超高压大截面电力电缆线路热膨胀计算分析
电力隧道内220kV大截面电缆蛇形敷设计算与分析
电力隧道内220kV大截面电缆蛇形敷设计算与分析摘要：近年来，随着城镇化的快速发展，为大幅节约空间资源、土地资源和提高城市电网抵御冰雪、洪水、台风等自然灾害能力，城市电网大量采用地下电力电缆输电系统。
特别是超高压、大容量输电线路，更是采用了电力隧道等方式。
建设专用电力隧道，能够有效解决线路走廊，供电半径、供电可靠性以及公共安全、电磁干扰等问题。
关键词：电力隧道；大截面电缆；蛇形敷设；计算；分析引言根据各种运行数据表明，电缆在运行过程中会产生热胀冷缩的自然物理现象，而伴随这种现象的是电缆会产生较大的机械应力，电缆越长，截面越大，负荷电流越高，所产生的机械应力也越大，其产生的机械应力会危害电缆及其附件设施，造成线路故障；同时线芯和金属护套还会因热胀冷缩的多次循环而产生蠕变，会造成运行电缆位移、滑落、甚至损坏电缆及附件。
为消除这种因负荷变化而产生的电缆热胀冷缩量，结合国内外实际运行经验和相关标准，电缆隧道内采用蛇形敷设电缆线路能够有效的吸收因负荷变化而产生的电缆线路长度的热胀冷缩变化量。
但是，蛇形敷设的弧幅和蛇形长度同时需占据隧道内宝贵的空间，特别是在隧道内规划线路回数较多时，显得更为紧凑，因此在国内应用的实例并不多见，一般直埋、排管敷设电缆时，至多在电缆接头处采用波浪形布置以吸收电缆热伸缩机械应力。
但是在国外，特别是在日本，电缆的蛇形布置确较为普遍，表1是国内外应用电缆蛇形布置的一些实例。
表1电缆蛇形布置实例图5温升t=65℃、不同B时蛇形弧半节距L与幅向滑移量n的关系由图3、4计算结果可知：①导体温升在一定的条件下，蛇形弧长度越长，轴向伸缩应力越大；②在确定蛇形弧长度后，增加弧幅可降低轴向伸缩应力；③蛇形弧长度越长，电缆支架间距越大，使用电缆支架数量较少，同时占用电缆隧道空间相应增加。
由图5结算结果可知：①导体温升在一定的条件下，蛇形弧长度越长，蛇形弧幅向滑移量越大；②在确定蛇形弧长度后，增加弧幅可适当减小幅向滑移量；在进行蛇形弧设计时，应充分注意以下几点：（1）根据隧道方面的条件，设定蛇形弧节距应为电缆支架间距的倍数。
超高压电力电缆结构与线路
5. 进口的配套原材料干燥系统，全封闭式加料，100级净化房， 确保原材料洁净干燥，杜绝微孔与杂质，电缆的电气性能十分 优良。
压铅机
压铝机
芬兰NOKIA公司进口的 挤塑机经过细致全面改 造后，保证了外护套的 质量。同时我们可以根 据用户的不同要求，提 供阻燃、防虫咬等特性 的电缆。
波过高击穿绝缘 单芯电缆的固定卡子或其他套入物是导磁体,使该部电缆
发热以致电缆绝缘击穿 电缆敷设的沟内电缆集束堆放,电缆在运行中过热,使绝缘
击穿 原设计电缆载流量不够,电缆运行中使绝缘过热和击穿 热力管道和电缆平行和交叉时不符规程,使电缆局部过热
引起绝缘击穿 充油电缆油压失压，使电缆纸绝缘打穿 充油电缆和油浸纸绝缘电缆敷设落差过大，使电缆失油或
失压引起电缆绝缘击穿
电缆路径上没有警告标志，使电缆受外力破坏
石墨涂层或外半导电挤出层，满足护层耐压试验要求。
性能及参数
大型框式绞线机系从法国POURTIER公司全套 引进，于1997年经安装调试后正式投入使用，用于绞 制电力电缆用铜、铝导电线芯，生产范围为120-800 mm2该设备为1+6+12+18+24盘，四台绞笼电机为80100KW，转速为2570r/min牵引电机功率达183KW， 牵引轮线速可达60m/min该设备放线盘具有整体自动 上下盘专职，放线恒张力控制收线负荷可达15吨并配
个
电缆终端含支架布置
应为可插拔式。可选择先安装其中二根电缆，另一根用堵 头堵上，等以后分支电缆安装时再接上，当然，一根电缆 出现故障时，也可拔下电缆，用堵头堵上，先运行其余二 根电缆。
体积小。安装Ｔ接头的位置往往在闹市区，地价、建筑费 用很高，因此，Ｔ接头体积小一些，省下的基建费用往往 超过Ｔ接头本身的价格。
110kV及以上电力电缆线路设计原则浅析
110kV及以上电力电缆线路设计原则浅析【摘要】随着人们生活水平的提高，城市居民电力需求逐渐增加，城市供电负荷迅速增长，110kV和220kV变电站得到广泛应用。
由于变电站输电线路均使用电缆，所以，长距离、大容量的电缆线路设计工作成为重点工作。
与此同时，新建电力电缆线路和原有电缆线路连接存有很多技术方面问题，这些都是电缆线路设计中要解决的新问题。
【关键词】110kV电力；电力电缆线路；设计原则引言电力行业是我国支柱型产业，电力对我国经济发展具有重要作用。
随着电力部门不断发展，电网建设工作对电缆设计水平的要求越来越高，在城市电网改造中，高压电力电缆得到广泛应用。
110kV及以上高压电缆线路因为投资很高，所以实际运用情况不像低压电缆或中压电缆线路那样普遍，一些设计单位只是初步接触过，并对高压与中低压电缆特性不是十分了解。
因此，对部分设计人员来讲，高压电缆线路的设计工作属于一个新的挑战。
1电缆截面和型式的选择对高压电力来说，电缆截面大小和线芯材质应该按照供电系统输送的电容量来选择。
电缆载流量计算十分复杂，电缆载流量和电缆线结构、电缆芯截面有关，还受电缆布置、敷设方式及护层接地形式影响，通常情况下，电缆载流量计算可以以《电力工程电缆设计标准》和《JB/T10181 电缆载流量计算标准》规定方法作为依据。
电缆型式根据绝缘层的结构不同可以分为电缆采用单层护套结构时，应采用高密度聚乙烯（HDPE）或聚氯乙烯（PVC）材料；在绝缘强度要求较高或环境保护要求较高的场所，应采用高密度聚乙烯（HDPE）外护套电缆；隧道、桥梁等防火要求较高的场所，应采用阻燃性能良好的聚氯乙烯（PVC）护套电缆；防白蚁要求较高的场所，应采用高密度聚乙烯和防蚁护套双层共挤外护层结构电缆，不宜采用化学灭蚁措施。
在有防白蚁要求的场合，选用高密度聚乙烯和专用防白蚁材料的双层外护层结构，不采用化学灭蚁措施。
