為了實(shí)時(shí)了解XLPE配電電纜的運(yùn)行狀態(tài)并提高其供電可靠性，研究了計(jì)算電纜中心溫度的方法?？倕?shù)方法用于表征配電電纜短距離的每個(gè)XLPE電纜層的結(jié)構(gòu)。立單導(dǎo)體電纜濃度參數(shù)的穩(wěn)態(tài)等效熱路模型，推導(dǎo)出溫度和載流量。
　　算公式簡(jiǎn)化了分析和計(jì)算。驗(yàn)結(jié)果表明，該計(jì)算方法更準(zhǔn)確，并考慮到瞬態(tài)過程計(jì)算電纜中心溫度的方法進(jìn)行了討論和分析，為在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)提供了參考。纜操作。鍵詞：XLPE電纜，核心溫度，熱路模型，瞬態(tài)核心溫度CLC數(shù)：TN911?34; TM247文獻(xiàn)代碼：AArticle ID：1004?373X（2014）08?0009?03Méthode計(jì)算溫度電纜導(dǎo)體XLPE姜Xiao?Bing1，2（1.科技大學(xué)長(zhǎng)沙電氣工程學(xué)院， ，長(zhǎng)沙410004;湖南華電長(zhǎng)沙電力有限公司，長(zhǎng)沙410203）摘要：監(jiān)測(cè)XLPE電纜電源的運(yùn)行狀態(tài)，提高其可靠性，計(jì)算方法XLPE電纜導(dǎo)體溫度是本研究的重點(diǎn)。

　　簡(jiǎn)化分析和計(jì)算，采用局部參數(shù)法對(duì)每一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。據(jù)電纜短路距離的特點(diǎn)，建立分組參數(shù)的靜態(tài)熱電路模型du。
　　率分布，然后是導(dǎo)體溫度和升力的公式。過實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了該方法的有效性，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)器溫度的方法考慮了瞬態(tài)過程，為在線監(jiān)測(cè)電纜運(yùn)行狀態(tài)提供了參考。聯(lián)聚乙烯;電纜導(dǎo)體溫度;熱電路模型;瞬態(tài)導(dǎo)體溫度簡(jiǎn)介隨著交叉聚乙烯（XLPE）電力電纜在配電網(wǎng)絡(luò)中的使用越來越多，相應(yīng)的診斷維護(hù)??工作變得越來越重要。為XLPE電纜的重要工作參數(shù)，核心溫度是評(píng)估電纜運(yùn)行狀態(tài)及其電流負(fù)載能力的重要依據(jù)[1]：正常運(yùn)行時(shí)，電纜的核心溫度不超過XLPE的最高工作溫度（[≤] 90°C）;一旦過載，電纜的中心溫度將急劇增加，從而加速絕緣老化甚至降解。了準(zhǔn)確捕獲電纜的實(shí)際電流負(fù)載容量，還必須首先計(jì)算電纜的核心溫度，以間接確定負(fù)載電流是否超過最大允許負(fù)載容量。此，從運(yùn)行安全和電力系統(tǒng)規(guī)劃的角度來看，有必要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)XLPE電纜的核心溫度。

　　當(dāng)前的工程工作中很難直接測(cè)量XLPE電纜的核心溫度，有必要建立一個(gè)合適的熱電纜路徑模型，并根據(jù)估算的核心溫度估算核心溫度。部溫度[2]。
