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1、通风城市电缆隧道发热量及通风量的计算分析彭金龙,吴炜(中铁二院工程集团有限责任公司地下铁道设计研究院,成都610031)摘要:通过对电缆发热量的计算分析,结合城市电缆隧道通1城市电缆隧道发热量计算风需要满足的几种运行工况,给出城市电缆隧道通风量的计算办法,指出设计时应注意的事项,以期对类似工程具有参考价11传统电缆发热量的计算值。同时,通过对城市电缆隧道通风系统有关方面的探讨,希通过对既有工程的实际调研得知:部分工程计算望起到抛砖引玉的作用,共同完善城市电缆隧道的通风设计。电缆发热量时,采用有内热源的多层圆筒壁一维稳态关键词
2、:城市电缆隧道;运行工况;发热量;通风量计算[3]+导热公式,图2给出了目前高压电缆110kV采用的中图分类号:TM7264;U2315文献标识码:A断面示意图。电缆发热量按下式计算文章编号:1004-2954(2010)S2-0070-03目前,现代城市中的高压输电线路,考虑到城市规划、景观、安全及维护管理方便等的需要,越来越多地采用地下电缆隧道进行电缆敷设,图1给出了广州某地目前采用电缆隧道进行电缆敷设的一个工程实例。图2交联聚乙烯绝缘电力电缆断面t1-t0Q=n(1)11rj+11+ln+2lr1a1j=12jrj2
3、lr0a0式中Q电缆散热量,W;l电缆的长度,m;图1电缆隧道实景i第i层材料的导热系数,W/(m);ri第i层材料的半径,m;从图1可以看出,电缆隧道内布置有各种电压等t1电缆导体的温度,;级的动力、照明、控制电缆,在运行中会散发出一定的t0隧道内部温度,;热量,导致隧道内温度升高,如果隧道内温度过高,会20电缆表面对流换热系数,W/(m)。加速电缆外表面绝缘层的老化,电缆载流量也会下降,[1]计算时,电缆导体温度取值为电缆导体允许的长从而影响工艺性能。文献[1~2]指出电缆
4、隧道的期最高工作温度90,电缆表面温度取值为电缆隧道发热量大于150W/m时才有通风要求,通过对已投入内的设计温度40,电缆的结构参数和各层材料的导使用的部分城市电缆隧道的实际调查,笔者发现隧道热系数按照厂家提供的数据取值,比如标称截面800内霉味较重,空气品质较差,不满足巡视人员的劳动卫2mm的电缆导体直径约340mm、绝缘厚度约160生条件,而现场也设有通风设备,分析原因,主要是隧mm、皱纹铝套厚度约20mm、护套厚度约45mm、电道内电缆发热量远小于设计计算值,风机长期不运行缆外径约1000mm等,而护套和绝缘的导热系数约
5、所致;部分工程甚至还将原来设计安装的中型离心风为02857W/(m)。按此条件计算单根电缆每米机箱拆除后换成普通小型轴流风机,给工程造成了的发热量约49W,相当于电缆有约1500A载流量。很浪费。因此,研究如何正确计算城市电缆隧道通风量就显然,电缆的载流量是随着用户端的使用情况不断变显得非常必要,而通风量的计算自然引出针对隧道内化的,也就是说,具体工程电缆导体的温度也是在不断电缆发热量如何确定这一客观问题。变化,但电缆导体的温度很少能够到达90,简单地把电缆导体的温度取值为电缆导体允许的长期最高工作温度明显与实际情况不符,这样计算的结
6、果就会导收稿日期:2010-09-02作者简介:彭金龙(1967),男,工程师,E-mai:lpeng_jinlong@163.com。致风机选择偏大。由于电缆导体的温度难于获得,表70铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(增刊2)彭金龙,吴炜城市电缆隧道发热量及通风量的计算分析通风面对流换热系数影响因素也很多,因此,不宜用有内热P=K(PR1+PR2++PRN)(5)源的多层圆筒壁一维稳态导热公式进行电缆发热量计式中P电缆的热损失功率,W;算,但该公式对于确定不同敷设方式下电缆的允许载
7、n一条电缆的芯数;流量是非常适用的。I一条电缆的计算负荷电流,A;12针对电缆发热量的计算分析电缆运行时平均温度为60时的电缆芯-6城市电缆隧道是一个相对封闭的空间,关于它的电阻率,对于铝芯电缆为003310-6散热研究,无论是试验还是数值模拟都很少。地下电m,对于铜芯电缆为002010缆隧道通风设计应排除隧道内聚集的热量,营造一个m;适宜的运行环境。分析电缆隧道内的传热情况,由于L电缆长度,m;2电缆导体存在电阻,只要电缆内有电流通过导体就会A电缆芯截面,m;发热,导体发热导致其温度升高
8、,使电缆内外形成温K电流参差系数,取085~095。差,有了温差就会使导体产生的热量通过绝缘层、护套由于电流通过电缆的损失基本转换为热量散发到层等传导到电