2电缆护层接地方法单相高压电缆的过电压可分为工频过电压与冲击过电压, 工频过电压包括电缆线路正常运行时或工频短路时金属护套上产生的感应电压; 冲击过电压包括雷击过电压与操作过电压。
500kV超高压电缆施工设计与工艺
架设模式，加之现阶段所应用的输电系统主要是以电力电缆作为全新的传输模式，在不远的将来，在城市电力系
统建设中将会应用传输容量更大、电压数更高的电缆为主。该文对案例工程中500kV 超高压电缆施工设计进行研
究，旨在为我国500kV 超高压电力电缆线路建设提供参考。
关键词 ：500kV ；超高压电缆 ；施工设计
I
'T Wd 0.5T1 T2 T3 T4 R ª¬T1 1 O T1 T2 T3 º¼
（1）
式中 ：Δθ 所代表的是导体温升，单位用 K 表示 ；Wd 所代表 的是在温度达到最大时，单位体积内的电介质损耗量，单 位用 W/m 表示 ；R 所代表的是在电缆运行温度达到最高时， 单位体内的介质电阻力；T1 所代表的是电导体与绝缘体的间 距热阻系数；T2 所代表的是绝缘护套与屏蔽层的间距热阻系 数 ；T3 所代表的是外电缆层的单位体积热阻系数 ；T4 所代表 的是电缆外部介质与表层的单位体积内热阻系数 ；T1、T2、 T3 以及 T4 的单位均是 K∙m/W。
电缆敷设中的输送机数量以及配送位置可由公式 3 计 算可知，电缆半径约为 80mm，其自体质量约等于 43kg/m，
图 1 下部隧道示意图
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案例工程所应用的干式电缆原材料为交联聚乙烯 （XLPE）。XLPE 电缆具备无油特性，其防火能力极佳，同时 XLPE 电缆安装环节较为便捷，介质损耗相对较低，使用安 全可靠性相对较高，因此选择在案例工程中应用。
在应用过程中，在长时间运行状态下其运行温度值允许 大于 90℃，同时 XLPE 的应用，可大大提升电力电缆过载能 力，在其短路状态下允许温度超过 250℃。XLPE 电缆的抗 张强度为 14MPa，伸长系数为 700%，单位体积电阻率大于 等于 1015Ωm3，绝缘强度系数为 30.0≤ x ≤70.0 kV/mm。
高压电力电缆基本认识
⾼压电⼒电缆基本认识电缆⽹的主要特点优点占⽤地⾯和空间少受天⽓和外部环境影响⼩可提⾼系统功率因数有利于⼈⾝安全运⾏维护⼯作简单⽅便有利于城市规划，有利于环保缺点建设投资费⽤⼤电缆线路不易更改分⽀技术复杂电缆接头需要专门技术，费⽤较⾼故障寻测困难，修复时间长特别适合采⽤电缆⽹的情况重要办公场所：党政机关；科研院所；国际机构；使领馆线路密集的场所：如位于市区的变电站、配电室；发电⼚；⼤型企业内；商业中⼼；CBD区域；⾦融中⼼；城市⼴场；⾼层建筑；居民⼩区风景名胜；⽂物保护区重要跨越：跨越铁路；跨越⾼速公路；跨越河流。
电⼒电缆的基本知识什么是电⼒电缆？在⾦属线芯上进⾏绝缘挤包缠绕，⽤防护材料进⾏屏蔽、密封，能够传输电能的特殊导线。
主要包括线芯、绝缘、防护、密封。
按照电压等级分类低压电⼒电缆：3kV及以下；中压电⼒电缆：6kV~35kV；⾼压电⼒电缆：66kV~110kV；超⾼压电⼒电缆：220kV~500kV；特⾼压电⼒电缆：750kV；1000kV。
按照绝缘材料划分电缆类型1、交联聚⼄烯绝缘电缆2、聚氯⼄烯（PVC）绝缘电缆3、聚⼄烯（PE）绝缘电缆4、橡胶绝缘电缆5、粘性油纸绝缘电缆6、不滴流油纸绝缘电缆7、充油电缆8、充⽓电缆电缆规格型号的含义⽐如：ZR-YJY22-8.7/10kV-3×240①前半部分表⽰型号：ZR-YJY22阻燃交联聚⼄烯绝缘铜芯聚⼄烯内护套双层钢带铠装聚氯⼄烯外护套。
②后半部分表⽰规格：8.7/10kV-3×240电缆设计的相电压U0为8.7kV；电缆设计的线电压U为10kV ；三个线芯，每芯标称截⾯为240㎜2。
电缆⽹中的两个电压概念①电⼒系统电压：电⼒系统正常运⾏时的额定电压。
如220V、380V、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等。
②电缆产品电压：表⽰为U0/U（Um）。
如；6/10(12)kV、8.7/10(12)kV、21/35(40.5)kV、26/35(40.5)kV、64 /110(126)kV。
大截面高压电力电缆蛇形敷设方式分析 张朝军
大截面高压电力电缆蛇形敷设方式分析张朝军发表时间：2018-04-27T11:43:19.597Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：张朝军[导读] 摘要：近年来国内110kV及以上高压电缆线路逐渐增多，大部分地区电缆线路主要采用交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套聚乙烯护套电力电缆（XLPE），主要采用电缆沟、电缆隧道、排管、顶管、槽盒以及桥架等敷设方式，我们在设计与施工中对大截面交联电缆蛇形布置设计、施工中遇到的问题进行了多次讨论，研究了《电力工程电缆设计规范》（GB50217－2007，下称设计规范）及《城市电缆电力线路设计技术规定》（DI/T522（中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 710054）摘要：近年来国内110kV及以上高压电缆线路逐渐增多，大部分地区电缆线路主要采用交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套聚乙烯护套电力电缆（XLPE），主要采用电缆沟、电缆隧道、排管、顶管、槽盒以及桥架等敷设方式，我们在设计与施工中对大截面交联电缆蛇形布置设计、施工中遇到的问题进行了多次讨论，研究了《电力工程电缆设计规范》（GB50217－2007，下称设计规范）及《城市电缆电力线路设计技术规定》（DI/T52212005，下称设计规定）中相关内容。
