邢雅 李洪杰

（西安交通大学电气工程学院，西安 710049）

为了使地下电缆可靠地运行和高效的传输，目前主要采用两种方法来计算电缆的载流量。一种是基于国际电工委员会IEC 60287标准的热路分析法[1-3]。另外一种是数值计算方法，常用的数值计算方法有边界元法、有限差分法、有限容积法及有限元法[4-7]。在这些方法中有限元法能够方便的应对各种复杂的电缆敷设环境和边界条件，应用该方法能够更为有效和精确的计算电缆的载流量及热状态。

由于土壤热参数和周围环境温度是随着季节和地形变化的，从而使得电缆的载流量在较大的范围内变化。现代分布式光纤温度测量系统（DTS）的发展为实时测量地下电缆表面温度从而监测电缆的热状态提供了新的机会[8]。作为国家的电力公司，新加坡电力公司管理着整个新加坡的地下输电和配电线缆网络，其中最新的230kV电缆线路已经全部安装了DTS[9]。

本文基于DTS测量的电缆表面温度曲线，利用一种有限元数值计算方法与基于梯度的优化方法的组合方法估算出电缆周围土壤的热参数从而实现地下电缆载流量的实时评估。以实际应用的一条230kV/500MVA电缆线路为例，利用所提出的方法对其长期运行额定载流量及紧急过负荷载流量进行了精确的评估。最后，为了缓和电缆沿线的热点从而使得整个电缆线路的载流量能够得到较为显著地恢复，本文采用一种通过移除电缆沿线热点顶部填土的方法，利用大型通用有限元仿真软件进行三维仿真分析来证明其有效性。……