[发明专利]柔性矿物绝缘电缆载流量的计算方法、验证装置及方法

权利要求书

1.一种柔性矿物绝缘电缆载流量的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：

A、计算在导体外绕包多层云母带后形成的绝缘线芯的绝缘层热阻T₁：采用热阻归一化原理对由绕包在导体外的云母带层和云母带层中的气隙组成的多层热阻复合模型进行简化并根据云母带层与气隙的体积占比将云母带层和气隙分别归并到绝缘线芯内层和绝缘线芯外层，分别计算云母带层和气隙的热阻并将所述云母带层和气隙的热阻相加得到绝缘层热阻T₁，根据式1计算得到所述绝缘层热阻T₁：

式中，为云母带的热阻系数，K*m/W；为已知的气隙热阻系数，K*m/W；R₁为导体的半径，m；R₂为云母带层的等效半径，m；R₃为绝缘层的半径，m；

根据式2计算得到所述云母带层的等效半径R₂：

式中，η为云母带的填充系数；

根据式3计算得到所述云母带的填充系数η：

式中，m为单位长度单根绝缘线芯中云母带的重量，kg；ρ为云母带的密度，kg/m³；

B、计算n根绝缘线芯成缆后绕包绕包带并包覆皱纹铜护套后形成的缆芯的内护层热阻T₂，根据式4计算得到所述内护层热阻T₂，其中，1≤n≤5：

式中，为绕包带的热阻系数，K*m/W；R₄为成缆半径，m；R₅为成缆绕包后的半径，m；R₆为皱纹铜护套的内等效半径且R₆＝R₅+0.5H，m；H为皱纹铜护套的波谷与波峰之间的轧纹深度，m；

C、计算由缆芯形成的电缆的外护层热阻T₃：当所述缆芯外无外护套时，外护层热阻T₃为0；当所述缆芯外挤包有外护套时，根据式5计算得到所述外护层热阻T₃：

式中，为外护套的热阻系数，K*m/W；R₇为皱纹铜护套的外等效半径且R₇＝R₅+0.5H+δ，δ为皱纹铜护套的厚度，m；R₈为电缆的半径，m；

D、计算电缆敷设于静止空气中的外部热阻T₄，根据式6计算得到所述外部热阻T₄：

式中，h为散热系数，W/m²K^5/4；D_e为电缆的外径，m，其中，当所述缆芯外无外护套时，D_e为2R₇，当所述缆芯外挤包有外护套时，D_e为2R₈；Δθ_S为电缆表面相对环境的温升，K；

E、计算柔性矿物绝缘电缆的载流量，根据式7计算得到所述柔性矿物绝缘电缆中单根导体流过的理论载流量I_n：

式中，θ_c为导体最高额定温度，K；θ₀为环境温度，K；R为在导体最高额定温度下导体单位长度的交流电阻，Ω/m；T₁为绝缘层热阻，K·m/W；T₂为内护层热阻，K·m/W；T₃为外护层热阻，K·m/W；T₄为外部热阻，K·m/W。

2.根据权利要求1所述的柔性矿物绝缘电缆载流量的计算方法，其特征在于，根据稳态热路模型建立绕包带材热阻系数测量装置，测量并计算得到所述云母带的热阻系数或所述绕包带的热阻系数

3.根据权利要求2所述的柔性矿物绝缘电缆载流量的计算方法，其特征在于，所述绕包带材热阻系数测量装置包括保温炉体、加热极、测试极、温控模块和多通道温度测量仪，所述加热极和测试极放置在所述保温炉体中并且测试样品和参比样品依次放置在所述加热极和测试极之间，所述多通道温度测量仪与测试极、加热极、温控模块以及测试样品与参比样品之间的界面分别连接，所述温控模块还与所述加热极连接，其中，所述加热极和测试极由紫铜板制成，所述测试样品由多层云母带或多层绕包带叠加而成。