希望对大截面交联电缆设计、施工、运行的相关问题进行进一步研究和探索。
关键词：蛇形敷设；抗弯刚度；线膨胀系数；温度应力；超静定1电力电缆在温度变化时的内力分析高压电力电缆在电缆沟、隧道等方式敷设采用了刚性固定线夹，将电缆固定于电缆支架等构筑物上，由电缆、电缆刚性固定夹及电缆支架构成了超静定结构，属于3次超静定结构，受力简图如图1所示。
固端约束A、B处的约束反力（支座反力）为：轴力F、剪力Q及弯矩M，支座反力限制了电缆由于温度变化、材料胀缩等原因引起的杆端位移（线位移及角位移），从而使电缆各处截面内产生了内力（轴力、剪力及弯矩），杆端A、B处产生的轴力、剪力及弯矩直接作用在固定支座上，其中轴力F为主要内力。
大截面电力电缆敷设施工方法的改进 创新成果
大截面电力电缆敷设施工方法的改进中石化中原建设工程有限公司王刚儿裴振强秦新春王小峰熊云鹤庞燕维一、前言：电力电缆线路作为城市及工业电网的重要组成部分，在电网安全运行中发挥着重要的作用。
电缆敷设的质量、进度是整个电缆工程能否顺利投入运行的关键。
电缆敷设是通过人工、机械或人机组合的方法，将电力电缆按设计要求展放到预定位置的施工过程。
本施工方法主要介绍使用电缆输送机进行电缆敷设，将电力电缆按要求展放到预定位置的施工方法。
电力电缆敷设施工传统采用人工和机械牵引敷设。
人工敷设电缆工作效率低、成本高，由于人多，行动上很难取得一致，施工组织相对困难，电缆敷设施工质量与安全难以保证；机械牵引敷设容易造成电缆在转弯处受到过大的侧压力而损伤电缆以及采用牵引网套牵引时因牵引力过大容易造成电缆损伤。
我们通过对电缆敷设施工系统研究，决定采用以机械输送为主，牵引为辅、集中同步电气控制的施工方法，总结多年来的实践经验形成了一套成熟、适用于大截面积电力电缆敷设施工方法。
此工法在工程应用中能够提高电缆敷设的效率和质量，降低施工强度，保证施工安全。
二、施工方法特点：1、与传统施工方法相比本施工方法采用电缆输送机为主和牵引机为辅展放电缆，能有效分散电缆敷设时的牵引力，控制侧压力，防止电缆展放过程中对电缆造成机械损伤。
2、每台电缆输送机处装设分控箱，敷设中总控箱和分控箱均设专人控制全线电缆输送机的启动、停止和输送方向。
分控箱处设跳闸按钮，紧急时刻，可使全线电缆输送机停止工作，保证施工安全。
3、全线采用同频对讲机进行通信，信息畅通，实现电缆敷设工程的统一指挥。
4、本施工方法特别适合大截面电缆或电缆在转弯多、坡度大的环境下敷设，能够提高工作效率，保证电缆敷设质量，同时能有效保护原有运行电缆的运行安全。
5、本工法在现有人工成本高的情况下，减少用工数量，节约了施工成本，创造更高的效益。
三、适用范围：本工法适用在施工环境恶劣，工期要求紧且施工质量要求高的施工现场，截面95mm2～300mm2的电力电缆在电缆桥架或电缆沟内敷设。
线胀系数预实验报告
线胀系数预实验报告1. 引言线胀系数是物体在温度变化时线膨胀的度量，它是工程设计与施工中重要的考虑因素之一。
线胀系数实验旨在测量不同材料在不同温度下的线胀系数，以便在实际工程中能够选择合适的材料进行使用。
本实验旨在通过预试验来对不同材料的线胀系数进行初步测量。
2. 实验目的- 理解和掌握线胀系数的概念和计算方法；- 了解不同材料的线胀系数在不同温度下的变化规律；- 掌握线胀系数实验的基本操作和数据处理方法。
3. 实验原理线胀系数的计算公式为：ΔL = α* L * ΔT，其中ΔL为长度变化量，α为线胀系数，L为原始长度，ΔT为温度变化量。
本实验使用传统的测量方法，通过直尺测量不同材料在不同温度下的长度变化量，然后根据公式计算出线胀系数。
4. 实验仪器和试样- 仪器：温度计、直尺；- 试样：选取钢材、铜材和铝材各一根作为试样。
5. 实验步骤1. 将试样分别置于恒定温度的环境中，记录环境温度T1；2. 使用直尺测量试样的长度L1；3. 将试样从环境中取出，迅速测量试样的温度T2和长度L2；4. 计算温度变化量ΔT = T2 - T1，长度变化量ΔL = L2 - L1；5. 根据线胀系数公式计算线胀系数α= ΔL / (L * ΔT)。
6. 数据处理根据实验步骤得到的数据，可以计算出不同材料在不同温度下的线胀系数。
通过绘制线胀系数随温度变化的曲线图，可以分析不同材料的线胀规律。
7. 结果与讨论经过实验测量和数据处理，我们得到了不同材料在不同温度下的线胀系数。
通过绘制曲线图，我们发现钢材的线胀系数相对较大，铜材次之，铝材最小。
这与材料的热膨胀性质相符合。
同时，我们还观察到线胀系数随温度变化的规律。
在温度较低时，线胀系数随温度的增加呈现出线性增长趋势；当温度较高时，线胀系数的增长趋势逐渐减缓，甚至趋于平缓。
这与热力学理论相一致，温度越高，材料分子的热运动越剧烈，导致线胀系数增长速度减缓。
8. 实验结论通过线胀系数预试验，我们初步测量了不同材料在不同温度下的线胀系数，并通过曲线图观察到了不同材料的线胀规律。
uhpc线膨胀系数
uhpc线膨胀系数超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC）是一种新型的构筑材料，在许多工程领域得到了广泛应用。
其中一个重要的参数是UHPC的线膨胀系数。
本文将详细介绍UHPC线膨胀系数的定义、影响因素以及其在实际应用中的重要性。
线膨胀系数是描述材料在温度变化过程中长度变化的一种参数。
对于UHPC来说，线膨胀系数是指其单位长度在温度变化下的线性变化程度。
通常用PPM/℃（百万分之一/摄氏度）表示。
线膨胀系数是一个表征材料热膨胀性质的重要物理参数，也是设计和施工过程中必须考虑的因素之一。
UHPC的线膨胀系数受多种因素的影响，其中最重要的因素是材料组成和孔隙结构。
UHPC通常由水泥、硅粉、细骨料和添加剂等成分组成，这些成分的热膨胀性质不同，因此会影响整体混凝土的线膨胀系数。
此外，UHPC的孔隙结构也会对线膨胀系数产生影响，孔隙结构越复杂，线膨胀系数越高。
