直埋方式下电缆载流量与温度场分析

发布时间：2021-10-26 04:02

　　电力电缆因其独特的优势在我国城市输配电领域中得到广泛的应用。由于新的电缆敷设困难,在保证现有电缆安全运行条件下充分挖掘现有电缆输电潜力,对于缓解我国用电紧张的困境意义重大。动态热定值（Dynamic Thermal Rating,DTR）技术以电缆运行的最高允许温度为限制,以实际环境条件为基础,结合电缆温度热惯性特点,可以在保障电缆安全的同时提高电缆载流量,因此导体温度的准确评估对于DTR技术的重要性至关重要。有限元法可以模拟复杂条件下的电缆,得到电缆的温度场以及捕捉电缆导体温度变化,利用有限元法对电缆温度场的精确评估将为电力部门应用DTR技术提供有价值的信息,准确获得电缆载流量,保障电缆经济、可靠运行。此外,电缆周围土壤是影响导体温度的重要因素,如何准确分析土壤的热阻对于切实获得变化的导体温度,保障电缆运行安全性具有重要意义。首先,采用IEC-60287标准下载流量计算方法,分析影响电缆载流量的自身因素及环境因素,划分影响等级,识别影响电缆载流量的关键参数;介绍电缆的暂态热定值理论,通过算例分析不同过载条件下电缆导体的温度变化,通过不同负荷下电缆的安全运行时间及规律,分析DTR对于提... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１单芯交联聚乙烯电缆结构图??２．１乙主，：、??

％为导体损耗，４为金属护套损耗因数，＇为铠装损耗因数，％为??电缆单位长度的介质损耗，Ｇ，为绝缘层热阻，Ｇ２为内衬层热阻，Ｇ３为外护层热??阻，Ｇ４为外部热阻，ＡＴ为电缆稳定运行时导体高于敷设环境的温度。??２．１．３电缆热路的相关参数计算??（１）线芯交流电阻与线芯损耗??电缆线芯在直流电流通过时，由电阻作用产生的焦耳热是线芯的主要损耗来??源。当电缆传输交流电时，集肤效应以及由周围电缆引起的邻近效应会导致交流??电阻增大，增加电缆线芯的损耗。当电缆单根敷设时，只有集肤效应没有邻近效??应。一般而言，导体直流电阻＆和交流电阻可由下式得到：??７？，＝７？２〇［１＋？（７；－２０）］?（２－１）??ｉ？?＝?＾（ｌ?＋?７ｓ＋ｒｐ）?（２－２）??式＼＊亂１＾￡？〇１１嫩丁（２－１）中，及２。是温度为２０°（：时的导体单位长度的直流电阻；《??

设置电缆自身参数的变化范围为４＿，当研究其中一个参数时，其他参数??保持初始值不变。根据ＩＥＣ标准的等值热路载流量计算方法，可以得到电缆自身??参数对载流量影响结果如图２．４所示。??１１３５??１１２０????１１３０?［?１１〇〇?ｆ?Ｎ．??§１１２５?－?５－１０８０??■?１１２０．?．義?１０６０??１１１５?ｉ?１０４０?ｒ?－??１１１０１?１０２０?＇???■??７８Ｓ?１０?１１?１?２３４５??绝缘展厚度（ｍｍ）?内衬Ｍ厚度（ｍｍ）??（ａ）?（ｂ）??１１４０?ｆｒ?，?■?????ＮＴ??１１２０??＜１１００??＿?１０８０??１０６０?－?，??１０４０??＾???２?３?４?５?６??外护ｙ厚度（ｍｍ）??（ｃ）??图２．４电缆自身参数对载流量的影响??图２．４（ａ）显示了绝缘厚度变化对载流量的影响，绝缘层厚度在７－１?ｌｍｍ范围??内变化，根据图２．４（ａ）所示，载流量大小与绝缘层厚度成反比，随着绝缘厚度的??增加


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