CN103544391A - 一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法，包括S1获取排管敷设电缆群中各电缆的基本参数，所述基本参数包括各电缆的埋深及各电缆的相对水平距离；S2利用基本参数，分别计算其它电缆对各电缆的相互热影响因数F_e；S3根据每根电缆的F_e及电缆埋深，得到每根电缆的受热判断因子FF_i；S4比较排管敷设电缆群中电缆的受热判断因子FF_i，受热判断因子最大值所对应的电缆为最热电缆。本发明克服当前通过主观判断的误差和相关软件模拟的繁杂性，提高排管敷设电缆载流量计算的效率和准确性。

Description

一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法

技术领域

本发明涉及电力电缆载流量领域，特别涉及一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法。

背景技术

电力电缆运行中导体的温度是确定其载流量的依据。当导体温度超过绝缘允许最高工作温度，将加速绝缘老化，缩短电缆寿命，甚至造成击穿、接地和闪络等事故大幅度增加；当导体温度低于绝缘允许最高工作温度，虽然可以保证电缆在使用期内安全可靠运行，但会导致电缆截面得不到有效利用，不能充分发挥电缆的传输能力，势必造成投资的浪费。为保证电缆安全运行，对于多回路集群敷设电缆应以发热最厉害的电缆作为确定其载流量的依据。由于影响电缆传热的可变因素很多，特别是多回路集群敷设时需要考虑电缆之间的相互热影响，使得发热最严重的电缆难以确定，从而给多回路电缆载流量的计算带来困难。

空气敷设和电缆沟敷设时，由于空气流动散热性能较好，电缆间的热作用很小。直埋敷设呈水平分离排列，电缆回路数一般不超过6回，可根据电缆水平位置准确确定受热最严重电缆的位置。相较于其他敷设，排管敷设呈现水平分层排列，如常见的3×4排管敷设，可容纳的电缆回路较多。排管敷设电缆之间的相互热作用非常复杂，一般地根据排管敷设电缆的相对位置主观判定最热电缆不够准确，而利用软件（ANSYS等）建立排管敷设电缆模型从而判定最热电缆，此类软件的操作复杂，并不适合工程技术人员使用。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法。

本发明采用如下技术方案：

一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法，包括：

S1获取排管敷设电缆群中各电缆的基本参数，所述基本参数包括各电缆的埋深及各电缆的相对水平距离；

S2利用基本参数，分别计算各电缆的相互热影响因数F_e；

S3根据每根电缆的F_e及电缆埋深，得到每根电缆的受热判断因子FF_i；

S4比较排管敷设电缆群中电缆的受热判断因子FF_i，受热判断因子最大值所对应的电缆为最热电缆。

如图1所示，所述S2采用镜像法计算其它电缆对各电缆的相互热影响因数F_e，图1中，1、k、p、q均表示为电缆，而且1′、k′、p′、q′分别为上述电缆的镜像位置；2L₁、2L_k、2L_p、2L_q则分别为1与1′、k与k′、p与p′、q与q′之间的距离；d_pk、d′_pk分别为k电缆的中心至p电缆中心的距离、k′（k的镜像）至p中心的距离。

计算公式具体如下：

$F_e=\left(\frac{d_{p1}^{\′}}{d_{p1}}\right)\left(\frac{d_{p2}^{\′}}{d_{p2}}\right)\·\·\·\left(\frac{d_{\mathrm{pk}}^{\′}}{d_{\mathrm{pk}}}\right)\·\·\·\left(\frac{d_{\mathrm{pq}}^{\′}}{d_{\text{pq}}}\right)$

上式中：d_p1,…d_pq分别为第1，…，q根电缆中心到第p根电缆中心的距离；d′_p1,…d′_pq分别为第1，…，q根电缆的镜像到第p根电缆中心的距离，所述p、q均为整数。

所述S3中根据每根电缆的F_e及电缆埋深，得到每根电缆的受热判断因子FF_i，具体如下：

受热判断因子FF_i的公式如下：

FF=ln(4L·F_e)

其中：L是电缆的埋深，F_e为电缆的相互热影响因数。

所述S4还包括，当两根电缆受热判断因子相同，则根据排管敷设现场实际情况再判定。

本发明的有益效果：

本发明提出排管敷设电缆判断因子，FF概念，通过比较受热判断因子判断排管敷设电缆群中受热最严重的电缆，为排管敷设电缆载流量的准确计算提供基本前提，提高排管敷设电缆载流量的计算精度，克服当前通过主观判断所带来的误差和相关软件（ANSYS等）模拟的繁杂性，提高排管敷设电缆载流量计算的效率和准确性。

