影响高压电缆载流量的几个因素分析121

影响高压电缆载流量的几个因素分析
摘要:选择电缆截面和确定电缆载流量是当前电缆电气进行设计非常主要的一步,同样截面的电缆在环境因素以及运行条件不同的情况下其自身的其载流量也会出现非常大的差异。

本文通过对于多个文献所阐述的观点以及相关电缆生产厂家具体的实验数据去进行汇总的基础上结合当前电缆具体的运行情况,去对影响电缆载流量的相关因素进行分析。

对其进行分类和对比之后总结出处在条件不同的情况下,电缆载流量的工程自身的折减系数,使其能够便于电缆电气设计人员使用电缆
载流量去完成工程设计相关方面所需要的计算。

关键词:电缆载流量环境因素运行条件折减系数
近几年伴随着我们国家经济水平的快速提升,城市用电量也在不断的提升,这种情况是当前城市里高压输电线路也在不断的增加增多,考虑到当前城市建设用地处于的这种紧张的具备,高压电缆在当前城市线路里获得了非常普遍的使用,可是在
对高压电缆线路设计上,多个地区的水平也存在一定的差异并未㞏形成系统。

电缆电气的部分设计,首先需要处理的就是对于电缆导体截面进行选择的问题,而电缆系统其自身的运行环境还有相关的运行参数对于导体截面上的选择会产生比较严重的影响,同样的导体截面的电缆其因为处在不同环境以及运行的条件下,
其自身的载流量也会持续比较大的差异。

因此下面本文将意义的去对影响电缆载流量的相关因素进行分析。

1、电缆的埋设深度
为了使得埋设于地下的电缆得到保护,降低并且防止因为外力而对其造成的影响,通常电缆线一般都需要使用到埋深的方式。

可是近几年伴随着埋深的不断加大,电缆其自身的散热条件也变得非常之差,在允许其自身最高运行温度保持一致的情况下,电缆载流量也会伴随着其自身的埋深加大而不断的变小。

可是近几年伴随着埋深不断的加大,电缆附近的土壤温度也会出现比较显著的降低,比如某地20年气象进行记录的平均值主要有:最热月地下-0.5m和-1.0m以及-2.0m位置最高月平均的温度,分别和统一地面月的平均气温低出了3℃，4℃，7℃。

所以也就是说埋深的越大,那么其对于载流量产生的影响也就相对要小一些。

下文将100kV400mm2截面电缆作为例子,使用曲线形式去对于敷设深度对于电缆载流量产生的影响进行简单的分析。

2、多回路电缆的互热效应
在电缆多回路以密集方式进行敷设的时候,因为互热效需要把更多回路电缆之间散热条件相对较差,因此载流量也在不断的降低。

下表只是110kV 400mm2单芯（铜）交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电力电缆多回路敷设典型的负载系数。

3、同回电缆相间距的影响
和多回电缆间互热效应相似,与回电缆相间也出现互热效应。

因此电缆相间距离也会影响载流量。

下面以100kV 400mm2截面电缆作为例子,介绍一下电缆相间距离对载流量产生影响。

4、电缆系统附近土壤的温度
电缆截面选择可以说也就是对于电缆允许的电流进行确认,而允许电流主要通过芯线允许温度去进行确认的。

芯线温度不仅和电流相关,也受到附近媒介温度和热阻的影响。

所以埋地电缆附近土壤温度对于载流量有着比较严重的影响。

当前我们国家生产的PE绝缘电缆其自身最高导体的温度通常属于90℃,降低25℃土壤温度作为主要的基础,对于90℃最高导体的温度这点给出了其自身最高的温升为
65℃。

