基于温度场的单芯电缆载流量研究

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1、第33卷第1期四川电力技术Vo1．33，No．12010年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2010基于温度场的单芯电缆载流量研究谢光彬，谢伟(宜宾电业局，四川宜宾644002)摘要：导体温度是电力电缆载流量幅值变化的最直接特征量，电缆表面温度和线芯温度是反应电缆运行情况的重要参量。在简化内热源的基础上，建立单芯交联聚乙烯电力电缆的传热模型；通过研究稳态时电缆温度场分布，分析温度参量之间的关系和影响载流量的因素；基于这个传热模型，优化影响因素，对提高电缆安全运行的可靠性和载流量最优化配置有重要的指

2、导意义。关键词：电缆；表面温度；线芯温度；实时监测Abstract：Theconductortemperatureisthemostdirectcharacteristicforamplitudechangingofthepowercableampaeity．Thesurfacetemperatureandconductortemperatureistheimportantparametersrepresentingtheoperatingconditionofthecable．Theheattransfermodelofthesing

3、le—corecrosslinkedpolyethylenecableisestablishedonthebasisofsimplifyinginnerheatsource．Therelationshipbetweenthetemperatureparametersandtheinfluencingfactorsofampacityareanalyzedbyresearc—hingthestabletemperaturefielddistributionofcables．Theinfluencingfactorsareoptimized

4、basedOiltheheattransfermodel，whichpossessesanimportantguidingsignificanceforimprovingreliabilityofthesafeoperationofcablesandtheoptimalcollo—cationforampacity．Keywords：cable；surfacetemperature；cable—conductortemperature；real—timemonitoring中图分类号：TM757文献标志码：A文章编号：1003—6954

5、(2010)01—0086—03电缆正常运行时，导体允许的长期最高工作温度2)内热源发热均匀，热流由里向外流。不考虑决定了额定载流量的大小。导体温度是载流量幅值外部热源。变化的最直接特征量。电缆导体由于电阻的焦耳热3)电缆材料的热物性为常数。及在交变电场中的介质损耗，传递到绝缘层、护层等，4)线芯、绝缘层及复合层之间的热接触良好，无引起表面温度变化。电缆传热过程受材料的热物性、接触电阻。负载、电缆铺设方式和环境条件影响。电力电缆在运1．2单芯电缆的稳态传热模型行中，过负荷、局部过热、绝缘损坏等原因会逐渐老电缆分为线芯、绝缘层、内垫(包括

6、金属护套)及外护层(包括铠装)。对交流电缆来说，热源包括电化，稳态温度场能反映电缆的绝缘情况和载流量。缆载流导体损耗、绝缘损耗、护套和铠装损耗¨J。均针对电缆的稳态导热，根据几何和物性特征，建匀内热源以热流形式注入相邻界面节点到绝缘层、屏立传热数学模型，研究在稳态温度场分布中，线芯温蔽及护层，通过电缆表面传至外界环境。稳态下的等度、表面温度、环境温度三者之间的关系和载流量的效热路图用集中参数表示，如图1。影响因素，对提高电缆的额定载流量提出了切实可行的建议，对提高电缆安全运行的可靠性和载流量最优、J，、l，毋化配置有重要的指导意义。吩2

7、勿31传热模型哥体卡龌}张1．1模型的基本假设1)稳态一维导热。热量的传递仅沿径向传播，温度分布不随时间变化，不考虑电缆分布电容对温度≥，曼](1)分布的影响。·86·第33卷第1期四川电力技术Vo1．33，No．12010年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．。2010Q为导体损耗；Q：为绝缘介损；Q。为护套损耗，稳态情况下，电缆温度场分布由环境温度、各层包括护套涡流损耗和环流损耗；￡是导体、绝缘、屏蔽热阻、热源决定。和外护层的分界点温度；是对应各层单位长度导热热阻；G=1。3影响额定载流量的因素及

8、提高措施1L和Q根据IEC287标准推荐的公式进行计电缆正常运行时导体允许的长期最高工作温度算，其结构参数应采用相应产品国家标准中的规定取决于绝缘材料的电气性能和机械性能。当导体达值。t可通过温度传感器紧贴