在实际应用中，了解和控制UHPC的线膨胀系数对工程的耐久性和可靠性至关重要。
首先，了解UHPC的膨胀性质可以帮助工程师更好地设计结构。
因为UHPC的线膨胀系数与温度变化有关，当UHPC结构暴露在不同的温度环境下时，其长度会发生变化。
如果不考虑这种变化，结构可能会出现裂缝、变形等问题，从而影响其使用寿命。
其次，在施工过程中，合理控制UHPC的线膨胀系数可以减少结构的施工缺陷。
由于UHPC在温度变化下会发生线性变化，如果不合理控制其膨胀性质，可能导致结构的变形和应力集中，从而导致构件破损、质量不合格等问题。
因此，在施工过程中，需要根据设计要求和实际施工情况，合理控制UHPC的线膨胀系数，以确保结构的稳定和安全。
最后，了解和控制UHPC的线膨胀系数还可以帮助工程师预测结构在不同温度环境下的性能和行为。
通过实验和模拟分析，可以确定UHPC在不同温度下的线膨胀系数，并据此预测结构在不同温度下的变形和应力状态。
10kV及以上高压电缆线路设计中需要注意的问题分析
10kV及以上高压电缆线路设计中需要注意的问题分析摘要：文章通过笔者的工作实践和总结，着重就对110kv及以上高压电缆线路设计中需要注意的问题进行了分析，主要从外护套的选择、回流线的选择与布置、电缆接地方式的选择、电缆敷设方式的选择等方面进行了论述，以供设计人员参考借鉴。
关键词：110kv；高压电缆；敷设方式；接地方式近年来，随着国家经济的日益发展，电力工程建设数量不断增多，110kv及以上高压电缆线路因其投资较高等原因，从而在电力工程中应用情况还不像中、低压电缆线路那么普遍。
目前由于一些设计单位对110kv及以上高压电缆线路接触甚少，从而忽略了高压电缆线路设计的一些特殊性，造成工程建设中出现了一些不足和缺陷。
因此，对高压110kv及以上电缆线路设计进行探讨与研究具有重要的意义。
本文结合工程实例，就110kv及以上电缆线路设计问题进行探讨。
1 外护套的选择对11okv及以上高压电缆线路，外护套多采用聚氯乙烯（pvc，代号02）或聚乙烯（pe，代号 03）两种材料。
pvc阻燃性较好、力学性能稍差；pe阻燃性较差、力学性能稍好，价格稍高但环保性能好。
因此，在隧道环境中常选用02型，直埋、排管敷设常采用03型。
2 回流线的选择与布置2.1 回流线的选择根据《电力工程电缆设计规范》（gb50217-2007）规定，11okv及以上单芯电缆金属护层单点直接接地时，若系统短路导致电缆金属护层上产生的工频感应电压超过其绝缘耐受强度（或护层电压限制器的工频耐压）、或者需要抑制电缆邻近弱电线路的电气干扰强度时，一端接地的线路，都必须装设接地良好的回流线，并将其两端可靠接地。
这样，发生单相接地短路故障时，短路电流可以通过回流线流回系统的中性点，特别是当接地故障发生在回流线的接地网时，接地电流的绝大部分将通过回流线。
由于通过回流线的接地电流产生的磁通抵消一部分电缆导线接地电流所产生的磁通，因而装设回流线后既可降低短路故障时护套的感应电压又能防止在电缆线路附近的信号电缆中产生较大的感应电压。
超高压电缆蛇形敷设方式选择
超高压电缆蛇形敷设方式选择方建【摘要】对于大截面电缆,导体温度的变化引起热胀冷缩将产生很大的机械力,常用而有效的解决方法就是对电缆采取蛇形敷设释放其机械力.针对超高压电缆蛇形敷设方式,对电缆热伸缩量、蛇形节距等计算公式进行了推导分析以有助于理解热伸缩原理;并对蛇形弧幅、蛇形弧节距、占有幅、轴向力等参数的设计条件以及注意事项提出建议,对正确使用计算公式尤为重要;比较了水平蛇形与垂直蛇形敷设方式优缺点,有助于合理选择电缆蛇形敷设方式和参数.结合工程案例,对电缆蛇形敷设方式进行了计算分析与长期循环试验试验,进一步验证了敷设方式选择的正确性.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2015(031)011【总页数】5页(P31-35)【关键词】超高压;电缆;热伸缩;蛇形敷设;轴向力【作者】方建【作者单位】福建省电力勘测设计院,福建福州 350001【正文语种】中文【中图分类】TM757随着社会经济的发展，区域负荷也越来越大，尤其是超高压电缆工程，导体截面呈现不断加大的趋势；在环境温度或负荷电流变化时，由电缆线芯温度变化引起的热胀冷缩所产生的轴向力是十分巨大的，且电缆导体截面积越大，所产生的轴向力也越大，若处理不当，将对线路安全运行造成较大的威胁［1-3］。
常用而有效的解决方法就是对电缆采取蛇形敷设释放其机械力。
本文针对超高压电缆蛇形敷设方式，首先对电缆热伸缩量、蛇形节距等计算公式进行了推导分析，以有助于理解热伸缩原理；然后对蛇形弧幅、蛇形弧节距、占有幅、轴向力等参数的设计条件以及注意事项提出建议，对正确使用计算公式尤为重要；接着比较了水平蛇形与垂直蛇形敷设方式的优缺点，有助于合理选择电缆蛇形敷设方式和参数；最后结合工程案例对电缆蛇形敷设方式进行了计算分析与长期循环试验，进一步验证了敷设方式选择的正确性。
对于电缆的热伸缩量计算公式，已有的电缆规范未对公式的由来进行表述，本文将借助于对热伸缩量计算公式的推导，进一步解释热伸缩的原理，从而更好地理解临界温升对热伸缩量的计算公式的意义。
超高压长距离大截面电缆的护层感应电压
杨站进 线 （ ８ｋ ２５ ０ ｍｉ ） ２ ０ｋ 崇 明联 网 １ ｍ， ０ ｉ ，２ Ｖ １
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离长 （ 于 １ ｍ） 戡 面大 （ 大 ２５ ０ｍｉ ） 输 大 ０ｋ ， 最 ０ ｌ ， ｌ 送 容量 大 的特 点 。对 这 些 电缆 线 路 来 说 ， 缆 金 电
２ 影 响 感 应 电压 的 因 素
电缆 护套 感 应 电 压值 与线 芯 截 面 、 问 距 离 缆 和 电流大小 有 关 。感 应 电压数 值 与电 线排 列 中心
距 离和金 属护 套 平 均 半 径 之 比 的对 数 成 正 比 ， 并
