Page 9 - 电力与能源2024年第四期

刘 刚，等：城市电网电缆群输送能力提升与管控技术述评 403

此，文献［8-11］分析了大截面电缆交流电阻的影 了提高电缆稳态温升的计算精度，现有研究针对
响因素，提出了基于电测法和量热法的大截面电 中心非轴对称的电缆，提出了基于动态形状因子
缆交流电阻测试方法，从而实现了大截面电缆导 的电缆包覆层热阻参数修正计算方法，并通过电
体损耗的精准计算。对于城市电缆通道内的密集 流温升试验验证了该方法的精确度 ［17］ 。文献［18］
电缆群，由于间隔小、临近效应明显，电缆导体损 将绕包带、气隙层和铝护套看作一个整体，提出了
耗难以精准计算。文献［12］研究了基于变形第一 包覆层的概念，并给出了针对包覆层热参数的测

类和第二类 Bessel 函数的多回电缆导体的交流电 量方法。
阻计算方法。 在实际工程应用中，电缆线路往往较长，由于
护套损耗也是电缆温升的热源之一。在接地 施工条件的限制，线路中间不可避免地使用电缆
异常的情况下，护套中可能会出现环流较大从而 接头。这些电缆接头结构特殊且存在轴向热流，
导致护套损耗过大、电缆载流能力下降的情况，因 导致其热评估模型的建立成为一个难点。文献
此实现护套损耗的精准计算十分重要。文献［13- ［19］考虑轴向传热的影响建立了直通电缆接头稳

15］基于平滑铝护套电缆的结构特点，建立了有限 态热路模型，并提出了电缆接头导体轴向温度分
元仿真分析模型，实现了考虑电缆护套损耗的温 布的计算方法。然而，该方法将电缆接头等效为
升评估。文献［16］基于损耗相等的原则，提出了 简单的几何结构，这与真实的电缆接头结构存在
使用皱纹护套平滑等效方法计算护套损耗，计算 很大的差异，因此无法准确反映接头不同位置的
结果表明等效前后的电缆温升仅相差 0.90%。 径向等效热阻参数。文献［20］进一步考虑轴向传
除了电缆损耗会影响电缆温升评估的准确性 热对电缆传输能力的影响，合理地简化电缆接头
外，电缆热参数作为传热过程的主要介质模型其 的各层结构，建立了电缆接头的准三维稳态热路

精确度也直接影响热评估的精准度。电缆热参数 模型，实现了对电缆接头温度场分布的精准计算。
受不同厂家生产工艺、不同电压等级和截面等规 文献［21］基于粒子群优化的模型参数辨识方法，
格型号、不同运行年限以及电缆运行工况等多个 提出了能够计及轴向传热的中低压单芯电缆温升
因素的综合影响，不能简单地将其视为恒定值。 状态空间模型，克服了模型参数难以确定的问题。
因此，需要基于对电缆各层结构参数的传热特性 试验结果表明，当电缆存在轴向温度梯度时，该模
分析，提出温度传感器布置方法，形成电缆热参数 型能够满足中低压单芯电缆导体在不同电流条件

检测方法。 下的轴向温升计算要求。
1.2 电缆群稳态温升计算理论 上述研究均从 IEC 标准出发，通过优化电缆
因气隙的存在，电缆包覆层的结构参数难以 群稳态模型来提升电缆稳态热评估的准确性。然
精确计算成为获取稳态评估参数的一大难题。为 而，为了实现对负荷的精准快速管控，其计算速度

图 2 电缆群温升准确评估技术思维路线