不同敷設(shè)條件及環(huán)境溫度下電纜載流能力分析

吳成才

摘要：電纜的載流能力關(guān)系到纜芯截面選擇、電纜安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益等諸多方面，因此為了更加安全、合理、經(jīng)濟(jì)的選擇電纜有必要對(duì)電纜的載流量在不同條件下的變化情況進(jìn)行分析，以滿足實(shí)際工作需要，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全和節(jié)省開支。本文主要針對(duì)電纜的載流量與敷設(shè)條件及環(huán)境溫度的關(guān)系進(jìn)行分析，以求能夠更準(zhǔn)確的計(jì)算出XLPE電纜的額定載流量，為線路設(shè)計(jì)提供更有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：XLPE電纜，載流量，電纜敷設(shè)，環(huán)境溫度

1 電纜載流能力概述

電力電纜載流量是按電纜導(dǎo)體在通載一定電流下引起的溫升不超過(guò)絕緣材料的最高允許溫度確定的，對(duì)于150kV擠包絕緣電纜IEC840（88年）、IEC60840（1999年）均標(biāo)明XLPE電纜持續(xù)運(yùn)行允許最高溫度θM為90℃。因此，到目前為止35kV以上XLPE的θM在工程上一般采用90℃或留有安全運(yùn)行裕度。電纜導(dǎo)體的溫度主要受電纜通載電流和電纜本體（電纜的絕緣層、外護(hù)套）的熱阻及電纜運(yùn)行環(huán)境的影響。國(guó)際電工委員會(huì)發(fā)布的電纜載流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)（IEC60287）對(duì)一般的簡(jiǎn)單的運(yùn)行狀態(tài)的載流量可以進(jìn)行理論計(jì)算。但是，由于計(jì)算中對(duì)相關(guān)參數(shù)的取值不同，計(jì)算出的結(jié)果有一定的差異，特別對(duì)于運(yùn)行條件相對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)合，如大量的排管敷設(shè)、直埋敷設(shè)，計(jì)算值的合理性還有待于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。

2 試驗(yàn)敷設(shè)方式

為了進(jìn)一步驗(yàn)證理論計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)載流量的關(guān)系，進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)電纜為紅旗電纜廠YJLW-Z1×400、YJLW-Z1×500110kVXLPE電纜。敷設(shè)方式為穿水泥管、穿玻璃鋼管。將所試電纜敷設(shè)在規(guī)定的運(yùn)行條件下，在電纜導(dǎo)體和護(hù)套上布置測(cè)溫傳感器。排管內(nèi)用熱電偶管內(nèi)測(cè)量，電纜中用鉆孔固定方法，每根電纜在中心位置線芯處放置1個(gè)熱電偶，電纜外護(hù)套上放置1個(gè)熱電偶。沿中心向兩端每隔1.0米、1.5米、2.0米在電纜外護(hù)套上放置熱電偶，在距中心兩側(cè)3.5米電纜線芯處放置熱電偶。其余熱電偶按一定方式分布在排管和周圍土壤各處。每個(gè)熱電偶按規(guī)定絞好后，穿入塑料保護(hù)管中，熱電偶端部焊在1×1cm銅片上，并編上號(hào)。熱電偶制作好后與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校準(zhǔn)后投入使用。，我們?cè)诜笤O(shè)電纜時(shí)還在排管的上面和下面分別敷設(shè)了同樣的管子，以更好的模擬現(xiàn)場(chǎng)情況，具體情況見圖1。

5數(shù)據(jù)分析

對(duì)比以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)土壤溫度為15℃和5℃時(shí)有較大區(qū)別，后將電纜從土壤中挖出發(fā)現(xiàn)地溫為15℃時(shí)，時(shí)間為一年中雨水最多的季節(jié)，整個(gè)管子已經(jīng)被水淹沒，因此電纜溫度很難升到90℃。這表明如果電纜浸于水中則其散熱能力變大，載流量將大幅度提高。

地溫為5℃時(shí)的情況與一般現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件相似，此時(shí)的理論計(jì)算值與查表數(shù)值基本相等，說(shuō)明計(jì)算比較準(zhǔn)確。試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與理論計(jì)算差別較大，400 mm2電纜水泥管和玻璃鋼管分別增加32.0%和23.0%，500 mm2電纜水泥管和玻璃鋼管分別增加30.8%和20.6%。

參考文獻(xiàn)

[1].羅俊華等， 電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究. 高電壓技術(shù)， 2007. 33（1）： 第169-172頁(yè).

[2].王學(xué)軍與王浩川， 高壓電力電纜接頭溫度無(wú)線檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)， 2009. 29（4）： 第887-891頁(yè).

[3]牛海清，周鑫，王曉兵，等.外皮溫度監(jiān)測(cè)的單芯電纜暫態(tài)溫度計(jì)算與試驗(yàn)[J].高電壓技術(shù)，2009，35（9）：2138-2143.

[4]楊慶新，陳海燕，徐桂芝，等.無(wú)接觸電能傳輸技術(shù)的研究進(jìn)展[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，

[5]羅俊華，周作春，李華春，等.電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J].高電壓技術(shù)，2007，33（1）：169-172.