属护套 的过 电压 保护 将 是一 个很 重要 的问题 。这 是 因为 单芯 电缆 每 根 线 芯 各 专 用 一 个 金 属 护 套 ，
有 关 。如果 采 用三 角形 电缆 敷 设虽 然 比采 用 直线 型水平 布置 型 式产 生 的 电缆金 属 护套感 应 电压小
运行 的 故障 概 率 相 应 提 高 。因 此 ， 必 要 对 超 高 有
压 长距 离 大 截 面 电 缆 护 层 感 应 电 压 进 行 分 析 计
算 ， 出合理 的解 决方 案 。 提
得 多 ， 由于三 角 形 敷 设 一 般 较 水 平 敷 设 时 的 电 但 缆 载流 量下 降较 多 ， 相 同的输 送 容量 时 ， 必须 在 就
选 择更 大 的 电缆 截 面 。因此 有 必 要权 衡 利 弊 ， 对
２ 感 应 电压 的 限 制 值
电缆 分盘 长度 越 长 ， 电缆接 头就 越 少 ， 以减 可 少工 程造 价 和 减 少事 故 率 。但 电 缆 的 盘 长越 长 ，
分割导体技术教材之一(余益定)
超高压电力XLPE电缆制造技术系列讲义之一扇形四或五分割预扭导体之制造概要余益定一、前言超高压69kV以上之XLPE电力电缆已由台电采用多年，预计2000年开始，台电将进入161kV级以取代69kV级。
除可减少线路损失外尚可提升电力供应品质。
因应都会区域所需此项超高压电缆多层大型导体，电力公司规定在定型试验时应送样之导体尺寸如下：69kV 1000mm2161kV 1600mm2此种大截面导体，极易产生内部涡流Iddy Current促使导体温度上升而造成输电损失。
为避免此项涡流，乃设计成为分割导体。
Segmental Conductor实际上，分割导体在纸绝缘充油电缆OF Cable 时就已采用，并且需加入导油螺管,现应用于交联PE绝缘XLPE Cable已不再需要导油螺管。
分割导体制造属于高难度技术，完全有别于传统圆形绞线。
规格的规定比较含混不明确，一般只有规定外径、单位重量、导体电阻等，绞向、扇角、填充等都没有规定。
台电规定四分割、五分割都可以，国外还有作成六分割或七分割，各工厂方式并不一致，且影响将来交联PE绝缘尺寸品质，如集合不圆，扇角突出等。
此种导体是超高压电缆制造技术一大问题，业者不能不重视。
应力求了解原理、选择良好方法（机械），设计正确压缩轮尺寸，并就因应台电公司要求，探讨此分割导体各项问题。
二、分割导体之特性要求2.1依据台电规范A-007，其译文如后：3．交联PE电缆规范：交联PE电缆之构造及材料须符合下列各项规定及附表1与表2。
3.1导体(Conductor)3.1.1材质：导体须为电气用无镀锡软铜线，绞合前其物理特性须符合ASTMB 3 之规定。
3.1.2.截面积：分为100、150、200、250、325、400、500、600、800、1000、1200、1400、1600等（mm2）。
3.1.3形状：3.1.3.1压缩圆形（Compacr-Round Stranded）：凡导体截面积为100～600 mm2者须为压缩圆形，导体最外层之绞向须向右转(S方向)，其绞距不得大于该层外径之20倍。
高压电缆线路试验标准和条件
4）接地方式对电缆的影响
（电缆的ABC分类及中国电网概况） IEC标准将电力系统划分为三类： A类：该系统任一相导体与地或接地导体接触， 能在1min 内与系统分离； B类：该系统仅包括单相导体与地或接地导体接 触，接地故障时间不超过8h，每年总累积 时间不超过125h； C类：该系统为所有不属于A类及B类的系统。 预期会经常处于接地故障运行的系统，选 用C类为宜。
4.2 电缆性能监测主要试验项目
一）塑料电缆（重点：交联聚乙烯绝缘电缆）的
试验项目及标准要求 ----交联电缆主要性能特点及参数的意义 ---最新IEC标准对有关项目指标修改的评价 ---敷设后及运行中电缆线路性能监测主要试验项目
A） 交联电缆绝缘的性能特点
交联电缆绝缘由单一介质交联聚乙烯（XLPE）构成 它的主要优点： 1 优良的电气性能：耐电强度高(长期工频击穿强度 20～30MV/m， 冲击击穿强度40～65MV/m)， 2 耐热性能好（连续工作温度90℃，载流量较大）； 3 不受落差限制。
电力电缆终端及接头基本结构及作用特点
电缆的电场分布特点
E x=0 = U(εv／ReqεMK) 1/2 cth[(εv／ReqεMK) 1/2 l ] = Uγcth(γl ) 其中：γ=(εv／ReqεMK) 1/2 ，
式中：εv：绝缘层介电常数，εM：周围媒质介电常数， Req ：等效半径= riln(ri/rc)，ri： 绝缘层半径, rc： 导体半 径，K：与周围媒质性质有关的系数。 当[(εv／ReqεMK) 1/2 l ]≥1.5时, cth[(εv／ReqεMK) 1/2 l ]≈1, 即增加l对E x=0值几乎没有影响。只有增加周围媒 质介电常数εM、等效半径Req 和表面电容（与周围媒质 性质有关的系数K）可以降低E x=0值。
铜 线膨胀系数
铜线膨胀系数
摘要：
1.铜线的膨胀系数定义和意义
2.铜线膨胀系数的计算方法
3.铜线膨胀系数的影响因素
4.铜线膨胀系数在实际应用中的重要性
5.如何应对铜线膨胀系数带来的问题
正文：
铜线膨胀系数是指铜线在温度变化时，其长度发生变化的程度。
这个系数对于电线电缆的设计和使用具有重要意义，因为它直接影响到电线电缆的性能和寿命。
铜线膨胀系数的计算方法是根据铜线的线性膨胀系数（α）和温度变化（ΔT）来计算的。
具体公式为：ε=α*ΔT，其中ε表示膨胀系数，α表示线性膨胀系数，ΔT表示温度变化。
影响铜线膨胀系数的因素主要有铜线的材质、截面积、温度和湿度等。
其中，铜线的材质和截面积是决定因素，一般来说，铜线的材质越好，膨胀系数越小；截面积越大，膨胀系数也越小。
