什么是电缆充电电流？
充电电流的定义是流经输电线路并联电容的电流，地下电缆和架空电缆都存在充电电流。地下电缆的并联电容和充电电流是架空线路的 10-20 倍。需要注意的是，架空线路的串联电感是地下电缆的 2-3 倍[1]。
充电电流随电缆长度线性增加，也随电压等级增加，成为长电缆输电的重要考虑因素；通常输电电压低于 220 千伏时为 40 千米或更长，输电电压 220 千伏或以上时为 20 千米或更长[2]。
充电电流的影响是，为了向有源负载供电，源端注入的电流需要更大，以补偿电缆电容。充电电流会在电缆中产生热损耗，对于长距离输电线路而言，热损耗可高达电缆的热额定值。
请注意，充电电流现象及其对最大传输线长度的限制仅适用于交流电缆。与交流电缆不同，直流电缆中不存在充电电流，因此通过直流传输的距离几乎不受限制。
充电电流方程式
充电电流方程（交流电缆）可表示为
- C = 单位长度电容（μF/千米）
- ω = 电压角频率（秒-1）
- U= 有效值线电压（相间）（千伏）
- L = 长度（公里）
- IC= 充电电流 (A)
- ε = 绝缘层的相对介电常数（使用 XLPE 时 = 2.5）
- Di = 隔热层外径（不包括滤网）（毫米）
- dC= 导线直径，包括屏蔽（如果有）（毫米
电缆的关键长度
随着电缆长度的增加，由于充电电流的增加，输送到负载的电流也随之减少。充电电流与供电电流相等的长度被定义为临界长度 ，此时充电电流占电缆中所有热损耗的比例。临界长度公式为
- LC= 临界长度（公里）
- IS= 源端或发送端的额定供电电流 (A)
- U = 有效值线电压（相间）（千伏）
计算负载接收的有功功率
地下辐射链路负载点接收的最大传输功率取决于电源频率和电压、电缆长度、绝缘层电压和电缆电容[1]。要根据输电线路的长度计算负载处接收到的总有功功率，可使用以下公式：
在哪里？
- PL= 负载点的有功功率 (at )
- SG= 源端馈电功率（兆伏安）
- L = 地下通道长度（公里）
假定采用三相配置，则源极的视在功率 SG 可按以下方法计算：
在哪里？
- PL= 负载点的有功功率 (at )
- SG= 源端馈电功率（兆伏安）
- L = 地下通道长度（公里）
假定采用三相配置，则源极的视在功率 SG 可按以下方法计算：
充电电流补偿
为了补偿电缆电容电抗，需要插入并联电抗器。长电缆线路通常需要这样做。一个经验法则是，如果可传输有功功率下降了约 15%，则应考虑进行补偿 [3]。
电抗器的额定值必须考虑电缆系统在空载情况下应对电压骤降的能力，以及在满载情况下提供充电电流补偿的能力。并联电抗器可以按一定的间隔放置，但这种安排可能会导致成本高昂，因此需要进行全面的系统分析，以获得最佳性能。一个简单的公式可以概括地下电缆的无功功率要求 [1]。需要注意的是，这些公式只提供了电缆补偿的基本指示，应用于电力系统的初步研究。
电感值的近似值可以用一个简单的公式推导出来，如下图所示：
- 很可能会像邮件中所说的那样，删除等式 (6) 和 (7)。
地点
- Lshunt= 并联电感 (H)
- Qcable= 电缆无功功率 (VAR)
- CT= 整个传输长度上的电缆总电容 (F)
检查临界长度
例 1 - 132 千伏和 22 千伏电缆均输送 531 A 电流
图 1 显示了 132 千伏电缆与 22 千伏电缆的对比测试。使用额定电压较高的电缆，由于额定电容较低，临界长度会进一步延长。额定电容降低的原因是电缆绝缘厚度增加，可根据 (2) 计算得出。
从图 1 中可以看出，当两条电缆提供相同的有功功率时，132 千伏电缆延伸至 928 千米，而 22 千伏电缆仅为 386 千米。在 386 千米处，132 千伏电缆的有功功率为 18.4 兆瓦。这与额定供电功率相比仅下降了 9%，因此，在设计者预期的输电长度内，可以使用额定电压更高的电缆来提高功率效率。
例 2 - 不同规格的 132 千伏单芯电缆
图 2 显示了使用 300mm2、630mm2和 1200mm2 三种不同规格的 132 kV 单芯电缆进行的对比试验。每条不同截面的电缆都能提供 121.4 兆瓦的电力，电压为 132 千伏，电流为 531 安培。每条线路中的电缆都是接触式的，呈三叶形排列，埋在地下 0.5 米处。随着导体直径的增大，临界长度也随之减小。虽然所有电缆的绝缘厚度保持不变，但电容会因导体尺寸的增加而增大。
例 3 - 50 赫兹和 60 赫兹的 132 千伏埋地电缆
图 3 显示了不同系统频率下的两幅图，其中两条线路的额定电压均为 132 千伏，埋设高度均为 0.5 米，相邻线路相碰，三叶形排列，横截面积均为300 平方毫米。60 赫兹（绿色）的临界长度比 50 赫兹（蓝色）的短。从 (3) 可以看出，随着频率的增加，临界长度随之减小。
参考资料
- CIGRE, "General Guidelines for the Integration of a New Underground Cable System in the Network - Working Group B1.19", CIGRE, 2004.访问日期2020 年 9 月 12 日。[Online].Available: https://e-cigre.org/publication/250-technical-and-environmental-issues-regarding-the-integration-of-a-new-hv-underground-cable-system-in-the-network
- CIGRE，"长交流高压和超高压电缆系统的实施 - B1.47 工作组"，CIGRE，2017 年。访问日期2020年9月14日。[Online].Available: https://e-cigre.org/publication/680-implementation-of-long-ac-hv-and-ehv-cable-systems
- CIGRE，《绝缘电缆额定值计算指南 - 工作组 B1.35》，CIGRE，2015 年。访问日期2020 年 9 月 12 日。[在线]。可查阅 https://e-cigre.org/publication/640-a-guide-for-rating-calculations-of-insulated-cables
- 电缆 - 额定电流计算 - 第 1-1 部分：额定电流公式（100% 负载系数）和损耗计算 - 概述，IEC 60287-1-1:2014
- 电缆高压软件 4.3 版 (2021)。Electrotechnik.
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