm，电缆外径24mm，三根电缆并行排列敷设(如图示)，间距S为2倍的电缆外径。
线芯半径r=8.2mm
间距s=2×24=48mm
几何均距DP=1.26s=1.26×48=60.48mm
每相感抗X0=0.1445lgDP/r+0.0157
=0.1445lg60.48/8.2+0.0157
=0.1411Ω/km
通过计算得出，单芯185mm2分支电缆按上图尺寸敷设后，1公里长的电缆感抗值为0.1411欧姆。
常见的架空铝绞线，线间距比单芯分支电缆的敷设间距大很多，感抗要大几倍，输电线路比分支电缆也要长得多，对供电质量并没有什么影响。单芯分支电缆的感抗虽然比密集母线要大，但其直流电阻小，集肤效应系数小，线路容抗更小得多，这样就使两者的线路抗就更接近一些。由于单芯分支电缆敷设线与线之间有一定距离，允许最大载流量与普通多芯电缆和密集母线相比也要大一些。
由上可知，单芯分支电缆在感抗上与多芯电缆和密集母线的差异，对供电系统不会有大的影响，同时由于其具有的诸多优点，将会使供电系统在运行可靠性和经济性等方面的指标大幅提高。
2.电压降计算
负载电流流过线路，就会产生电压降落。因负载具有电抗和电阻性质，电流与电压存在相位差，其相位角Φ=cos-1X，即会产生有功和无功分量。线路阻抗也由电阻和电抗组成，阻抗角Φ=tg-1R/X。负载有功电流流过线路电阻产生横向电压降落，流过线路感抗产生纵向电压降落;负载无功电流流过线路电阻产生纵向电压降落，流过线路感抗产生横向电压降落。横向和纵向电压降落的矢量和构成总的电压降落。配电干线电压降和电压损失在数量和物理意义上是相同的，仅是在工程计算中为了简便，又不会引起工程上不允许的误差，常将数值较小的电压降落纵分量省略，仅取横向分量，下面计算也同。
通常一些电工手册上提供了以单位负荷矩百分数和单位电流矩百分数表示的电缆线路电压损失百分值数据，以计算线路电压损失。为了方便确定电缆线路的长度，分支电缆样本多数提供了单位电压降的参数，单位是V/A·m，该数据不同生产厂家略有出入。
前面说分支电缆即是将普通电缆现场制作接头的工作转移到工厂预制，其相关线路参数的计算与普通电缆是相同的，下面仍以185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆三相线路为例，通过计算说明负荷矩、电流矩、单位电压降以及线路允许长度等参数。因电缆的容抗很小，计算中忽略不计。
①计算条件及公式中的物理量：
a.导体工作温度60℃;
b.负载功率因数：cosΦ=0.8;
c.功率因数角正弦：sinΦ=sinAcos0.8 =0.6
d.功率因数角正切：tgΦ=tgAcos0.8 =0.75
e.导体温度20℃时的直流电阻：R20=0.0991Ω/km
f.电阻的温度系数：a20=0.004
g.导体温度60℃时的直流电阻：R60=R201+α2060-20=0.1150Ω/km，因50Hz240mm2电缆导体集肤效应系数为1，此时导体交流电阻R0≈R20;
h.感抗：X0=0.1411Ω/km;
i.线电压：UL=0.38KV=380V
j.额定(满负荷)电流：I=530A
k.满负荷有功功率：P=1.732ULIcosφ=1.732×0.38×530×0.8=279.06KW
l.计算电流(按额定电流80%计)：Ij=530×80%=424A
m.计算有功功率：Pj=1.732ULIjcosφ=1.732×0.38×424×0.8=223.25KW
n.电压称ΔU，单位KV或V;
o.线路电压损失百分数ΔU%，单位%;
p.三相线路每1千瓦·公里的电压损失百分数ΔUp%，单位%/KW·km
q.三相线路每1安培·公里的电压损失百分数ΔUa%，单位%/A·km
r.负荷矩M=PL单位KW·km
s.电流矩Me=IL单位A·km
②按三相线路终端负荷矩计算。
ΔUP%=(R0+X0tgφ)/(10UL2)
=(0.1150+0.1411×0.75)/(10×0.38×0.38)=0.1529%/KW·km
由ΔU%=ΔUP%M=ΔUP%PL
得出L=ΔU%/ΔUP%/P
因三相线路允许电压称百分数ΔU%为5%
故三相线路允许长度L=ΔU%/ΔUP%/P=5%/0.1529%/279.06=0.117km=117m
也就是说185mm2铜单芯交联聚乙烯绝缘电缆并行排列敷设三相线路(满负荷运行时)长度小于117米时可以满足允许电压降的要求。
如果按计算负荷Pj计，将得出三相线路允许长度L=5%/0.1529%/223.25=146m
若分段计算，10个相同负荷时允许长度为146×1.82=266m
③按三相线路终端电流矩计算。
ΔUa%=1.732(R0cosφ+X0sinφ)/(10UL)
=1.732×(0.1150×0.8+0.1411×0.6)/(10×0.38(=0.0805%/A·km
由ΔU%=ΔUa%eMe=ΔUa%IL
得出L=ΔU%/ΔUa%/I 式6-1
因三相线路允许电压降百分数ΔU%为5%
故满负荷电流时三相线路允许长度
L=ΔU%/ΔUa%/I=5%/0.0805%/530=0.117km=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出三相线路允许长度L=5%/0.0805%/424=146m
④按三相线路单位电压降计算。
分支电缆样本中多提供单位电压降参数作为计算线路允许长度的依据。所谓单位电压降(有的厂商称表内电压降)，工具书中未见。经分析和推导，实际意义即为三相线路的相阻抗，只不过样本中提供的单位电压降是在未考虑纵向电压降落时计算的，比实际阻抗要小。如果按全电压降计算，单位电压降与三相线路相阻抗相同。
ΔU=1.732I(R0cosφ+X0sinφ)=1.732×530×(0.1150×0.8+0.1411×0.6)=162.1V/km
V0=ΔU/1.732/I=162.1/1.732/530=0.177V/A·km=0.177×103V/A·m
取三相线路允许电压降ΔUy=380×5%=19V
故三相线路允许长度L=19/1.732/0.177×103/530=117m
如果按计算负荷Ij计，将得出L=19/1.732/0.177×103/424=146m
⑤结论。
分支电缆配电干线部分设计参数，相同负荷时的分段系数，只要将该系数乘以按终端负荷得出的允许长度，即为分段时的允许长度。
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- 发布时间：2018-12-21 浏览：
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