1.2.2 电力电缆主要性能参数

电力电缆关键性能参数主要包括导电缆载流量、绝缘电阻、电缆的电阻、电感和电容，以及正（负）序阻抗和零序阻抗等。

电缆载流量决定了电缆的输电能力。电缆载流量的大小除了与电缆自身的结构、材料有关外，还与电缆敷设方式接地方式和外部环境等有密切关系。电缆载流量可由以下公式进行计算：

式中 I——一根导体中流过的电流，单位为A；

Δθ——高于环境温度的导体温升，单位为K；

R——最高工作温度下导体单位长度的交流电阻，单位为Ω/m；

Wd——导体绝缘单位长度的介质损耗，单位为W/m；

T1——一根导体和金属套之间单位长度热阻，单位为K·m/W；

T2——金属套和铠装之间内衬层单位长度热阻，单位为K·m/W；

T3——电缆外护层单位长度热阻，单位为K·m/W；

T4——电缆表面和周围介质之间单位长度热阻，单位为K·m/W；

n——电缆（等截面并载有相同负荷的导体）中载有负荷的导体数；

λ1——电缆金属套损耗相对于所有导体总损耗的比例；

λ2——电缆铠装损耗相对于所有导体总损耗的比例。

可以看出电缆载流量是在给定电缆最高允许运行温度的前提下，电缆自身发热与散热能力相平衡的结果。

一般情况下电力电缆最主要的发热来自电缆导体的焦耳热，影响散热能力的最主要因素是环境温度和外部热阻。由于每根电缆都是一个热源，因此在多根电缆一起敷设的情况下，相邻电缆相互加热，将使电缆载流量降低。另外，局部热源或者局部散热条件过于恶劣也会严重限制整根电缆的载流量，成为整根电缆载流量的瓶颈。

电缆的电阻是决定电缆输电损耗的最主要因素，电缆的直流电阻一般由以下公式进行计算：

式中 R0——20℃时导体的直流电阻，单位为Ω/m（电力电缆行业对各截面的电缆的R0值进行了标准要求，直接引用标准GB/T 3956—2008）；

α20——20℃时材料温度系数；

θ——导体工作温度（一般直接选取最高允许工作温度）。

单位长度电缆的交流电阻由以下公式给出：

式中 R′——电缆的直流电阻，单位为Ω/m；

Ys——趋肤效应因数；

Yp——邻近效应因数。

对于敷设于具有铁磁性通道或电缆周边具有铁磁性物质的情况，电缆交流电阻应进一步考虑电缆周边通道或物质的磁滞损耗引起的电阻增量。

电缆的电感保护有内感和外感两部分。电缆内感取决于电缆导体的结构和电流分布情况。对于电流分布均匀的实心导体，其单位长度的内感为0.5×10-7H/m。电缆外感取决于电缆回路距离、接地方式以及是否有铁磁性铠装等。

电缆的电容是电缆线路中的一个重要参数，它决定了电缆线路中电容电流的大小。在超高压电缆线路中，电容电流可能会达到可与电缆额定电流相比拟的数值，成为限制电缆容量及传输距离的因素。此外，它也是电缆绝缘本身的一个参数，可用来检查电缆工艺质量、绝缘质量的变化等。单位长度圆形单芯电缆电容可用以下公式表示：

电缆绝缘电阻是电缆线芯到外部屏蔽之间的电阻，单位长度圆形单芯电缆绝缘电阻可用以下公式表示：

计算电缆的工作绝缘电阻（交流泄漏电阻）或用交流电压测量电缆的绝缘电阻，ρi取其相应频率下的数值。通常，绝缘电阻系数在交流情况下比直流情况下小得多，因此用直流测量电缆的绝缘电阻比用交流测量的高得多。实际上，电缆的工作绝缘电阻等于绝缘层承受电压的二次方除以绝缘层的介质损耗。

电缆常用绝缘材料的绝缘电阻系数与温度和测量时的电场强度有关，一般说来，它随温度和电场强度的上升而下降。电缆绝缘材料的绝缘电阻系数随温度和场强的关系一般可以用下列经验公式表示：

式中 ρi0——绝缘材料在0℃时的绝缘电阻系数；

θ——温度；

E——电场强度；

a、b——与绝缘材料性质有关的常数。

电气参数对电力电缆是至关重要的，它决定了电缆的传输性能和传输容量，这是由于容量主要取决于各部分的损耗发热，而损耗则是根据电气参数来计算的。相序阻抗是线路保护系统所依据的重要参数，直接影响着电网的安全运行。现普遍采用电气参数作为检查电缆质量和工艺的指标和依据。