　　著分布式光纖（DTS）溫度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和推廣，使用光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電纜護(hù)套溫度的一個(gè)例子高壓XLPE電纜[3?4]絕對(duì)用于計(jì)算電纜中心溫度。為控制電纜的運(yùn)行狀態(tài)及其實(shí)際承載能力創(chuàng)造了有利條件。文以單芯XLPE電纜為研究對(duì)象。據(jù)配電電纜的短距離，采用集中參數(shù)法建立等效穩(wěn)態(tài)熱路模型，計(jì)算中心溫度計(jì)算公式。時(shí)，討論了考慮瞬態(tài)過程計(jì)算電纜中心溫度的方法，為在線監(jiān)測(cè)電纜運(yùn)行狀態(tài)提供了參考。定芯溫度計(jì)算方法固定電纜溫度是導(dǎo)致電纜溫度變化的各種因素達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)并且不會(huì)改變時(shí)電纜導(dǎo)體的溫度。有時(shí)間。放和吸收一些材料溫度變化時(shí)產(chǎn)生的熱量的過程。心計(jì)算模型和方法圖1說明了單芯XLPE電纜的一般結(jié)構(gòu)。圖1中所示的單芯電纜XLPE的圖1典型結(jié)構(gòu)，單核XLPE電纜可分為一個(gè)導(dǎo)體，絕緣層和內(nèi)和外保護(hù)層，一個(gè)緩沖層，間隙層，金屬護(hù)套層和外護(hù)套。建立電纜的熱路徑模型時(shí)，礦用電纜通常將每層的熱阻視為分布參數(shù)，然后根據(jù)電纜熱通量場(chǎng)的歐姆定律來解決核心溫度[5]。]，這將帶來溫度的分析和計(jì)算。難。于城市配電電纜的分布距離較短，通常小于3 km，集中參數(shù)法可用于表征XLPE電纜熱路徑模型，即電纜以其幾何中心為中心，使用內(nèi)部和外部絕緣層和墊子。隙層，金屬包覆層和外部護(hù)套分別由集中參數(shù)表示，這簡(jiǎn)化了電纜的熱路徑模型。參數(shù)法[6]有許多應(yīng)用，可以描述結(jié)構(gòu)參數(shù)，敷設(shè)條件，表面溫度和配電電纜中心溫度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。芯XLPE電纜集中參數(shù)的等效熱路徑模型如圖2所示。2 XLPE單芯電纜的等效熱電路模型圖2：Tc是XLPE電纜的核心溫度; Te是環(huán)境溫度; T0是外護(hù)套的溫度; T1~T4是絕緣層的熱阻（內(nèi)外屏蔽），內(nèi)墊的熱阻（包括間隙），外護(hù)套（包括金屬護(hù)套）的熱阻，外部環(huán)境的熱阻（電纜表面的外部熱源）; Wd和Wc分別代表介質(zhì)損耗和電纜芯損耗的長(zhǎng)度; λ1，λ2分別是金屬護(hù)套和芯之間的損耗之比，屏蔽損耗與心臟損失之比。果已知外護(hù)套的溫度和XLPE電纜的充電電流，則可以根據(jù)集中參數(shù)的熱路徑的等效模型計(jì)算核心溫度的計(jì)算公式：[Tc = T0 + WcT1 + （1 +λ1）T2 +（1 +Λ1+λ2）T3 + Wd（0.5T1 + T2 + T3）]在式（1）中，鐵損Wc與電纜導(dǎo)體R的電阻R有關(guān)。且R與核心溫度Tc有關(guān)，因此必須通過要計(jì)算的等式（1）Tc求解。已知磁芯Tcmax [7]的最大工作溫度的情況下，電纜的長(zhǎng)期工作電流承載能力Ia可以從關(guān)系式（1）推導(dǎo)出：[Ia =（Tcmax-T0） - WD（0，5T1 + T2 + T3）RT1 +（1 +λ1）T2 +（1 +λ1+λ2）T3（2）電纜的電流承載能力的計(jì)算和預(yù)測(cè)可以被補(bǔ)充到使用等式（2）。

　　差分析不改變電纜溫度變化因子，電纜芯溫度和上述計(jì)算方法計(jì)算的電流傳輸誤差主要取決于每個(gè)參數(shù)的精度式（1）的化合物。
　　公式（1）中，通過溫度測(cè)量裝置測(cè)量電纜的外鞘溫度T0，并且測(cè)量結(jié)果對(duì)外部環(huán)境敏感;每個(gè)集中的等效參數(shù)層的熱阻T與電纜的每層，特別是緩沖層的熱阻系數(shù)密切相關(guān)。

