電纜載流量計算方法的研究與提升策略

摘 要：電纜載流量的科學計算方法，直接關(guān)系到電纜日常安全穩(wěn)定運行，加之我國目前電纜鋪設(shè)、線路規(guī)劃工作日益頻繁，如何準確的計量電纜的載流量，實現(xiàn)電纜的高效運行，已經(jīng)成為電力工作者密切關(guān)注的重要內(nèi)容。文章就我國電力電纜的載流量計算方式進行了研究，分別介紹了解析計算與數(shù)值計算這兩種計算方式，并提出了提升我國電纜載流量計算精確度的合理策略，以期能進一步推動我國電力事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電纜載流量；計算方法；研究與策略

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01

近年來，我國電力電纜的鋪設(shè)量不斷提升，但是只有數(shù)量上的增長，沒有質(zhì)量上的提高，將無法真正促進我國電纜運行的穩(wěn)定發(fā)展。基于這一點，有必要對我國電纜載流量的計算方法進行研究，并結(jié)合我國電纜載流量計算實際情況進行有效的改進，從而實現(xiàn)高效的電纜載流量計算工作。

一、電纜載流量的定義闡述與計算問題類型

（一）電纜載流量的定義闡述

電纜載流量的基本定義為：某電纜線路在輸送電能的過程中，會通過電流量，當熱穩(wěn)定條件形成的時候，電纜的導體就會達到長期允許工作的溫度，這時候就稱為電纜長期允許載流量。具體而言，可以將其分為三個類型：第一，長期運行持續(xù)額定電流，該載流量一般是電纜的芯溫達到了九十攝氏度的時候，所進行的穩(wěn)定工作電流。第二，短時允許過載電流，當絕緣電纜已經(jīng)超載的時候，限定最高溫度為一百三十攝氏度，允許的實踐要控制在100小時內(nèi)，且這種情況不能超過5次。第三，瞬時短路電流，持續(xù)時間必須在5秒以內(nèi)，且限定溫度為250攝氏度。

（二）電纜載流量計算問題類型

目前我國電纜載流量計算出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在兩個方面，一是計算標準不統(tǒng)一，二是計算有誤差。所謂計算標準不統(tǒng)一，主要是指在進行電纜載流量計算的時候，因為基于的標準不同，如IEC標準、NM理論、有限元法、有限差分法等等，導致電纜載流量計算出現(xiàn)解析計算與數(shù)值計算這兩種方法，因此在具體的計算工作上存在不同選擇。計算有誤差則是由于電纜載流量的具體情況不一樣，通常是受到電纜敷設(shè)、實際運行等情況的影響，這就導致了電纜載流量的計算結(jié)果無法與理論值相匹配。因此，加強電纜載流量計算方法的研究，進一步提高計算準確度，是相關(guān)研究者需要重點關(guān)注的內(nèi)容。

二、電纜載流量兩種計算方法分析

（一）電纜載流量解析計算

電纜載流量解析計算，主要依靠的是NM理論、IEC標準，其適用范圍主要是簡單的電纜系統(tǒng)，優(yōu)勢在可直接計算。IEC標準與NM理論在本質(zhì)上是相同的，但是相比較而言，IEC標準更為準確、科學。IEC60287是目前國際通用的標準之一，在各國電纜載流量計算中提供著非常重要的作用。NM理論通過參考電纜的集合參數(shù)、敷設(shè)條件等，將串聯(lián)的熱阻進行計算，利用函數(shù)關(guān)系來進行計算。

（二）電纜載流量數(shù)值計算

電纜載流量數(shù)值計算主要用到了有限元法、有限分差法、邊界元法等等，廣泛應(yīng)用于電纜的載流量計算工作中。有限元法對復雜的邊界條件處理具有比較明顯的優(yōu)勢，在不同時期，各國研究者對其計算方式進行了一定的修正與使用，如我國梁永春等人所建立的電纜群溫度場模型。邊界元法是以選擇的函數(shù)來滿足支配方程，進而使這些函數(shù)逼近邊界條件，雖然其可以解決物理場受時間影響而產(chǎn)生的變化問題，但是由于邊界過于復雜，導致計算量很大。有限差分法被應(yīng)用的實踐很早，目前仍在國際上通用，其主要原理是將物理場中歲發(fā)生的問題變化轉(zhuǎn)換為離散系統(tǒng)的問題，然后計算求解。

三、提升我國電纜載流量計算精確度的合理策略

（一）加強電纜載流量計算方法研究工作，培養(yǎng)專業(yè)人才與組建研究團隊

提升電纜載流量計算精確度的首要方面，應(yīng)該從源頭上著手，加強對相關(guān)計算方法的研究工作，在高校、專職院校中培養(yǎng)專業(yè)性的人才，并通過組建研究團隊的方式，加快電纜載流量計算方法研究的進程，從而為其帶來更加科學、先進的計算方法。以目前我國在這方面所具備的專業(yè)人員數(shù)量和質(zhì)量來講，還存在著很多問題，電力專業(yè)人員中對電纜載流量計算方式的研究者仍然缺乏，培養(yǎng)專業(yè)性人才已成為重要內(nèi)容。

（二）系統(tǒng)化整理電纜載流量計算方法，加深國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的交流與合作

我國目前從事電纜載流量計算的工作人員與研究人員，在所使用的具體方法上存在著一定的差異性，形成的計算經(jīng)驗也有多又少，計算的實際效果也有高有低，所以必須要對我國電纜載流量計算方法進行全方面、科學化、系統(tǒng)化的整理與分析，進一步完善計算方法。另外，國外電纜載流量計算方法與我國相比較，由于計量設(shè)備、研究環(huán)境的不同，導致兩者之間有著一定的差距，因此要加深國內(nèi)外相關(guān)計算方法的交流與合作，促使電纜載流量計算方法得以完善。

四、結(jié)束語

隨著國內(nèi)電纜的敷設(shè)開始面向密集化、多變化發(fā)展，在電纜載流量計算上所遇到的問題也更加明顯，如何正確有效地使用相關(guān)計算方法，精確的得出電纜載流量，不僅是電力工作者需要高度重視的內(nèi)容，同時也是致力于電纜載流量計算研究者所關(guān)心、努力的方向。綜上所述，我國電纜載流量計算方法的準確度提升，應(yīng)該加強電纜載流量計算方法研究工作，培養(yǎng)專業(yè)人才與組建研究團隊，統(tǒng)化整理電纜載流量計算方法，加深國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的交流與合作，從而實現(xiàn)相關(guān)計算方法的新突破。

參考文獻：

[1]鄭雁翎，王寧，李洪杰.電力電纜載流量計算的研究與發(fā)展[J].電線電纜，2010（02）.

[2]楊延明.基于有限元法的電力電纜載流量計算[D].哈爾濱理工大學，2012.

[作者簡介]章曉露（1986-），浙江臺州人，本科就讀于臺州學院電氣工程及其自動化專業(yè)，2009年參加工作，目前就職于臺州佳遠工程設(shè)計咨詢有限公司。