基于有限元分析的电力电缆载流量影响因素

基于有限元分析的电力电缆载流量影响因素

天津送变电工程有限公司天津300161

摘要:随着电力负荷的不断增加,作为电力电缆输送能力重要参数之一的电缆载流量,分析电缆其载流量和温度场,对电缆输送能力的提高具有十分重要的意义。该文通过采用有限元法对电力电缆载流量进行分析其影响因素,并通过电力电缆载流量的计算分析各个参数的变化状况。

关键词:电力电缆;电缆载流量;温度场;有限元法

引言

在当今城市建设的快速发展,电缆的使用率越来越广泛[1]。通过对电缆的温度场进行模型分析,确定载流量可通过数值计算[5]。本文建立单回路土壤直埋电缆温度场模型,对直埋电缆的散热情况以及影响载流量的因素进行研究分析。

1有限元法原理

1.1边界条件

将数学模型建立为一个封闭区域。通过传热学的三类边界条件计算其模型的边界条件求得。

1)第一类边界条件

式(8)中:ys为集肤效应因数;yp为邻近效应因数。

2电缆载流量的影响因素分析

本文以单回路土壤直埋电缆为例,采用有限元法来分析影响电缆载流量的因素及其变化规律。

2电缆载流量的影响因素分析

本文以单回路土壤直埋电缆为例,采用有限元法来分析影响电缆载流量的因素及其变化规律。

2.1空气温度的影响

空气温度作为对电力电缆载流量的重要环境影响因素[2]。随着空气温度的上升,土壤散热能力便会下降。在不同的空气温度下电力电缆载流量的变化曲线如图2所示。

图5电缆载流量随电缆间距变化的曲线

从图5电力电缆载流量随电缆间距增加变化的趋势曲线得出随着布置间距的增大而电力电缆的载流量呈现线性升高。

3总结

通过电力电缆温度场建立数学模型,对其进行分析温度场的分布、电缆载流量计算以及影响电缆载流量的因素,得出以下结论:

1)载流量的大小受空气温度的影响,随着空气温度的不断升高,电缆载流量呈线性降低。

2)载流量的大小受土壤温度的影响,随着土壤温度的不断升高,在其他条件不变的情况下,电缆载流量呈线性降低。

3)载流量的大小受土壤热阻系数的影响,随着土壤热阻系数的不断增大,电缆载流量呈现非线性增大。

4)载流量的大小受电缆间距的影响,随着电缆布置间距的不断增大,电缆载流量呈线性增大。

参考文献:

[1]刘凌逍,王丽艳.10kV电缆故障分析及运行维护措施[J].黑龙江科学,2014,5(8):275-275.

[2]孟凡凤,张兵,方晓明,等.影响直埋电缆载流量的因素的研究[J].绝缘材料,2007,40(3):64-66.

[3]覃旭伟.浅谈电缆截面选择的几种依据[J].中国新技术新产品,2014,(7),110-110.

[4]罗灵琳.单芯电缆暂态温度场及载流量实时计算方法的研究[D].重庆:重庆大学,2008.

[5]杜冰冰.电力电缆的温度场和载流量研究[D].郑州:郑州大学,2016.

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