有限元法的XLPE電纜載流量計(jì)算及其影響因素分析

根據(jù)傳熱學(xué)的基本原理,利用有限單元自動(dòng)劃分法,建立了一種基于有限元法的電纜載流量計(jì)算模型,能按照實(shí)際敷設(shè)情況的變化對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修改。根據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)和周圍敷設(shè)區(qū)域的物性參數(shù)分析了電纜溝中電纜區(qū)域溫度場(chǎng)分布情況,并提出基于二分法計(jì)算電纜載流量的方法。對(duì)比分析結(jié)果表明,相對(duì)于iec60287中的熱路法,該模型不僅計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確,而且能更方便地考慮外界環(huán)境因素對(duì)電纜載流量的影響。通過實(shí)例仿真得出不同影響因素對(duì)電纜溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律,并驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

對(duì)nm法、iec法、數(shù)值計(jì)算法等多種電纜載流量計(jì)算方法進(jìn)行了介紹,并進(jìn)行了綜合比較,提出了未來算法發(fā)展建議。

電纜載流量：電纜載流量是指一條電纜線路在輸送電能時(shí)所通過的電流量, 在熱穩(wěn)定條件下,當(dāng)電纜導(dǎo)體達(dá)到長(zhǎng)期允許工作溫度時(shí)的電纜載流量稱為電纜長(zhǎng) 期允許載流量。 估算口訣 二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走。三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)。穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。 說明 (1)本節(jié)口訣對(duì)各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指 出，而是”截面乘上一定的倍數(shù)”來表示，通過心算而得。由表53可以看出：倍 數(shù)隨截面的增大而減小?！岸c(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走”說的是2．5mm’ 及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5mm’導(dǎo)線， 載流量為2．5×9＝22．5(a)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān) 系是順著線號(hào)往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、

電纜載流量計(jì)算方法研究 作者：劉哲，王煒，霍靜文，馮超，吳震，liuzhe，wangwei，huojing-wen，fengchao，wuzhen 作者單位：劉哲,王煒,霍靜文,liuzhe,wangwei,huojing-wen(河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,河北石家莊,050031) ，馮超,fengchao(石家莊供電公司,河北石家莊,050051)，吳震,wuzhen(華北電力大學(xué),北京,102206) 刊名： 電氣開關(guān) 英文刊名：electricswitcher 年，卷(期)：2015,53(2) 引用本文格式：劉哲.王煒.霍靜文.馮超.吳震.liuzhe.wangwei.huojing-wen.fengchao.wuzhen電纜載流量計(jì)算方法研究[期刊 論文]-電氣開關(guān)2015

二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走。 三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五。 條件有變加折算，高溫九折銅升級(jí)。 穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。 說明： (1)本節(jié)口訣對(duì)各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指 出，而是“截面乘上一定的倍數(shù)”來表示，通過心算而得?？梢钥闯觯罕稊?shù)隨截 面的增大而減校 “二點(diǎn)五下乘以九，往上減一順號(hào)走”說的是2．5mm’及以下的各種截面鋁芯 絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5mm’導(dǎo)線，載流量為2．5×9＝ 22．5(a)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號(hào)往上排， 倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。 “三十五乘三點(diǎn)五，雙雙成組減點(diǎn)五”，說的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù) 的3．5倍，即35×3．5＝122．5(a)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截

10下五，100上二，16、25四，35、50三，70、95兩倍半。 穿管、溫度八、九折，裸線加一半。銅線升級(jí)算。 口訣中的阿拉伯?dāng)?shù)字與倍數(shù)的排列關(guān)系如下： 對(duì)于1.5、2.5、4、6、10mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以5倍。 對(duì)于16、25mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以4倍。 對(duì)于35、50mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以3倍。 對(duì)于70、95mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2.5倍。 對(duì)于120、150、185mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2倍。 第一章按功率計(jì)算電流的口訣 電力加倍，電熱加半。 單相千瓦，4.5安。 單相380，電流兩安半。 第二章導(dǎo)體載流量的計(jì)算口訣 10下五，100上二。 25，35，四三界。 70，95，兩倍半。 穿管溫度，八九折。 裸線加一半。 銅線升級(jí)算。 第三章配電計(jì)算口訣 2

10下五，100上二，16、25四，35、50三，70、95兩倍半。 穿管、溫度八、九折，裸線加一半。銅線升級(jí)算。 口訣中的阿拉伯?dāng)?shù)字與倍數(shù)的排列關(guān)系如下： 對(duì)于1.5、2.5、4、6、10mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以5倍。 對(duì)于16、25mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以4倍。 對(duì)于35、50mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以3倍。 對(duì)于70、95mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2.5倍。 對(duì)于120、150、185mm2的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2倍。 第一章按功率計(jì)算電流的口訣 電力加倍，電熱加半。 單相千瓦，4.5安。 單相380，電流兩安半。 第二章導(dǎo)體載流量的計(jì)算口訣 10下五，100上二。 25，35，四三界。 70，95，兩倍半。 穿管溫度，八九折。 裸線加一半。 銅線升級(jí)算。 第三章配電計(jì)算口訣 2

電纜載流量計(jì)算方法的研究與提升策略

隨著電力負(fù)荷的不斷增加,作為電力電纜輸送能力重要參數(shù)之一的電纜載流量,分析電纜其載流量和溫度場(chǎng),對(duì)電纜輸送能力的提高具有十分重要的意義.該文通過采用有限元法對(duì)電力電纜載流量進(jìn)行分析其影響因素,并通過電力電纜載流量的計(jì)算分析各個(gè)參數(shù)的變化狀況.

