采用有限差分法,用坐標組合的方法對土壤區域,電纜區域分別進行計算,最終確定了任意敷設方式下電纜允許的載流量,通過當量導熱系數的方法,解決了由于預埋管與電纜的偏心夾層帶來的計算上的不便,由于土壤的導熱系數對電纜的載流量有很大影響,為此特別搭建土壤導熱系數實驗臺,用于精確的測量土壤的導熱系數。

溝槽敷設方式下電纜附近的溫度場同時受到周圍空氣、周圍土壤和地表空氣的影響,對其溫度場的分析有助于準確確定溝槽電纜的載流量。該溫度場中的熱傳遞過程是流固耦合的,固體區域用熱傳導微分方程描述,溝槽內空氣采用動量方程、能量方程和連續性方程與熱輻射方程描述,流體和固體間熱傳遞采用迭代法求解。采用三維有限元和渦量-流函數耦合求解上述熱擴散方程,求得整個場域的溫度場分布圖和溝槽內空氣層的流動方程,然后利用迭代法計算溝槽內電纜的載流量,直到導體溫度為363k。計算結果顯示,溝槽內存在較強的空氣自然對流散熱,溝槽內單根400mm2yjv22xlpe電力電纜的載流量為825a,比直埋載流量提高了30%,比排管敷設載流量提高了51.9%。研究結果表明利用有限元和渦量-流函數,可以準確計算溝槽敷設電纜群的流場和溫度場分布,從而準確計算溝槽敷設電纜的載流量。

地下電力電纜溫度場及載流量的數值計算

利用鏡像法和疊加原理,建立了排管敷設的幾種不同情況下電纜載流量理論計算的模型,并進行計算;對部分敷設情況下的載流量計算值進行了試驗驗證,進而說明本文所建立的模型是合適的,理論計算值與試驗值的誤差僅為2%左右,這將為今后電纜排管敷設情況下的載流量計算奠定了理論基礎。

文章針對無錫電力公司東亭變電所的電纜線路,進行了一排4孔(1×4)4根10kv三芯交聯電纜、三排4孔(3×4)12根10kv三芯交聯電纜、三排4孔(3×4)10kv三芯電纜及三排4孔(3×4)110kv單芯電纜共24根電纜等3種電纜敷設方式的載流量試驗。試驗結果證實:不同敷設方式對電纜的允許載流量影響很大,一排4根電纜敷設方式的載流量比單根電纜敷設方式的載流量下降了24%;三排12根10kv電纜敷設方式的載流量下降了42%;24根電纜敷設方式的載流量有多元解,按文章中的試驗條件,該電纜敷設方式的載流量下降了44%。文章介紹了試驗過程記錄,還對今后電纜排管敷設提出了應注意的事項。

高壓電力電纜溫度場和載流量數值計算軟件的研究

利用vb6.0開發基于有限元的高壓交聯聚乙烯電力電纜在直埋、排管、隧道和溝槽等敷設方式下的溫度場和載流量計算軟件。該軟件集成了圖形化技術和數據庫技術,建立了各種電力電纜參數的數據庫,可以動態修改電纜參數,方便地選擇和設置電纜型號、敷設方式、接地方式、排列方式和環境參數。測試表明,該軟件可以滿足大多數工程需求。

導體溫度是電力電纜載流量幅值變化的最直接特征量,電纜表面溫度和線芯溫度是反應電纜運行情況的重要參量。在簡化內熱源的基礎上,建立單芯交聯聚乙烯電力電纜的傳熱模型;通過研究穩態時電纜溫度場分布,分析溫度參量之間的關系和影響載流量的因素;基于這個傳熱模型,優化影響因素,對提高電纜安全運行的可靠性和載流量最優化配置有重要的指導意義。

