Page 27 - 电力与能源2022年第五期
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第 43 卷第 5 期 电力与能源
2022 年 10 月 3 9
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202205005
基于热路模型的电力电缆温升计算方法综述
赵莹莹 1 , 2 , 鲍长庚 , 姚维强 , 倪 浩 , 沈东明 , 钱之银 3
2
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2
( 1. 华东电力试验研究院有限公司, 上海 200437 ; 2. 国网上海市电力公司, 上海 200122 ;
3. 上海海能信息科技股份有限公司, 上海 201315 )
摘 要: 电缆导体温度是限制电缆载流量的主要原因, 也是决定电缆绝缘寿命的关键因素, 导体温度的准确
计算对电缆线路的安全运行具有重要意义。基于传热学理论基础, 分析了电力电缆温升过程中的热源、 不同
敷设方式下电缆传热( 散热) 方式, 基于电缆的传热学问题, 讨论了基于热路模型的电缆稳态和暂态温升计算
方法和主要研究方向。
关键词: 电力电缆; 热路模型; 传热方式; 暂态模型
作者简介: 赵莹莹( 1991 —), 女, 硕士, 工程师, 主要从事电力电缆相关研究。
中图分类号: TM421 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 05-0389-04
ReviewofResearchesonThermalCircuitModelfor
ConductorTem p eratureCalculationofPowerCables
1 , 2 2 , 2 , 2 2 , 3
ZHAO Yin gy in g , BAOChan gg en g YAO Wei q ian g NIHao , SHENDon g min g QIANZhi y in
( 1.EastChinaElectricPowerTest& ResearchInstituteCo. , Ltd. , Shan g hai200437 , China ;
2.StateGridShan g haiMunici p alElectricPowerCom p an y , Shan g hai200122 , China ;
3.Shan g haiHinnerTechnolo gyCo. , Ltd. , Shan g hai201315 , China )
Abstract : Thetem p eratureofcableconductoristhemainfactorlimitin gcableam p acit y , anddeterminin gthe
lifeofcableinsulation.Theaccuratecalculationoftheconductortem p eratureisof g reatsi g nificancetothesafe
o p erationofcablelines.Basedonthetheor yofheattransfer , this p a p eranal y zestheheatsourceof p owerca-
blethatcausestem p eraturerise , andtheheattransfer ( heatdissi p ation ) modeofthecableunderdifferentla y -
in gmethods.Basedontheanal y sisofcableheattransfer p roblem , mainresearchesonstead y statemodeland
transientmodelof p owercabletem p eratureriseissummarizedandp ros p ected.
Ke ywords : p owercable , thermalcircuitmodel , heattransfermode , transientthermalcircuit
电力电缆大多工作于地下, 环境密闭且散热 括基于热路模型的解析法、 数值分析法、 试验和在
条件一般, 线芯导体损耗、 绝缘介质损耗等产生的 线监测等。本文针对热路模型, 基于传热学基础
热量, 造成了电缆本体温度升高, 这在很大程度上 理论, 对电力电缆温升的传热学问题进行了分析,
决定了电缆的绝缘老化速度、 绝缘寿命等。准确 包括运行电缆的热源和传热方式, 最后对电缆稳
计算电缆温升, 无论是对设备检修, 还是运行调度 态温升和暂态温升热路模型的主要研究方向进行
都具有重要意义。电力电缆温升受电缆本体结 了分析和总结。
构、 敷设方式、 运行负荷、 外部环境等多个因素影
1 传热学基础
响。电缆本体结构和运行负荷决定了热源和热量
大小, 电缆敷设方式和外部环 境决定了传热 ( 散 传热学是研究由温差引起的热能传递规律的
热) 方式和传热过程。电缆温升计算即是在给定 科学。传热可以发生在任何有温差的物体之间,
电流负载的条件下, 求解导体温度, 对给定的导体 热能的传递有热传导、 热对流和热辐射 3 种基本
材料和负载, 需要计算在电缆内产生的热量及导 方式 [ 1 ] 。
体的散热率。 1.1 热传导
目前应用于电力电缆温升计算的方法主要包 热传导是指物体各部分间不 发 生 相 对 位 移