求教有关温度对于线缆导体压降计算的几点疑问

zlg518518

最近翻看19D702-7 《应急照明设计与安装》有关直流压降的计算公式，整理了一份符合现场实际应用过程的直流压降计算书。

然而，问题来了：我们设计人员对于导线或电缆正常工作的温度应该怎么考虑？

研究过程中，本人收集了以下数据材料：
一、配四P862~863，“工程中导线的实际线芯温度可按如下估算:1~10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆θ=80℃  1kV聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆θ=60℃ ”
二、规范GB/T 12706.1-2020
《额定电压1kV(Um=1.2 kV)到 35 kV(Um =40.5 kv)挤包绝缘电力电缆及附件第1部分:
额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6 kV)电缆》
中4.2~4.3章节，关于1）绝缘混合料和2）护套混合料对应不同材质正常运行导体最高温度：1）聚氯乙烯300平导体截面内正常运行的
导体最高温度70℃，交联聚乙烯正常90℃；2）聚氯乙烯和聚乙烯在不同分类中正常运行的导体最高温度为80或90℃。
三、图集19D702-7 《应急照明设计与安装》P21，铜导线电阻率以70℃为设计标准。


压降计算公式中，涉及到导体正常工作温度的有下列重要参数：电阻率、电流透入深度（集肤效应系数计算公式内）、终端负荷功率因素
为1或直流线路用负荷矩的计算系数。


由于不同设计参考值定性的导体正常工作的温度值都有所差异，同一公式内，不同重要参数用到的参考数值可能都存在一定的误差。

一、请问设计师如何深入理解运用这些规范，图集或常用工具书提供的数据？

二、什么情况才算正常运行的导体温度？是以满负载一定周期的测试标准为依据？还是说，有一定负荷不超载的情况下，导体的工作
温度都是这个标准？

疑问有点多，希望可以得到各位同行、前辈的指点，谢谢！

BXHH

取什么温度，取决于应用场景及该场景下的需求。

zlg518518

BXHH 发表于 2023-4-6 17:03
取什么温度，取决于应用场景及该场景下的需求。

可否具体指点一二，比如室外多回路YJV电缆成束埋地敷设，按什么工作温度考虑压降计算？一般负载正常工作是否会达到数据中的工作温度？谢谢！

dqaq

这个属于工程计算中边界条件的计算。不管敷设方式如何，电压损失计算都是考虑正常运行情况，因此导体温度不会大于线缆长期最高允许温度，用这个温度算就是最保守估算，PVC-70度，YJ-90度。如果考虑大多数情况下线缆容量都有一定裕量，可打点折扣，扣多少都是按统计规律来推算的，得有数据和经验，所以不同领域的实际情况和研究成果都可能会有不同。

dqaq

只要没有规范明确规定，具体取多少温度，除了参考手册、标准图外，还应结合自己设计数据一同考虑。比如你设计的某根交联聚乙烯电缆，计算电流已非常接近允许载流量，你就按90度算，不必硬般某个资料的80度或其他数据，避免刻舟求剑。如果设计时线缆容量裕量比较大，但又不知道具体对应的温度，再引用资料中打了折扣的温度数据，多少有个依据，浪费点也没关系。

dqaq

       设计卡边界，取中庸。运行则是看状态，讲对策。现很多电力公司搞同一电缆沟电缆动态增容的研究，就是在设计按所有电缆同时满载这一边界条件选取允许载流量的前提下，根据各条电缆电流峰值的时间错位计算载流量的裕量，可在一定时间段内提升某几根电缆的允许载流量。
       我想说的意思是：不能完全以实际运行中某一具体状态来看待设计问题，更多是以状态的边界来看问题。至于运行中偏离边界的状态，由运行处理。比如，你不可能以过负荷状态对应的温度算电压损失，但实际运行中过负荷是可能的。对于轻载，同样看待。

zlg518518

dqaq 发表于 2023-4-7 10:14
设计卡边界，取中庸。运行则是看状态，讲对策。现很多电力公司搞同一电缆沟电缆动态增容的研究，就 ...

感谢dqaq老师指点，完全精准数据的确不存在，凡事还是需要个度。我们设计人员也要对自己的设计工具要有更清晰的认知，而不是套用各种官方数据，知其然而不知所以然。

贾行家

虽然楼主说的是压降计算，但我觉得我们可以参考电缆载流量的计算标准里的说明，该标准的开篇就写明“适用于电缆稳态运行状况”，什么叫稳态，标准也给出了解释“是指在周围环境不变的条件下，连续恒定电流（100%负荷因数）正好足以渐进达到导体的最高温度”，在该标准中所有基于热性的计算过程涉及的导体电阻均按导体在最高工作温度下的电阻考虑；但是当以经济为指标考虑截面选择时候，由于经济截面的选择必然大于热条件下的截面选择，所以导体的温度必然低于最高工作温度，这时标准里经济截面相关计算中导体的工作温度依然是约定了一个常数，即（导体最高工作温度-平均环境温度）/3+平均环境温度，导体的电阻也是按此温度常数确定的常数值；甚至在进行比较的过程中，直接约定热性选择导体时导体温度按80度、经济选择导体时导体温度按40度。这些都是假定导体电阻是处于一个不变的状态，标准里说得很明白，就是为了计算方便，而且精确度也足够用了。

所以以我个人理解，电气设计中的计算基本都是基于一个假想的稳定状态下的计算，我们不是要做一个运行状态的模拟仿真。

zlg518518

贾行家 发表于 2023-4-7 12:17
虽然楼主说的是压降计算，但我觉得我们可以参考电缆载流量的计算标准里的说明，该标准的开篇就写明“适用于 ...

感谢贾老师指点，我去查找下相关资料，仔细学习学习。

dqaq

贾行家 发表于 2023-4-7 12:17
虽然楼主说的是压降计算，但我觉得我们可以参考电缆载流量的计算标准里的说明，该标准的开篇就写明“适用于 ...

原来80度是这么来的，学习了。受此启发，作为探讨，如果配四是以这个80度为依据，作为电压损失计算时的导体温度，我认为是不妥当的。载流量带来的温升涉及线缆的寿命损失，这个损失是按时间积累的，高、低温下的寿命损失与约定寿命损失的正负偏差，是可以相互冲抵的，可以按平均的思路取值（当然不一定是算数加权平均值）。但电压损失高于规定的值时段，电能质量不佳的后果就产生了，这些后果不可能被低于规定值的时段弥补，且电流大时电压损失大，而此时正好温度高。所以不宜按平均的思路考虑。有点张冠李戴的感觉。

冀蓝猫

学习了，最近也受到了同样问题的困扰。