基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究
吴春雨
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吴春雨,. 基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究[J]. 能源学报,2022.4. DOI:10.12721/ccn.2022.157152.
摘要: 为提升三维温度上电缆登杆的使用效果,本文主要针对电缆群载流量方面内容展开研究,以期在提升其敷设质量的同时保证电缆登杆的使用质量,以期为之后的电力运行打牢基础。
关键词: 三维温度场;电缆登杆;电缆群载流量;影响研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157152
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一、三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响相关概述

电缆登杆在架空线安装中是不可缺失的一环,其承担着过度作用,若电缆登杆之前连接的电缆为土壤直接埋设的方式,电缆登杆的载流能力有限,其自身的问题也会影响到其他连接方式电缆的载流量。改背景之中,电缆登杆可以通过有限元的方式展开设计,具体实施为,在电缆的周围完成温度场模型的建设,以二维、三维的模式完成敷设工作,在电缆载流量的分析控制方面,加强对于不同方式下的状态分析,尤其电缆登杆技术连接方式,以及土壤直埋方式的敷设方式等。经分析后可知,实际敷设的区域之中,若存在环境方面的问题有待解决,温度场模型的建设至关重要,在载流量极端的情况之下,展开部分区域的导热工作运转,导热形式主要为轴向导热的形式,通过轴向导热的形式展开,保证温度场自身的精度。在温度上不断升高的环境中,电缆登杆技术的实际应用中,若采用直埋的方式进行敷设,载流量会受到其他因素影响,呈现下降趋势,若电缆的并行根数较少,电缆登杆可能会对直埋的方式产生影响,其在不同环境下受到的影响巨大。与此同时,在温度不断提升的情况下,保证电缆的敷设间距,电缆登杆对于敷设的电缆会产生相应的影响。

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图1电缆登杆示意图

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图2三维温度场模型

二、电缆登杆载流量计算

在进行电缆登杆的载流量计算过程中,三维温度场模型的建立,电缆登杆技术受空气影响。在此之中登杆主要工作为完成边界控制工作,在将边缘设置完成之后,可通过SIMLPE算法保证算法的完成迭代求解分析。

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图3  单根电缆登杆时二维温度场

在有限元分析法与弦结法结合分析后可知,在点看绝缘层高温达到90℃的过程中,若二维温度场模型计算中出现电缆等载流量高度上升的情况时,在二维温度上模型的计算中,电缆登杆中的载流量数值为424A,若三维模型运转中的载流量上升是,达到409A时,电缆绝缘层温度会被控制在80℃-85℃之间。

三、仿真结果分析与现场测试后的对比结果

就仿真模拟后的结果可知,二维模型之下,在电缆等感知中,载流量需要被控制在409A,三维模型应用中,设计人员需要思考电缆轴向的传热情况,其在导热条件较好的情况中,载流量可以被控制在424A,和二维模型相比较后可知,其线载流量已经实现了有效地提升,提高数值在3.67%左右。与此同时,在登杆电缆靠近地面的情况下,其在50cm以内的部分中,其若是受到轴向传热的影响,且其在50cm以内的部分影响程度若不高,经计算后可知,三维模型的载流量相较于其他模型其方阵能力更高,准确度也更高。除此之外,在该方针基础之中,对于相同型号的电缆来说,专业检测人员可以通过测量的形式保证敷设线路的质量。如同一根电缆接通电流,土壤之中电缆的温度为35.81℃,登杆的部分电缆表层温度为44.59℃。电缆登杆的部分和直埋部分相比较可知,温度差为8.78℃,这也可以说明登杆散热的条件相对较低,确实会影响直埋敷设电缆的温度。

表1  电缆登杆对于直埋敷设电缆群载流量的影响

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就表1中内容可知,三维模型建设完成之后,线载流量与电缆载流量相关数值比较之后可知,电缆登杆环节,其受到的影响各不相同敷设电缆数量较少时,载流量流动效率低,载流量难以提升。电缆连接在单根、双根的形式下,过电能力有限。因此,采用单根、双根电缆直埋敷设的形式完成电缆登杆工作中,施工人员需要载流量降低的形式保证电缆登杆工作质量,对于直埋式敷设的电缆来说,载流量需要降低3.2%,和多根电缆直埋的方式相比较可知,电缆登杆的流量相对不大,并不会影响,3、4根电缆直埋的敷设方式,电缆登杆展开的过程中,其他因素并不会影响3、4根电缆的过电能力。

四、控制各项因素对于电缆登杆的影响

控制环境温度对于登杆产生的印象概念股

实际的登杆检查工作展开之中,直埋敷设与电缆登杆过程中,会产生载流量下降的问题,主要原因为,受周围环境影响,环境周围的空气温度,空气温度在不断是上升的环境下,直埋敷设的电缆中,土壤与空气中热传导能力下降,电缆处于极高的温度之中,散热能力下降,随即在持续的高温之中,电缆线芯温度不断升高,可能会导致电缆线芯的温度随之上升。因此,在实际的散热环节控制中,为保证散热能力的提升,可以选择采用提升空气散热能力与物理散热的方法展开。

参考文献:

[1] 马建伟, 尹轶珂, 王磊,等. 基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究[J]. 电力科学与技术学报, 2019, 34(1):8.

[2] 张灏, 刘仁江, 叶梓茂. 地下电缆不同排列方式与载流量下温度场计算及其应用分析[J]. 电工技术, 2021(19):4.

[3] 郑文坚, 牛海清, 宋廷汉,等. 基于热场仿真及改进粒子群算法的电缆群负荷优化方法[J]. 高电压技术, 2019, 45(6):7.

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