43.电缆线路导线经济截面积的选择

（1）计算公式

电缆线路的截面积通常按最大长期负荷电流和按发热条件及允许电压损失选择。

①按最大长期负荷电流选择。

I'yx≥Iz max　I'yx=K1K2K3Iyx　　

式中　I'yx——考虑电缆敷设周围介质的温度、多根并列敷设及土壤热阻率影响后的电缆的允许负荷电流，A；

　 Iyx——电缆的允许负荷电流，即安全载流量（A），常用电缆的安全载流量可查电工手册；

　 K1——电缆敷设周围介质温度校正系数，见表2-28；

　 K2——多根并列敷设时的校正系数，见表2-29和表2-30；

　 K3——土壤热阻率校正系数，见表2-31；

Izmax——电缆中长期通过的最大负荷电流（A），应考虑电缆可能长期过负荷。

土壤热阻率的选取。潮湿地区取60～80℃·cm/W，系指沿海、湖畔、河边及多雨量地区，如华东、华南地区等。普通土壤取120℃·cm/W，如东北、华北等平原地区。干燥土壤取160～200℃·cm/W，如雨量少的山区、丘陵、高原地区等。

②按短路时的热稳定选择。

式中　Smin——短路热稳定要求的最小允许截面积，mm2；

　　 I∞——稳态短路电流，A；

　　 tj——短路电流假想时间（s），可查图2-20所示的曲线，高压厂用母线可取0.3s；

　　 C——热稳定系数，见表2-32和表2-33，钢母线可取60～70。

采用低压熔断器保护的电缆或导线，可不校验热稳定。

要求出短路电流的假想作用时间tj值，必须首先知道短路电流持续时间t。

t=tb+tfd　　

式中　 t——短路电流持续时间，s；

　tb——继电保护的动作时间，s；

　tfd——断路器的分断时间，低速开关：tfd=0.2s；高速开关：tfd=0.1s。

假想时间tj根据图2-20所示的曲线决定，其步骤如下：

a.确定次暂态电流I″与稳态电流I∞的比。

β″=I″/I∞　　

b.根据实际的时间t决定需要的一条曲线。

c.在横轴上找到β″，作垂线与步骤b决定的曲线相交，这点的纵坐标即为所求的tj。

利用图2-20所示的曲线，如t<5s，应按下式决定：

tj=tj·5+（t-5）　　

式中　tj·5——t=5s时，在图上查得的值。

当0.1s<t<1s时，需考虑短路电流的非周期分量的热效应，这时，假想时间按下式决定：

tj=tj·t+0.05β″2　　

③按允许电压损失选择。计算方法同一般电力线路计算方法。

（2）实例

欲埋设两条10kV交联聚乙烯绝缘YJV型三芯高压电缆，线路全长600m，地处华北普通土壤中，两电缆平行敷设，电缆间净距为200mm。已知最大长期负载电流Iz max为230A，功率因数cosφ为0.8，可能通过的最大短路电流为：次暂态电流I″为25kA，稳态短路电流I∞为12.5kA。且已知继电保护的动作时间tb为0.7s，断路器的分断时间tfd为0.2s，要求电压损失率在1%以内，设电缆埋设的周围土壤温度为30℃，电缆介质的计算温度为25℃。试选择电缆截面积。

解　①按最大长期负荷电流选择。由最大长期负荷电流Iz max=230A，初步选择截面积为95mm2（允许电流为307A）和120mm2（允许电流为348A）两种电缆。

根据电缆所埋周围土壤温度为30℃，线芯规定温度为80℃时，由表2-29查得温度校正系数K1=0.95；根据电缆在土壤中并列埋设的净距为200mm，由表2-31查得并列埋设校正系数K2=0.9；根据地处华北地区普通土壤中埋设，查表2-32得土壤热阻率校正系数K3=0.88。

95mm2电缆的长期允许电流为

因I'yx<Iz max，故不可选用。

120mm2电缆的长期允许电流为

I'yx>Iz max，故可选用。

②按短路时的热稳定选择。短路电流持续时间为

t=tb+tfd=0.7+0.2=0.9（s）　　

β″=I″/I∞=25/12.5=2　　

因图2-20上无t=0.9s的曲线，可用补间法求得tj·t=1.4s。由于t<1s，故需考虑短路电流非周期分量的热效应。

所需最小截面积为

因此，该电缆在短路情况下是热稳定的。

③按允许电压损失选择。查得该电缆在80℃时的电阻R0为0.2Ω/km。忽略电抗不计（由电抗造成的电压降比例很小），则在最大长期负荷电流下的电压损失为

电压损失百分数为

即电压损失率为0.36%，符合题中所提出的电压损失率在1%以内的要求。

因此，可选择YJV-10kV-3×120mm2的高压电缆。