关键词：
高压电力电缆
温度
载流量
顶管
有限元
摘要：
高压电力电缆是城市电网的重要组成部分。近年来,伴随着我国城市化建设的不断加快,高压电力电缆在城网中的使用量越来越多,在输电线路中所占的比重越来越大。由于城市路面环境和地下管道排布复杂,当电缆线路穿越非开挖路段时,由于施工条件局限,只能采用顶管敷设方案。电缆在顶管敷设处排列紧密且埋深较大,往往是限制电缆载流量的瓶颈段。而目前对电缆载流量的研究多以常规敷设为研究对象,较少涉及顶管敷设场合,因此有必要开展针对性的研究,以明确顶管敷设中高压电力电缆的温度和载流量,进而为电网公司的运行管理提供辅助参考。本章首先调查了目前计算顶管敷设电缆温度和载流量的常用方法,即采用IEC标准近似计算和利用磁-热-流耦合模型进行二维温度场有限元分析。同时,在研究现有计算方法的基础上,建立了顶管敷设电缆三维温度场仿真模型。然后,在通过与传统方法对比,验证了模型准确性的基础上,仿真分析了不同顶管段长度、电缆截面积和电缆回路数等参数下电缆的温度分布,研究了电缆轴向热流对顶管敷设电缆温度和载流量的影响。忽略电缆轴向热流,运用传统方法的计算顶管敷设电缆载流量可能存在较大误差。最后,在IEC热路模型的基础上,考虑电缆导体和金属屏蔽的轴向热流,推导出了针对电缆顶管敷设的解析解计算模型,并通过与仿真对比,验证了该模型的准确性。本文对顶管敷设高压电力电缆的热环境影响因素分析及载流量计算方法研究,可以为顶管敷设高压电力电缆温度和载流量的计算提供理论依据,同时提供一个切实可行的计算方法和计算模型,可为电力部分充分发挥电缆线路的输电能力提供辅助参考。
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