基于有限元分析的埋地电缆温升影响因素研究
2016-02-14茅大钧刘国建
电力科学与技术学报 2016年4期
关键词:有限元
茅大钧,肖 礼,刘国建
(1. 上海电力学院 自动化工程学院,上海 200090;2. 国家电网山东省电力公司 枣庄供电公司,山东 枣庄 277000)
基于有限元分析的埋地电缆温升影响因素研究
茅大钧1,肖 礼1,刘国建2
(1. 上海电力学院 自动化工程学院,上海 200090;2. 国家电网山东省电力公司 枣庄供电公司,山东 枣庄 277000)
针对YJLW02 66/110 kV 1*1000型电力电缆运行时,电缆载流量与电缆间距如何影响电缆发热的问题,研究IEC标准中关于电缆损耗的有关计算方法,以电缆导体损耗、绝缘介质损耗与金属护套损耗作为电缆内部发热源,利用有限元分析软件ANSYS建立单回路埋地电缆土壤直埋、排管2种敷设方式的模型,并进行仿真分析。结果表明:随着电缆载流量的升高,电缆导体温度会加速升高;随着电缆间距的增大,电缆导体温度逐渐降低,且当电缆间距大于0.2 m时,温度变化会趋于某个稳态值。
有限元分析;电缆温升;电缆载流量;电缆间距;电缆损耗
电缆通电自身会发热,其传输容量取决于电力电缆所能承受的最高温度,即在电缆绝缘层长期(例如30~50年)可靠运行的前提下,电缆导体的最高允许温度。如交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆,其最高允许温度为90 ℃;聚氯乙烯(PVC)绝缘电缆的最高允许温度为70 ℃[1]。当电缆运行温度超过这个温度时,虽然可能不会立即表现出故障态势,但无疑加速了电缆绝缘层材料的温升发热,进而加速绝缘层老化。长此以往,将容易导致电缆绝缘层过热击穿,造成电力事故。通过对电缆过热老化与寿命研究可知[2]:当交联聚乙烯电缆工作温度超过最高允许温度的7%时,电缆寿命将减少50%;……
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