不同敷設條件及環境溫度下電纜載流能力分析

吳成才

摘要：電纜的載流能力關系到纜芯截面選擇、電纜安全運行、經濟效益等諸多方面，因此為了更加安全、合理、經濟的選擇電纜有必要對電纜的載流量在不同條件下的變化情況進行分析，以滿足實際工作需要，進一步提高系統安全和節省開支。本文主要針對電纜的載流量與敷設條件及環境溫度的關系進行分析，以求能夠更準確的計算出XLPE電纜的額定載流量，為線路設計提供更有價值的參考。

關鍵詞：XLPE電纜，載流量，電纜敷設，環境溫度

1 電纜載流能力概述

電力電纜載流量是按電纜導體在通載一定電流下引起的溫升不超過絕緣材料的最高允許溫度確定的，對于150kV擠包絕緣電纜IEC840（88年）、IEC60840（1999年）均標明XLPE電纜持續運行允許最高溫度θM為90℃。因此，到目前為止35kV以上XLPE的θM在工程上一般采用90℃或留有安全運行裕度。電纜導體的溫度主要受電纜通載電流和電纜本體（電纜的絕緣層、外護套）的熱阻及電纜運行環境的影響。國際電工委員會發布的電纜載流量計算標準（IEC60287）對一般的簡單的運行狀態的載流量可以進行理論計算。但是，由于計算中對相關參數的取值不同，計算出的結果有一定的差異，特別對于運行條件相對復雜的場合，如大量的排管敷設、直埋敷設，計算值的合理性還有待于大量試驗數據的驗證。

2 試驗敷設方式

為了進一步驗證理論計算值與實際運行時載流量的關系，進行了試驗驗證。試驗電纜為紅旗電纜廠YJLW-Z1×400、YJLW-Z1×500110kVXLPE電纜。敷設方式為穿水泥管、穿玻璃鋼管。將所試電纜敷設在規定的運行條件下，在電纜導體和護套上布置測溫傳感器。排管內用熱電偶管內測量，電纜中用鉆孔固定方法，每根電纜在中心位置線芯處放置1個熱電偶，電纜外護套上放置1個熱電偶。沿中心向兩端每隔1.0米、1.5米、2.0米在電纜外護套上放置熱電偶，在距中心兩側3.5米電纜線芯處放置熱電偶。其余熱電偶按一定方式分布在排管和周圍土壤各處。每個熱電偶按規定絞好后，穿入塑料保護管中，熱電偶端部焊在1×1cm銅片上，并編上號。熱電偶制作好后與標準溫度計校準后投入使用。，我們在敷設電纜時還在排管的上面和下面分別敷設了同樣的管子，以更好的模擬現場情況，具體情況見圖1。

5數據分析

對比以上數據發現土壤溫度為15℃和5℃時有較大區別，后將電纜從土壤中挖出發現地溫為15℃時，時間為一年中雨水最多的季節，整個管子已經被水淹沒，因此電纜溫度很難升到90℃。這表明如果電纜浸于水中則其散熱能力變大，載流量將大幅度提高。

地溫為5℃時的情況與一般現場運行條件相似，此時的理論計算值與查表數值基本相等，說明計算比較準確。試驗所得數據與理論計算差別較大，400 mm2電纜水泥管和玻璃鋼管分別增加32.0%和23.0%，500 mm2電纜水泥管和玻璃鋼管分別增加30.8%和20.6%。

參考文獻

[1].羅俊華等， 電力電纜線路運行溫度在線檢測技術應用研究. 高電壓技術， 2007. 33（1）： 第169-172頁.

[2].王學軍與王浩川， 高壓電力電纜接頭溫度無線檢測控制系統設計. 核電子學與探測技術， 2009. 29（4）： 第887-891頁.

[3]牛海清，周鑫，王曉兵，等.外皮溫度監測的單芯電纜暫態溫度計算與試驗[J].高電壓技術，2009，35（9）：2138-2143.

[4]楊慶新，陳海燕，徐桂芝，等.無接觸電能傳輸技術的研究進展[J].電工技術學報，

[5]羅俊華，周作春，李華春，等.電力電纜線路運行溫度在線檢測技術應用研究[J].高電壓技術，2007，33（1）：169-172.