[发明专利]10kV三芯电缆导体温度的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及传输电缆技术领域，特别是涉及一种10kV三芯电缆导体温度的评估方法。

背景技术

目前，为了得到10kV三芯电缆导体温度及确定载流量，通常有两种方法：以IEC标准为代表的等效热路模型计算方法；以有限元仿真为代表的仿真模拟数值计算方法。

以IEC标准为代表的热路模型计算方法：根据传热学原理把电缆本体及其周围环境构建成带有热源、热阻的单向热传递热路，热源、热阻参数的确定根据导体的发热量、绝缘层介质损耗、各材料的热物性参数而定。由环境温度推算到导体温度，之后再确定载流量。

上述方法存在以下缺陷：1、大地表面为等温面；2、电缆表面为等温面；3、叠加原理适用；4、所规定的计算条件十分苛刻。实际上，由于配网10kV电缆敷设方式多种，周围介质复杂：土壤不均匀、水分含量不同，以及日负荷电流变化较大等因素，导致以上因素无法满足规程假设，进而造成误差较大。对于多排管敷设的10kV配网电缆，其电缆群同时达到最大负荷的情况可能性极低，若按照最严酷的情况进行假设计算将导致实际运行中10kV配网电缆的载流量裕度过大，无法经济高效运行。

以有限元仿真为代表的仿真模拟数值算法：根据实际情况建立模型；输入各类参数之后，给各个区域赋予参数；划分网格之后进行数值求解。数值算法的计算结果可以比较接近真实值。

缺陷：1、针对不同的情况需要建立不同的模型，普适性不足；2、结构参数、热物性参数及边界条件必须要设定准确，否则将导致误差较大。

本发明中的电缆稳态热路模型，基于实测的电缆表皮温度进行稳态导体温度推算，这样就避开了10kV三芯电缆在不同敷设情况及不同运行环境情况下，外部环境温度及环境热阻复杂的变化，使得计算结果更加精确。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了另一种10kV三芯电缆导体温度的评估方法。

一种10kV三芯电缆导体温度的评估方法，包括步骤:

监测所述10kV三芯电缆的单相导体电流和外护套表皮温度；

计算所述10kV三芯电缆的导体温度与所述外护套表皮温度的温差；

根据所述温差与所述外护套表皮温度，计算所述导体温度，

采用下式计算所述温差：

Δθ＝(Q_c+0.5Q_d)T₁+3(Q_c+Q_d)·T₂+3[(1+λ₂)Q_c+Q_d]·T₃

上式中，Δθ表示所述温差，T₁、T₂、T₃、Q_c、Q_d和λ₂分别表示10kV三芯电缆的绝缘层热阻、内衬层热阻、外护套热阻、导体损耗、绝缘层损耗和铠装带损耗系数，

所述10kV三芯电缆为非统包10kV三芯电缆。

本发明10kV三芯电缆导体温度的评估方法，基于实测的电缆表皮温度进行导体温度推算，避开了10kV三芯电缆在不同敷设情况及不同运行环境情况下，外部环境温度及环境热阻复杂变化带来的影响，使得评估结果更精确，适用性更广。另外，本评估方法还在计算中进行了等效与简化处理：忽略了导体屏蔽层的热阻，把导体与导体屏蔽共作一层进行考虑，认为导体屏蔽层的温度与导体外表面的温度相同；把绝缘屏蔽算入绝缘层来进行考虑，两者的热阻系数相同；忽略了10kV三芯电缆金属屏蔽层的损耗及热阻。从而在保证计算精度的同时简化了运算。

附图说明

图1为本发明建立的10kV三芯电缆稳态导体温度计算热路模型；

图2为典型YJV22型10kV三芯电缆结构图；

图3为本发明10kV三芯电缆导体温度的评估方法的流程示意图；

图4为本发明10kV三芯电缆导体温度的评估方法验证性实验的实验装置电气接线图；

图5为热电偶具体敷设情况示意图。

具体实施方式