介紹了排管敷設方式的交聯電纜載流量的理論計算,包括單根電纜,等負載等截面多根電纜,負載不等、線芯截面不同的電纜,部分電纜等截面、等負載,部分電纜不等負載、不同截面的4種情況下埋地排管敷設方式的電纜載流量計算公式,并與無錫供電公司排管敷設載流量試驗結果相比較,理論計算值與試驗值誤差不超過7%,符合工程需要。

在人口稠密的大城市,電力通常通過直埋電力電纜集群來傳輸。電纜載流量是電纜設計和運行中的一個重要參數。iec60287標準給出了單一媒質即均勻土壤中電纜群穩態載流量的計算方法,并給出了有回填土的非單一媒質中電纜群的載流量修正計算方法。為給電纜工程的設計與運行提供科學依據,采用基于場路結合的有限差分法,提出了非單一媒質中電纜群的載流量數值計算方法,深入研究了不均勻土壤中的電纜載流量及其影響因素。計算結果表明,iec外部熱阻修正計算方法的計算精度與回填土熱阻系數有關。回填土熱阻系數較大時,iec計算載流量顯著偏低。

第42卷第4期：1142-1150高電壓技術vol.42,no.4:1142-1150 2016年4月30日highvoltageengineeringapril30,2016 doi:10.13336/j.1003-6520.hve.20160405014 高壓電力電纜溫度場和載流量評估研究動態 梁永春 （河北科技大學電氣工程學院，石家莊050018） 摘要：為了提高電力電纜的利用率和安全可靠性，電力電纜溫度場和載流量分析受到了相關研究人員的廣泛關 注。通過對現有研究現狀分析，基于熱路的解析計算、數值分析、試驗和溫度在線監測等方法已經應用于電力電 纜溫度場和載流量分析計算中；考慮土壤中水分遷移、排管等敷設方式下的內含封閉空氣層等情況下的外部熱阻 是目前熱路解析計算方式的研究重點；耦合求解水分遷移場、內部空氣流場、溫度場和電磁場是數值分析方法

介紹了模擬南京地區110kv交聯聚乙烯(xlpe)電纜排管敷設情況下的單回路和雙回路兩種情況下載流量試驗,對試驗裝置、試驗線路設計及試驗結果都進行了詳細的敘述。提出了雙回路比單回路電纜載流量下降16%~17%,同時對今后的電纜敷設線路設計中應注意的問題提出了建議。

附錄a常用電力電纜的最高允許溫度 常用電力電纜的最高允許溫度表a.0.1 電纜類型電壓（kv） 最高允許溫度（℃） 額定負荷時短路時 粘性浸漬紙絕緣 1~380 250665 1060 3550175 不滴流紙絕緣 1~680 250 1065 3562175 交聯聚乙烯絕緣 ≤1090 250 >1080 聚氯乙烯絕緣70160 自容式充油63~50075160 注：①對發電廠、變電所以及大型聯合企業等重要回路鋁芯電纜，短路最高允許溫度為200℃。 ②含有膝焊中間接頭的電纜，短路最高允許溫度為160℃。 附錄b10kv及以下常用電力電纜允許持續載流量（建議性基礎值） b.0.11~3kv常用電力電纜允許持續載流量見表b.0.1-1~b.0.1-4 1~3kv油紙、聚氯乙烯絕緣電纜空氣中敷設時允許載流量表b.0.1-1 電

一、引言隨著電纜在城市電網建設中的廣泛應用,準確計算電纜載流量對提高電纜應用的經濟性和保證電纜運行的安全性具有重要意義。國內計算電纜載流量是按照國際電工委員會推薦的熱路法。數值計算方法編程計算復雜,可以處理任何復雜工況,比iec方法的計算精度高。常用的電纜溫度場數值計算方法包括邊界元法、有限元法和有限差分法。本文對圓形電纜采用直線階梯擬合曲線的網格劃分方法,整個電纜影響區域劃分到直角網格內,解決了坐標組合法計算復雜的問題,編程簡單并且有較高的精度。