铜线膨胀系数在实际应用中的重要性主要体现在以下几个方面：首先，膨胀系数直接影响到电线电缆的安装和使用，如果膨胀系数过大，可能导致电线电缆在使用过程中因为温度变化而产生过大的应力，从而影响其使用寿命；其次，膨胀系数还会影响到电线电缆的电气性能，如电阻、电感等，进而影响电
力传输的效率。
针对铜线膨胀系数带来的问题，我们可以采取一些措施来应对。
220kV电缆线路过电压计算与分析
220kV电缆线路过电压计算与分析摘要：介绍了220kV电缆的结构参数和布置，分析了影响电缆电气参数的因素。
仿真计算表明架空线路上远距离杂交的长程航线和电磁跃迁频率过电压过高，高且可能超过限值。
通常的限制是安装一个220kV并联反应堆。
关键词：过电压；长电缆；排列方式；计算与分析前言在城市网络规划中，由于各种原因，大量的电缆被用作城市的主要网络。
在设计中，电缆的电气参数根据其布局和长度、过电压和绝缘而变化。
另外，有线线路的敷设成本较高，维护不方便，且在条件允许的情况下仍在使用，这使得架空过压线路和绝缘线路更加复杂，因为混合电缆和架空电缆的电气参数差异较大。
本文从电缆布置、电缆长度、电缆与架空线路的结合等方面对220kV系统电缆线路的过电压和绝缘问题进行了探讨。
一、背景概述1.近年来，随着世界经济的进展，城市的发展速度越来越快。
城市的快速发展不可避免地增加了对电力的需求和需求，导致电缆的使用越来越广泛。
特别是对于高压电缆远距离、大截面，这些线路的铺设，不仅可以提高传输能力输出线路和变电站的大小减少信道，而且能够减少压力并提高信道的使用，以简化并网。
目前，国内外部分城市网络已建成高压线、超高压线、大断面线和长距离线。
2.电缆广泛应用于电气系统。
使用长距离、大断面和高落差电缆，特别是在高压和特高压系统中，不同于许多传统的架空线路，尤其是在操作和维护方面。
在因断路器运行或系统故障而改变系统参数的电气系统中，系统在向系统内部能量转换或传递过渡过程中产生的过电压称为内部过电压。
它主要包括工作过电压和临时过电压。
无论内部过电压是多少，它都与系统参数密切相关。
架空线路和电缆具有不同的参数特性，因此在电路中产生过电压。
架空线路和电缆混合产生的过电压更为复杂。
目前，架空线路的研究和应用相当发达，而超高压、大断面、长距离、高落差电缆的使用尚未成为理论和实践研究的课题。
大多数工作涉及使用电缆作为更大容量的架空线路，更不用说架空线路和电缆线路的混合。
220kV电缆线路工频过电压及操作过电压的研究
220kV电缆线路工频过电压及操作过电压的研究摘要：本文介绍了应用电磁暂态仿真程序EMTP对220kV电缆线路的过电压进行的研究，分析了不同排列方式和电缆截面对电缆参数的影响。
研究结果表明：架空线和长距离电缆混合线路的工频过电压和分闸空载线路重燃过电压、长距离纯电缆的分闸空载线路重燃过电压均超出限值，通过采用加装220kV并联电抗器的方法予以限制。
关键词：线路；参数；排列方式；影响；操作现今，220kV输电线路建设常常由于受到地理环境、城镇规划建设等影响，在新建或对已建线路改造过程中，220kV电缆得到越来越广泛的应用，尤其大截面、长距离的电缆。
由于电力电缆具有相对于架空线很大的电容，在输电线路的末端会因空载线路的容升效应而使电压升高。
再加上架空线与电缆相连，更增加了波在线路上传播的复杂性，造成了这类线路的过电压。
建立正确的模型，是进行正确的仿真计算的前提。
因此，本文首先从电缆线路的参数矩阵出发，结合了中山地区某220kV桂中甲、乙线架空线改造情况，对电缆线路工频过电压及操作过电压进行了阐述。
1 某改造工程工程概况改造前：220kV桂中甲线及220kV桂中乙线输电线路为500kV桂山站至220kV中山站输电线路。
其中220kV桂中甲线线路总长：20.892km，架空总长18.679km，电缆长2.195km；导线型号为2×LGJX-240/40、2×LGJX-300/40、2×LGJ-630/45，电缆截面为2000mm2。
其中220kV桂中乙线线路总长：20.037km，架空总长17.5km，电缆长2.537km；导线型号为2×LGJX-240/40、2×LGJ-630/45，电缆截面为2000mm2。
因城市建设，将220kV桂中甲线#54-#57塔段与220kV桂中乙线#44-#47塔段架空线进行地埋改造，拆除原架空线路长2×0.5km，导线为2×LGJ-630/45，地线为一根LGJ-95/55及一根72芯OPGW。
变压器油热膨胀体积变化
变压器油热膨胀体积变化
变压器油的热膨胀体积变化受其线性膨胀系数的影响，这是指单位温度变化时油体积膨胀的比例。
具体来说，变压器油的热膨胀体积变化涉及以下要点：
1.线性膨胀系数：线性膨胀系数（α）可以通过测量同一油样在不同温度下的体积来计
算得出。
公式为α = (ΔV/V0)/ΔT，其中ΔV 表示油的体积膨胀量，V0 表示油的初始体积，ΔT 表示温度变化量。
2.热膨胀系数的重要性：变压器油的热膨胀系数是影响变压器运行稳定性的重要因素之
一。
在变压器设计和运行中，需要对油的热膨胀进行考虑和控制，以保证变压器的安全和效率。
3.体积膨胀率：例如，一种常见的变压器绝缘油可能有一个热膨胀系数为每摄氏度体积
膨胀0.07%。
这意味着如果温度升高100度，体积将增加7%。
4.运输中的考虑：当变压器带油运输时，由于气温的变化，绝缘油体积的热膨胀可能会
引起充氮区域的压强变化。
因此，在运输变压器时，需要计算这种体积变化，以确保运输的安全性。
5.稳态运行：在变压器稳态运行时，绕组和铁心的损耗功率不变，热量的产生和散失达
到平衡。
此时，变压器内部的温度和油流速度不随时间改变，外界环境条件也保持不变。
变压器内部的热传导满足傅立叶定律。
综上所述，了解和计算变压器油的热膨胀体积变化对于确保变压器的正常运行和安全运输是非常重要的。
在设计和操作变压器时，必须考虑到这一因素，以避免由于温度变化导致的任何潜在问题。
3104 热膨胀系数 -回复
