张 磊，朱立翔，陈青云

（1.国网湖北省电力公司宜昌供电公司，湖北 宜昌 443000；2.武汉黉门电工科技有限公司，湖北 武汉 430073）

0 引言

我国电力电缆线路在电力系统中的使用量正逐年上升，尤其是高压交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆在电网中所占的比重日益增长，城区110 kV线路大量采用交联聚乙烯电缆[1-2]。随着电力电子器件的增加，谐波对其影响越来越大。谐波频率的不同，导线集肤效应和邻近效应会导致电缆交流电阻、阻抗的不同，而且谐波频率高，导线集肤效应和邻近效应使谐波电阻较基波电阻增大，因此谐波引起的电阻损耗导致的电缆温度升高问题不容忽略。

目前，从国内外发表的文献和著作来看，关于电力电缆温度计算的研究多数采用解析方法，文献[3-5]采用电缆热模型来计算电缆的损耗值，不能实际模拟电缆的运行状态，并且计算没有考虑谐波的影响。而数值法具有运算灵活、拓宽研究范围、减少实验的工作量等优点。

为了研究谐波下的电缆温度，本文以电磁场理论为基础，利用有限元数值计算，考虑趋肤效应和临近效应，结合电缆的敷设方式，分析缆芯损耗、屏蔽层损耗及绝缘层损耗，基于多物理场耦合的方法模拟出谐波情况下电缆的温度图，定性分析了谐波对电缆温度的影响，为电缆的热老化寿命评估奠定了基础。

1 电缆温度场计算原理

本文使用大型数值仿真软件Ansys作为电力电缆温度场仿真计算的工具，采用有限元的方法进行电缆的温度场建模与计算。……