海底电缆暂态载流量计算与优化选型

2021-09-15单潜瑜赵远涛周则威王玉芬

电线电缆 2021年4期

夏峰，单潜瑜，赵远涛，周则威，杨帆，姚凯，黄韵，王玉芬

（宁波东方电缆股份有限公司，浙江宁波315801）

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随着跨海输电、海上风电等大规模海洋工程的发展和推进，海底电缆的电压等级逐渐增高，截面增大，这对海底电缆的研发、制造、施工等带来了新的挑战。传统基于稳态的载流量计算方法被指出趋于保守，在日渐激烈的国际市场上已经不具备竞争优势。

电缆载流量的研究始于19世纪后期，NM方法［1］作为更深入的载流量研究方法被提出，该方法首次提出了载流量和温度变化的具体解法。目前国内外主要的计算方法有两种：第一种是将电缆回路等效考虑成热路模型，基于IEC 60287系列公式进行数值推导［2］，该方法存在许多缺陷，比如不适用多回路集群敷设方式，损耗计算时对于不同位置、温度取的电阻率是定值，计算环境趋于理想化，排管、电缆沟等敷设下无法考虑到空气流动的耦合作用；第二种是基于传热学的原理的数值法，其中包括差分法、边界元法以及有限元方法等［3-5］，常用的商业软件有Ansys、COMSOL Multiphysics等［6］。

本工作基于国外某风电场近几年的海底电缆载流量实际运行情况以及CYME国际输配电公司、安大略省水电公司Ontario Hydro和加拿大电气协会CEA联合开发的软件CYMCAP，提出运用动态方法对海底电缆的载流量进行建模计算，并基于稳态和暂态方法进行电缆的优化选型。