目的電力電纜的載流量的確定受幾種因素的影響,其中包括電纜結構、敷設條件和周圍環境,電力電纜溫度場和載流量計算對于在保證電纜線路運行可靠性和使用壽命的條件下,充分發揮電纜的輸送能力、提高其經濟性具有重要的意義。方法針對排管敷設方式的10kv三芯交聯聚乙烯(xlpe)電力電纜,以iec60287標準算法為依據,采用熱路解析法對其在穩態運行條件下的溫度場和載流量進行了計算研究。結果電纜載流量隨著電纜敷設根數的增加而明顯下降,受周圍環境影響較大。結論計算結果有助于運行中電纜載流量的評估和新敷設電纜線路的設計。

考慮水分遷移混凝土構件溫度場數值計算——在火災(高溫)條件下，鋼筋混凝土構件中水分的蒸發遷移會改變構件內部的傳熱過程，導致溫升及局部溫度分布發生變化。為評估鋼筋混凝土構件的溫度場分布和耐火穩定性，對現有模型進行了改進完善，建立了考慮水分蒸發遷移...

影響高壓單芯電纜線路載流量的因素有很多,電纜本體構造、電纜敷設方式、電纜敷設環境等,都是影響電纜載流量的因素。文章從工程設計和施工的角度,以110kv雙回電纜排管線路為例,按電纜在排管中的排列方式來分析對電纜載流量的影響,進而從工程實施的實際情況出發,來選擇合適的電纜排列方式。

當多根電纜埋地敷設時,電纜之間熱的相互影響使每根電纜的載流量不同程度的降低。每根電纜的載流量由iec60287給定公式計算,其環境溫度由土壤環境溫度和其他電纜在該點的溫升迭加所決定。其他電纜在該點的溫升可以采用鏡像法計算。這樣,每一根電纜額定載流量將由其他電纜決定,用高斯-賽德爾迭代法對以額定載流量為變量的方程組進行求解,計算了電纜群等負荷、不等負荷以及環境因素對載流量的影響。試驗結果表明,計算結果符合工程實際要求。

根據iec60287標準計算了中低壓電纜在不同集群敷設方式、環境溫度及土壤熱阻下恒定負荷的穩態載流量,分析溫度、土壤熱阻系數對復雜情況敷設電纜群載流量影響程度的結果表明:土壤熱阻系數是埋地集群敷設電纜載流量的關鍵影響因素,實際應用中,選擇合適的土壤組分是增加集群敷設電纜載流量的重要手段。

為了保證地下電纜的可靠運行,電力部門的常規做法是在電纜表面安裝分布式光纖溫度傳感器(dts),對電纜的熱狀態進行直接監測。由于電纜的載流量取決于導體的持續運行最高溫度,因此基于傳熱學原理,利用通用有限元軟件對計算場域進行自動劃分,通過提取得到的單元與節點信息自主編制有限元計算程序,結合實時變化的負荷數據及dts測量的電纜表面溫度,分析計算了單芯電纜的瞬態溫度場。通過110kv1×630mm2交聯聚乙烯電纜的試驗研究,對比電纜導體溫度的測量值和計算值,結果表明,自主編制的有限元計算程序能夠準確地計算電纜的瞬態溫度場,為電纜安全高效的運行提供了有效的理論依據。

排管敷設是電纜安全運行管理的重要組成部分,文章對城市電線電纜敷設的特點、工井、排管的技術要求、電線電纜排管優缺點及施工前期準備等方面進行了探討,并對現場施工、竣工驗收、規格排管中的額定載流量進行了闡述。

在城市電網建設中,電纜排管敷設方式具有優越性。建立了電纜排管敷設的載流量計算模型,計算得出了不同敷設方式下電纜的載流量;有針對性地就新型電纜保護管材在工程中的應用提出設計思路;對排管電纜工井的數量、長度、布置等要素分析論證,提出了解決工井排水的措施。文章可為電纜排管工程的設計和施工提供參考。