附图说明

图1是本发明S2采用的电缆群及相对于地面对称的镜像图；

图2是本发明具体实施例中的排管敷设示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例采用交联聚乙烯钢带铠装三芯电力电缆，型号为YJV22-8.7/15-3×240为例，并分别采用2×3和3×4的排管敷设方式对本发明的判定方法进行验证及说明，其中D1为1080mm，D2为1330mm，D3为1580mm，D表示各个电缆距离地面的高度，电缆间的相互间距d为250mm。

（一）排管敷设2×3六回路电缆载流量试验，选取图2中的A、B、D、E、F、H作为试验电缆，所述试验电缆之间水平距离间隔250mm.

在试验过程首先给电缆加载持续负荷电流，直至稳态时，所述稳态为1h内导体温度变化不超过1℃，当导体温度达到绝缘所允许最高温度（XLPE为90℃）时停止试验，记录下每根试验电缆的导体温度，计算每根电缆受热判断因子，如表1所示，

表1

电缆	D	B	A
				L/mm	1080	1080	1080
FF	17.69631	18.81244	17.69631
				导体温度测量值/℃	89.4	90.5	88.6
电缆	H	F	E
				L/mm	1330	1330	1330
FF	18.30997	19.43258	18.30997
				导体温度测量值/℃	86.8	91.5	88.6

由表1可知，F电缆的受热判断因子FF为所有电缆中最大，同时测试结果标明，F电缆所达到的导体温度最高，因此得出，本发明所提出的判定方法能准确判断2×3六回路排管敷设最热电缆。

（二）排管敷设3×4十二回路电缆载流量试验，选取图2中的所有电缆即A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L进行加载4恒定电流进行试验，记录每根试验电缆导体温度及每根电缆受热判断因子，如表2所示，

表2

电缆	C	D	B	A
					L/mm	1080	1080	1080	1080
FF	25.6703	27.9264	27.9264	25.6703
					导体温度实侧值/℃	83.6	85.6	86.2	83.5
电缆	G	H	F	E
					L/mm	1330	1330	1580	1580
FF	28.34067	30.94552	30.94552	28.34067
					导体温度实侧值/℃	87.2	89.9	91.3	85.4
电缆	K	L	J	I
					L/mm	1330	1330	1580	1580
FF	27.87721	30.17169	30.17169	27.87721
					导体温度实测值/℃	81.7	83.6	88.7	78.5

由表2可知，F电缆的导体温度最高，其对应的FF值也最大，H电缆次之，

而F、H两根电缆的受热判断因子相等，通过观察试验场周围环境得知，在图2的C、G、K位置侧有一条较大的沟槽，从而导致H电缆的散热较F电缆更好。结果表明，对于出现两根电缆受热判断因子相同的情况，可借助排管敷设现场周围环境最终确定排管敷设最热电缆。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种排管敷设电缆群最热电缆的判定方法，其特征在于，包括：

S1获取排管敷设电缆群中各电缆的基本参数，所述基本参数包括各电缆的埋深及各电缆的相对水平距离；

S2利用基本参数，分别计算各电缆的相互热影响因数F_e；

S3根据每根电缆的F_e及电缆埋深，得到每根电缆的受热判断因子FF_i；

S4比较排管敷设电缆群中电缆的受热判断因子FF_i，受热判断因子最大值所对应的电缆为最热电缆。

2.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于，所述S2采用镜像法计算各电缆的相互热影响因数F_e，具体如下：

$F_e=\left(\frac{d_{p1}^{\′}}{d_{p1}}\right)\left(\frac{d_{p2}^{\′}}{d_{p2}}\right)\·\·\·\left(\frac{d_{\mathrm{pk}}^{\′}}{d_{\mathrm{pk}}}\right)\·\·\·\left(\frac{d_{\mathrm{pq}}^{\′}}{d_{\text{pq}}}\right)$

其中：d_p1,…d_pq分别为第1，…，q根电缆中心到第p根电缆中心的距离；d′_p1,…d′_pq分别为第1，…，q根电缆的镜像到第p根电缆中心的距离，所述p、q均为整数。

3.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于，所述S3中根据每根电缆的F_e及电缆埋深，得到每根电缆的受热判断因子FF_i，具体如下：

受热判断因子FF_i的公式如下：

FF=ln(4L·F_e)

其中：L是电缆的埋深，F_e为电缆的相互热影响因数。

4.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于，所述S4还包括当两根电缆受热判断因子相同，则根据排管敷设现场实际情况再判定。

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