3104 热膨胀系数-回复什么是热膨胀系数（3104）？我们知道，物质在受热时会膨胀，而热膨胀系数就是用来描述物质膨胀程度的一个物理量。
在这篇文章中，我将一步一步地回答以下问题，包括热膨胀系数的定义、计算方法以及应用。
现在让我们开始深入了解3104热膨胀系数。
首先，我们来了解一下什么是热膨胀系数。
热膨胀系数是指在温度变化时，物体体积（或长度、面积）的增大率与初始长度（面积、体积）变化率的比值。
这个比值可以用来计算物体在不同温度下的膨胀情况。
3104热膨胀系数是指铝合金3104在温度变化时的膨胀程度。
铝合金3104是一种常见的铝合金，它具有优良的耐腐蚀性和可加工性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
接下来，让我们来了解如何计算3104热膨胀系数。
计算热膨胀系数的常用方法是通过实验测量得到的温度变化与物体长度（或体积）的关系曲线来求得。
具体而言，我们可以将温度从初始温度T1加热到目标温度T2，测量物体的长度变化ΔL，并记录下温度变化ΔT。
然后，我们可以使用下面的公式来计算热膨胀系数α：热膨胀系数α=ΔL/（L0×ΔT）其中，ΔL是物体在温度变化ΔT下的长度变化，L0是物体的初始长度。
热膨胀系数的单位是1/（或K），表示在单位温度变化下物体长度（或体积）的相对变化率。
计算了3104热膨胀系数之后，我们可以开始探讨它的应用。
热膨胀系数的应用非常广泛，特别是在工程实践中。
例如，在建筑领域，热膨胀系数被用于计算建筑材料在温度变化条件下的收缩和膨胀。
这有助于避免建筑结构的破坏和损坏。
另外，热膨胀系数还能用于设计制造机械零件以及计算电子元件的热膨胀，以确保它们能在不同温度下正常工作。
除了理论上的应用，热膨胀系数还可以在实际的生活中得到应用。
例如，在汽车制造中，热膨胀系数被用来设计和制造车身，以适应不同温度下的膨胀和收缩。
此外，热膨胀系数还可以被用于计算天气球和气球中气体的膨胀和收缩。
综上所述，3104热膨胀系数是描述铝合金3104在温度变化下膨胀情况的物理量。
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Fh1
=
+
μW L 2B
2
×0. 8 。
(2)
当导体温度上升时 ,其蛇形弧轴向力 Fh2 可参
考式 (3) 理论计算
Fh2
=-
8 EI B2
αθ 2
-
(
B
8 EI + n)
2
αθ 2
-
μWL 2
( B + n)
×0. 8 。
(3)
针对垂直敷设的电缆线路 ,当导体温度下降时 ,
其蛇形弧轴向力 Fv1 可参考式 (4) 理论计算
Fv1
= + WL2 2B
×0. 8 。
(4)
当导体温度上升时 ,其蛇形弧轴向力 Fv2 可参
考式 (5) 理论计算
Fv2
=-
8 EI B2
αθ 2
-
(
8 EI B + n)
2
αθ 2
+
2
WL 2 (B +
n)
×0. 8 。
(5)
电网运行与安全
罗俊华 ,张 丽 ,刘毅刚 ,等. 超高压大截面电力电缆线路热膨胀计算分析
电缆线路轴向热膨胀量 ΔL 可参考式 (1) 理论 计算
ΔL = αΔθL 。
(1)
式中 ,ΔL 为电缆线路热膨胀量 ,mm ;Δθ为电缆线路
导体温升 ,°C ; L 为蛇形长度的 1/ 2 ,mm ;α为电缆线
路热膨胀系数 ,1/ °C。
针对水平敷设的电缆线路 ,当导体温度下降时 ,
其蛇形弧轴向力 Fh1 可参考式 (2) 理论计算
图 1 电缆线路蛇形敷设及热膨胀分析示意图 Fig. 1 Snake2like laying and the thermal expansion of the power cable line
面的电缆线路热膨胀现象尤为严重 , 在电缆线路设 计 、敷设施工和运行维护工作中 ,应该引起各个部门 的高度重视 。
为 20 kN ;优化设计隧道内电缆线路蛇形敷设的蛇形长度范围为 4000～8000 mm ,弧幅范围为 150～250 mm ,蛇形
弧幅的轴向伸缩推力亦可以限制在 4～6 kN 范围内 。
关键词 : 电力电缆 ; 热膨胀 ; 大截面导体 ; 蛇形敷设 ; 轴向伸缩推力 ; 计算
中图分类号 : TM247
3. 广州供电局 ,广州 510310)
摘 要 : 为了解决电缆导体温升因负荷变化而变化 ,导致电缆线路热胀冷缩的问题 ,工程应用中通常采取蛇形敷
设电缆线路 。特别是隧道内的超高压 、大长度 、大截面电缆线路 ,蛇形敷设能够有效吸收热胀冷缩引起的电缆线路
长度变化 ,防止电缆接头和终端机械应力损伤 。为此 ,选取回路长度为 1. 2 km 的 2500 mm2 / 220 kV XL P E 电缆线
本文依据国家标准和工程实践实例 ,理论分析 超高压 、长距离 、大界面电缆线路在不同工况条件下 的热膨胀问题 ,计算了蛇形敷设的弧幅和蛇形长度 , 为电缆线路工程设计 、敷设施工和竣工验收提供参 考依据 。
1 热膨胀分析
导体温升导致的电缆线路热膨胀 ,沿电缆线路 轴向产生机械应力 F , F 与电缆导体温度θ和电缆 线路热膨胀系数α有关 。由于电缆线路本身自重向 下产生的垂直重力 、电缆本体与电缆支架之间因摩 擦而产生的反向摩擦力等 ,当电缆导体温升变化时 , 则合力可以分解为电缆线路轴向伸缩推力和侧向滑 移推力 。当伸缩推力和滑移推力足够大时 ,电缆线 路接头 、终端 、金属护层以及电缆附属设施可能被损 坏 ,引发电缆线路运行故障 。超高压 、长距离 、大截
文献标志码 : A
文章编号 : 100326520 (2010) 0521281206
Analysis and Calculation of Thermal Expansion of EHV Cable Line with Large Size Conductor