　　度，有必要考慮并選擇適當(dāng)?shù)闹?導(dǎo)體的損耗Wc = I2R，其中I是電纜的充電電流，可以精確測(cè)量，導(dǎo)體R的交流電阻會(huì)隨溫度的變化而變化，必須注意接近和皮膚的影響;介電損耗的大小大于三個(gè)數(shù)量的WD是不同的從WC，其值對(duì)計(jì)算的結(jié)果幾乎沒有影響：金屬鞘因子和裝甲λ1的損失，λ2被鏈接到鋪設(shè)方法并且經(jīng)常采用IEC60287 [8]中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。算公式。上分析表明，XLPE電纜的結(jié)構(gòu)，安裝參數(shù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)量（充電電流，外殼溫度）對(duì)結(jié)果影響很大，值必須是盡可能接近真正的價(jià)值。驗(yàn)分析為了驗(yàn)證模型的有效性和計(jì)算方法，用C＃程序編寫相應(yīng)的計(jì)算程序，模擬并使用長(zhǎng)度為400 m的110 kV XLPE電纜。1給出了當(dāng)電纜處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)核心溫度與計(jì)算溫度之間的比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而表2比較了當(dāng)前負(fù)載容量與測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果。1核心溫度的計(jì)算值和測(cè)量值的比較表2當(dāng)前負(fù)載能力和測(cè)量值的計(jì)算值的比較表1和表2顯示當(dāng)使用這種計(jì)算核心溫度的方法時(shí)，最大誤差溫度的計(jì)算和測(cè)量值小于±3°C且小于90°C，電纜電流計(jì)算值與測(cè)量值之間的誤差不超過3％。

　　具有很高的精度。
　　慮到瞬態(tài)過程計(jì)算電纜芯溫度盡管上述計(jì)算方法非常準(zhǔn)確，但它只能用于計(jì)算電纜芯溫度和運(yùn)輸容量穩(wěn)態(tài)電流。
　　網(wǎng)電纜線的日負(fù)荷變化很大，因此電纜外部熱源的溫度變化很大[9]，因此在大多數(shù)情況下，電網(wǎng)的瞬態(tài)變化過程必須考慮電纜的中心溫度。給定瞬態(tài)過程的情況下計(jì)算電纜的核心溫度非常復(fù)雜。電纜的等效熱路徑模型中必須考慮電纜結(jié)構(gòu)材料中的熱容量的影響。式（1）中的介電損耗Wd和芯W(wǎng)c的弱化也將成為使計(jì)算非常困難的時(shí)間函數(shù)。[9]中，基于電纜的等效熱路徑與電路的等效熱路徑之間的數(shù)學(xué)相似性，節(jié)點(diǎn)電壓法用于解決電纜的靜止?fàn)顟B(tài)，基于提出了其中一個(gè)電纜過渡心臟到溫度計(jì)算公式：[T（T）=吃飯+ eAt0teAtEBQ（τ）Dτ]（3）其中A，B，T和Q的影響因素所有矩陣形式外部溫度變化中央電纜，并且所有功能都是時(shí)間的函數(shù)。文獻(xiàn)[10]中，基于電纜護(hù)套的溫度，電纜芯的瞬態(tài)溫度的遞歸公式僅考慮充電電流的變化并且僅考慮改變皮膚的溫度，然后我們推斷出XLPE電纜的靈魂。度狀態(tài)的完整疊加：[θcx=θw0Δθc1n+ + +Δθc2nθcd]（4）其中：θcx表示x小時(shí)的操作之后在電纜芯的溫度; θw0是初始測(cè)量時(shí)電纜的皮膚溫度; θθc1n代表電纜運(yùn)行n小時(shí)后（n [≤] x），核心溫度升高; Δθc2n表示電纜運(yùn)行n小時(shí)后外護(hù)套的溫升（n [≤] x）; θcd是由絕緣損失引起的導(dǎo)體溫度升高。