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电缆按热稳定校验选择截面

一、引言

随着社会工业化的发展，电力系统的重要也与日俱增。而电缆是电力系统中

的血管”，它的安全可靠关系着整个电力工程的运行安全与稳定。同时，电

缆

在电力工程的直接建材费中占比也非常高。所以选择一个科学、合理的电缆

就有

关重要。

为了保证供电系统的安全、可靠、优质、经济地运行，选择导体截面时，除

满足工作电压的要求外，一般还要满足发热条件：电流通过电缆时要产生电

能损

耗，使导体发热升温，严重时会损坏绝缘层甚至引起火灾。

但是当前的很多设计人员，在设计选型时，往往根据计算电流，容许压降等

技术条件选择电缆的截面，却往往忽视了电缆的动稳定和热稳定校验。所以

在

35kV以下的电缆中，动稳定基本都能满足要求，而热稳定如果不进行校验，

往

往就不满足要求，造成停电甚至发生火灾。所以本文着重探讨电缆的热稳定

校验。

二、设计的依据

根据DL/T5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》5.0.2规定：选用导

体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。对于断路器、隔离开关、

组

合电器、封闭式组合电器、金属封闭开关设备、负荷开关、高压接触器等长

期工

作制电器，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作

的要求。

根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》（以下简称《电缆规范》）3.7.7

规定：对非熔断器保护回路，应按满足短路热稳定条件确定电缆导体允许最

小截

面，并应按照本规范附录E的规定计算。

规范的附录中我们可以知道在固定绝缘电缆的导体允许最小截面，按下面公

式：

C

Q

S(E.1.1-1)

)20(1

)20(1

ln

1

#8722;+

#8722;+

=

p

m

k

Jq

C

θα

ραη

(E.1.1-2)

2

00))((

H

p

HpI

I

θθθθ

#8722;+=(E.1.1-3)

E.1.1-1可知，电缆的最小截面跟发热量Q和热稳定系数C有关。

而热稳定系

数因温度、单位体积热容量、电阻温度系数、电阻系数、校正系数等众多参

数的影响，计算

复杂。所以一般项目上可以直接参考《工业与民用配电设计手册》（以下简

称《配电手

册》）P212中的表5-9。从表中可知道，对应的电缆种类和材质，热稳定系

数基本为定值。

所以我们着重去研究一下常用的电缆发热量Q。

电缆发热量Q值计算一般有这几种：电动机馈线和非电动机馈线；而电动

机馈线又分为

100MW以下和100MW以上的电动机馈线。本文试着去分析机

组容量的100MW以下

的电动机馈线和非电动机馈线。

1对火电厂3～10kV厂用电动机馈线回路，当机组容量为100MW及以下时：

)(2

bTtIQ

+=(E.1.3-1)

2除火电厂3～10kV厂用电动机馈线外的情况：

tIQ

#8226;=2(E.1.3-2)

（1）公式中系统电源供给短路电流的周期分量起始有效值（A）；

t――短路持续时间（s）；

Tb――系统电源非周期分量的衰减时间常数（s）。对于电抗器或Ud％小于

10.5

的双绕组变压器，取Tb＝0.045，其它情况取Tb＝0.06。

三、短路持续时间的确定

从公式E.1.3-1和2我们可知，Q主要跟短路电流和短路持续时间决定的。

系统的短路

电流根据具体的系统情况来计算。那么短路持续时间如何确定了？

GB50217-2007《电缆规

范》规定：短路电流作用时间，应取保护动作时间与断路器开断时间之和。

对电动机等馈线，

保护动作时间应取主保