L U O J un2hua1 , ZHAN G Li2 , L IU Yi2gang3 , ZH EN G Chuan2bao2 (1. State Grid Elect ric Power Research Instit ute , Wuhan 430074 , China ; 2. Shanghai Municipal Elect rical Power Co rporatio n , Shanghai 100031 , China ;
为了及时有效地吸收热膨胀量 ,电缆线路通常
采取水平蛇形敷设或者垂直蛇形敷设 。依据实际积
累的运行经验 ,电缆线路蛇形长度和蛇形弧幅取值 范围分别为 3～8 m 和 > 11 5 D ( D 为电缆外径) 。此 时 ,对应图 1 所示 ,电缆线路理论热膨胀量 、轴向伸 缩推力和侧向滑移量可以依据式 (1) ～ (6电网大量采用地下电力电缆输 配电系统 ,以大幅节约空间资源 、土地资源和提高城 市电网抵御冰雪 、洪水 、台风等自然灾害能力 。特别 是地下超高压电缆输电系统 ,能够有效地解决线路 走廊 、供电半径 、供电可靠性以及公共安全 、电磁干 扰等问题 。高电压 、大截面 、长距离电力电缆线路在 大 、中型城市和经济发达地区的主网架中已经占据 相当重要的地位 。
1283
图 2 θ= 250 °C、不同 L 时蛇形弧幅 B 与 轴向伸缩推力 Fva 的关系
高电压技术 第 36 卷 第 5 期 2010 年 5 月 31 日
High Voltage Engineering , Vol . 36 , No . 5 , May 31 , 2010
1281
超高压大截面电力电缆线路热膨胀计算分析
罗俊华1 , 张 丽2 , 刘毅刚3 , 郑传宝2 (1. 国网电力科学研究院 ,武汉 430074 ;2. 上海市电力公司 ,上海 100031 ;
2006 年 ,上海市电力公司率先投运 4 回路 2500 mm2 / 220 kV XL P E 电力电缆线路 ,该线路回路长
度为 11 2 km , 隧道 敷设[1] 。2009 年 , 敷 设 2 回 路 2500 mm2 / 500 kV XL P E 电力电缆 , 回路长度约 17. 15 km ,再次刷新世界纪录[2] 。截止 2009 年 12 月底 ,国网公司系统所辖 66～500 kV 高压电缆线 路回路长度合计 86101 7425 km ,同比 2008 年度增 长率为 181 73 %。其中 ,排管敷设和隧道敷设是高 压电缆线路重要的敷设方式 ,66 、110 、220 、330 、500 kV 电压等级下电缆线路隧道和排管敷设所占比例 经统计分别为 77 %、63 %、66 %、89 %、85 %[3] 。
3. Guangzho u Power Supply Bureau , Guangzho u 510310 , China)
Abstract : Two kinds of EHV cable lines were taken as analytical examples to calculate t hermal expansio n quantity. One is 2500 mm2 / 220 kV XL PE cable line of which t he ro ute lengt h is abo ut 1. 2 km , and anot her is 2500 mm2 / 500 kV XL PE cable line of which t he route lengt h is about 17. 15 km. The calculatio n result s p rove t hat t he maximum axial p ush force is abo ut 20 kN when t he emergency overload temperat ure of cable co nducto r reaches 250 °C. The op2 timal design of snake2like laying in size and dist ributio n of bracket , as well as different arc amplit ude and pitch ,was p ut forward based on different diameters of t unnel fo r not o nly decreasing t he axial p ush force but also economizing space. In ot her wo rds , when t he arc amplit ude range f rom 150 to 250 mm and t he pitch range f ro m 4000 to 8000 mm are selected , and t he axial p ush force of t he long lengt h cable lines wit h large size conducto rs which are installed in t he t unnel may be rest ricted wit hin 4 to 6 kN range. And t he arc bracket s are t he best design for t he rounded cro ss sectio n t unnel to save space. Key words : power cable ; t hermal expansio n ; large size conductor ; snake2like laying ; axial p ushforce ; calculation
热胀冷缩是自然界的基本规律 ,电缆线路长度 越长 ,热膨胀量越大 ,其产生的机械应力以及对电缆 附件和附属设施的危害性越显著 。长距离高压电缆