出電纜的瞬態(tài)核心溫度是各個(gè)溫度升高的疊加。[11]的基礎(chǔ)上，過渡電纜熱路徑模型的完整的計(jì)算，熱假定由以下三個(gè)假設(shè)：“皮膚的電纜是等溫表面，所述絕緣層和導(dǎo)體具有相同的系數(shù)考慮到熱阻和導(dǎo)體和絕緣層的損耗?；说缆纺Ｐ?，通過實(shí)驗(yàn)和誤差分析驗(yàn)證了簡(jiǎn)化模型的效率，這將大大減少計(jì)算次數(shù)。獻(xiàn)[12]提出了一種基于實(shí)際負(fù)載電流和電纜表面溫度的拉普拉斯動(dòng)態(tài)熱路徑模型，以及實(shí)驗(yàn)研究和誤差分析，表明該模型能夠滿足監(jiān)測(cè)要求。時(shí)地電纜的中心溫度。文獻(xiàn)[912]可以清楚地看出，電纜芯中瞬態(tài)溫度的計(jì)算是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，但無論采用何種方法，電纜材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及護(hù)套溫度必須獲得電纜或電纜。穩(wěn)態(tài)核心溫度的情況下，由瞬態(tài)電纜的核心溫度導(dǎo)出的遞歸計(jì)算公式由不同的理論和方法執(zhí)行。了進(jìn)入XLPE電纜的工作狀態(tài)及其實(shí)際載流量，根據(jù)配電電纜的敷設(shè)特性分析了核心瞬態(tài)溫度的計(jì)算公式，驗(yàn)證了考慮到瞬態(tài)過程的計(jì)算方法和電纜芯的效率。論了計(jì)算溫度的方法，得出以下結(jié)論：局部參數(shù)法用于表征配電電纜的穩(wěn)態(tài)熱路模型，導(dǎo)出的計(jì)算公式只有在當(dāng)監(jiān)測(cè)電纜表面的溫度時(shí)。纜的中心溫度。驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這種計(jì)算方法非常準(zhǔn)確。
　　纜瞬態(tài)核心溫度的計(jì)算非常復(fù)雜，在電纜材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，溫度條件下，必須根據(jù)不同的理論方法計(jì)算瞬態(tài)核心溫度的計(jì)算公式。纜護(hù)套或電纜芯部溫度。析。該注意的是，在發(fā)生絕緣故障之后，XLPE電纜通常在故障位置處具有異常的溫升。此，所涉及的專家[13]將電纜溫度的在線監(jiān)測(cè)與隔離監(jiān)測(cè)相結(jié)合，并試圖通過測(cè)試。釋兩者之間的關(guān)系。
　　表明電纜溫度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展也將為電纜絕緣的在線監(jiān)測(cè)提供新的思路和方法?？嘉墨I(xiàn)[1]孟凡峰，李祥龍，徐艷飛等地下埋地電纜溫度場(chǎng)和載流量的數(shù)值計(jì)算[J]。緣材料，2006，39（4）：59?64 。[2]洛俊華周作唇華春Li等人研究線檢測(cè)技術(shù)的用于電線線路的工作溫度[J] .Technologie高電壓，2006.32（8）：169172. [ 3]李洪磊，張莉，李麗華。XLPE電纜線路監(jiān)控和檢測(cè)[J] .Insulation材料，2010.43（12）：31?34 [4]汪例，栗華春，薛強(qiáng)等人，溫度測(cè)量系統(tǒng)的操作的分析220 kV電纜用分布式光纖[J]。備，2007，8（6）：36?41。
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