将其作为主要的条件。

5、土壤热阻系数
在初步去对电缆载流量进行评估的时候，比如土壤并不具备非正常地干燥或者是和热性。

能差的材料（如飞尘、砾石）相互进行混合,那么土壤其自身的热阻系数能够使用1.2K*m/W去进行计算。

通常，对于大型电缆系统，在设计前进行线路测量时需要进行详细测量，并确定沿线的土壤热阻系数。

此外，土壤热阻系数应视为季节变化。

这对于中国南部和沿海地区具有明显季节变化的地区非常重要，因为热阻系数受土壤含水量的影响很大，任何土壤热阻系数的测量都应该表明土壤测量时的水分含量。

当然，水的迁移同时考虑到土壤中的水分也不容忽视。

国内和国际工程实践表明，在电缆在高于70°C的温度下运行一段时间后，由于电缆表皮温度约为50°C，电缆附近的水将逐渐迁移并变干。

热阻增加，并且电缆芯工作温度超过额定值的故障发生，这导致电缆绝缘的加速老化，并且最终发生绝缘击穿事故。

目前，交联聚乙烯绝缘电缆芯的工作温度一般为90℃，因此在直埋电缆时应注意水的迁移。

如果电缆敷设在导管中，则将单独考虑。

因此，在计算载流量时应留有一定的余量。

如果降低的载流能力是不可接受的，则可以采用电缆周围“干燥区域”的土壤更换来代替热阻系数。

小而稳定的回填，使用适当比例的沙子和水泥混合并填充作为回填。

结果表明，土工热阻系数在工程应用中相对稳定，即使在完全干燥状态下，其热阻系数也可保持在1.2K * m / W。

6、其他相关数据
假如电缆其自身并不是直埋被敷设而是敷设在导管中然后再被埋设在地下的话,难么除了应该对于以上的运行以及环境数据给予收集之外,还会受到导管自身
的热阻系数的影响,同时其也会对电缆载流量的数据产生影响。

针对当前经常会使用到的110kV电缆线路导管型式分析,基本上主要是用的是玻璃钢管以及C-PVC管两种,这两种管材其自身的热阻系数玻璃钢管大概是在
2.5K*m/W。

而C-PVC管大概在
3.5K*m/W。

因此我们能够看出这些非金属管材其自身的热阻系数是非常大的,并且表面的散热性能相对较差,将其作为电缆保护管
的时候,其自身对于载流量产生的影响也不可以被忽视。

为了出于对设计上的实用性的考量,通常敷设在导管里的电缆,载流量在对其他因素进行考量后在其使用
0.85的缩减因数。

假如电缆敷设在空气里,其自身会因为受到阳光的直射产生一些非常大的热量而使得载流量降低,因此这个时候按照已经使用了必要的遮阳措施,使其不会受到
阳光直接照射而进行考虑。

空气温度需要按照最热月日的最高温度平均值去进行选择取用。

而架空敷设电缆主要是通过对流以及辐射去对散热给予实现的,所以空气热阻主要是分别去通过对于流以及辐射的散热系数去给予展现的,其和电缆的外径以及电缆之间排列形式以及电缆表面的温度还有环境温度等相关的数据有关,并且在进行计算的时候也相对比较复杂,通常在进行设计过程中110kV电缆附近空气的热阻系数选择0.28K*m/W。

以往情况使得电缆周围的空气流通条件相对较好,并且可以对其给予无障碍辐射以及对流散热,同时环境温度提升的也不是十分的显著;可是普通的高压电缆其
自身都并不会不会不添加保护直接的被暴露在空气里,其一般都是被套在电缆导管还有就是被敷设在构筑物里，一般来讲这属于一种比较常见的保护形式,这会使得电缆附近空气不容易进行流通,从而使得环境温度提升。

针对加导管保护的电缆能
够按照以上提到的0.85的系数去对载流量进行折减;而敷设在构筑物里的的电缆则需要对周围环境温度提升对于载流量产生的折减给予考量。

结束语
综上所述，电缆自身的运行条件以及附近环境因素对于电缆自身载流量产生的影响是可以说是十分明显的,因此在对电缆电气进行设计,并且对于电缆截面进行选择的时候需要充分考虑本文所提到的这些影响因素。

同时还需要参照电缆厂家提供特定条件下的载流量,去对电缆具体的载流量给予折减。

参考文献:
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