直埋单芯电缆的载流量数值计算.pdf

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1、第42卷第4期华北电力大学学报Vo1．42，No．42015年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．，2015doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2015．04．05直埋单芯电缆的载流量数值计算燕怒，朱攀勇，熊晓晨(1．三峡大学机械与动力学院，湖北宜昌443002；2．武汉纺织大学机械工程与自动化学院，湖北武汉430073)摘要：针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其栽流量的难确定性，基于有限元法计算直埋电缆温度场和栽流量的基本原理及方法，

2、确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数，应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真，得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线，求得了电缆在确定环境下的栽流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。关键词：载流量；温度场；有限元法；仿真；IEC60287中图分类号：TM247文献标识码：A文章编号：1007—2691(2015)04—0029—05NumericalCalculationofAmpacityofBuri

3、edSingle—coreCableYANNu，ZHUPanyong，XIONGXiaochen(1．MachineryandPowerEngineeringCollege，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China；2．MechanicalEngineeringandAutomationCollege，WuhanTextileUniversity，Wuhan430073，China)Abstract：Becauseofthecomplexityofburiedcable

4、layingenvironment，aswellasthehardcertaintyofcarryingca-paeity，thispaperproposesthebasicprinciplesandmethodsoffiniteelementcalculationofpowercableampacity．CombinedwiththermodynamicsandutilizedANSYSsoftwaretosimulatethecabletemperaturefield．thedistributionsofcablet

5、emperatureareobtained．Usedleastsquarescurvetofitthetemperaturefieldandampacityfunctionrelationcurve，ampacityvalueofthecableincertainenvironmentisacquired．Finally，thefiniteelementcalculationresults，compariedwiththeIEC60287analyticcalculationresults，areprovedtobemo

6、reaccurate．Keywords：ampacity；thermal—field；FEM；simulation；IEC60287理论。国际电工委员会(IEC)在McGrath的研0引言究基础上于1982年提出了电缆额定载流量计算标准IEC60287，在1985年又提出电缆暂态载流电力电缆的载流量涉及到输电线路的安全和量计算标准IEC60853。目前世界上大多数国家都经济以及其寿命问题。近年来，随着经济的快速以IEC标准作为电缆产品额定载流量的依据。但发展，社会对电力的需求日益增长⋯，如何在保证是IEC标准仅仅是载流量

7、的解析计算方法，而实安全的前提下最大限度提高输电线路的输送容量际工程应用问题中它存在许多局限性，它忽略了将显得非常重要。因此，载流量的精确确定具有电磁场与热力场的耦合、多回路间的电磁感应和重要的现实意义。电缆载流量计算最早由A．土壤水分迁移等问题，这些因素又会直接影响到E．Kenelly于19世纪末开始研究，计算方法非常简IEC标准计算中电缆各层及周围煤质的热阻值，这单。随后Neher和McGrath在1957年提出了NM样造成IEC标准计算的载流量值相对实际值有偏差。为了解决IEC标准计算存在的不足，国内外收稿日期：2

8、014—11—1830华北电力大学学报学者对此做了大量研究。我国起步较晚，在近年型。来才开始电缆的数值计算方面研究。文献[8]提1．1电缆群温度场有限元计算思路出了在IEC60287解析计算基础上结合迭代法计电缆群稳态温度场是二维稳态热导问题。二算载流量的新思路。文献[9]用IEC60287解析计维稳态温度场的控制方