引言電纜絕緣的最高允許溫度是電纜安全運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)電纜載流量過高時(shí),電纜線芯的運(yùn)行溫度將超過允許值,絕緣材料老化速度加快,電纜壽命縮短;當(dāng)載流量過低時(shí),電纜芯銅材或鋁材得不到充分的利用,造成投資浪費(fèi)。因此,為了保證電力電纜的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性,需要準(zhǔn)確確定電纜載流量。

sc=2500mm2 導(dǎo)體直徑dc=61.9mm tic=2.0mm 導(dǎo)體屏蔽直徑dic=66.4mm ti=24mm di=114.4mm tiu=1.0mm du=116.4mm tih=5.0mm dh=126.4mm til=2.8mm dl=147.0mm te=5.0mm de=157mm 運(yùn)行系統(tǒng)：三相交流系統(tǒng),雙回路,金屬護(hù)套單點(diǎn)接地或交叉互聯(lián) 敷設(shè)條件：直埋土壤，平行排管敷設(shè) 導(dǎo)體運(yùn)行最高工作溫度θc=90℃ 環(huán)境溫度：土壤中θh=26℃ 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度θ0=20℃ 直埋環(huán)境熱阻系數(shù)1.2km/w 2導(dǎo)體交流電阻

電線電纜載流量計(jì)算方法： 口訣1：按功率計(jì)算工作電流：電力加倍，電熱加半（如5.5kw電動(dòng)機(jī)的額定 工作電流按“電力加倍”算得為11a）。 口訣2：按導(dǎo)線截面算額定載流量： 各種導(dǎo)線的安全載流量通?？梢詮氖謨?cè)中查找，但利用口訣再配合一些簡(jiǎn)單的心 算便可直接得出。 口訣如下：10下五，100上二；25、35四、三界；70、95兩倍半；穿管、溫 度八、九折；裸線加一半；銅線升級(jí)算。 10下五是指10個(gè)平方以下的線安全載流量為線徑的五倍，如6平方毫米的鋁 芯線，他的安全載流量為30a； 100上二是指100平方以上的線安全載流量為線徑的二倍，如150平方的鋁芯 絕緣線安全載流量為300a； 25、35四三界是指10平方至25平方的鋁芯絕緣線載流量為線徑的四倍，35 平方至70平方內(nèi)的線（不含70）為三倍； 70、95兩倍半

電力電纜載流量計(jì)算的研究與發(fā)展

選用合適類型且線規(guī)大小合適的電線電纜對(duì)飛機(jī)的使用壽命等性能有很大的影響。在確定飛機(jī)具體的電線電纜類型后,根據(jù)具體用電設(shè)備的使用環(huán)境和性能等要求,計(jì)算并選擇線規(guī)大小合適的電線電纜,不僅可以合理地減輕飛機(jī)重量,同時(shí)有利于飛機(jī)安全及延長(zhǎng)使用壽命。以航空實(shí)際應(yīng)用為例,簡(jiǎn)單介紹航空電線電纜載流量的計(jì)算方法。

8.7/15kvyjv 24001mm 系統(tǒng)三根單芯電纜在三相系統(tǒng)中運(yùn)行 環(huán)境空氣土壤 方式三角形s=de水平s=2de 接地一端接地二端接地 工作溫度90℃ 環(huán)境溫度空氣中40℃土壤25℃ 埋地深度700mm 土壤熱阻1.0（k.m/w） 電纜規(guī)格 yjv8.7/10 8.7/15 成 纜 外 徑 無紡布 導(dǎo) 體 直 徑 導(dǎo)體屏蔽絕緣絕緣屏蔽 標(biāo) 稱 厚 度 直 徑 標(biāo) 稱 厚 度 直 徑 標(biāo) 稱 厚 度 直 徑 厚 度 直 徑 層 數(shù) 厚 度 外 徑 平 均 外 徑 1×40023.30.824.94.533.90.635.10.1235.635.610.236.41.940.2 交流電阻 直流電阻 201'200rr=0.000047*(1+0.00393*(90-20))=0.00005993

i=系數(shù)kx電纜載流量 電纜截面積電纜載流量（a）共溝電纜根數(shù)系數(shù)k共溝電纜根數(shù)系數(shù)k 5018211110.77 7023420.9120.76 9528330.85130.75 12032940.84140.74 15037950.83150.74 18543360.82160.74 24051170.81170.74 30059180.8180.74 40067090.79190.74 100.78200.7 21根及以上0.7 電纜載流量載流量系數(shù)k列表 共溝10kv電纜最大允許載流量

yjv22-26/35kv電纜載流量計(jì)算書

電纜載流量計(jì)算書 1、水平排列 工程名稱：水平排列 設(shè)計(jì)員：設(shè)計(jì)時(shí)間：2010.08.18 一、基本條件 1.電纜結(jié)構(gòu) 名稱結(jié)構(gòu)外徑(mm)厚度(mm)材料 導(dǎo)體導(dǎo)體41.40銅 導(dǎo)體屏蔽導(dǎo)體屏蔽45.42半導(dǎo)體 絕緣絕緣78.416.5交聯(lián)聚乙烯 絕緣屏蔽絕緣屏蔽80.81.2半導(dǎo)體 縱向阻水層金屬屏蔽87.43.3鋁 金屬護(hù)套金屬護(hù)套91.42鋁 綜合防水層內(nèi)襯層93.61.1浸漬麻及纖維材料 外護(hù)層外護(hù)層102.44.4交聯(lián)聚乙烯 2.運(yùn)行狀況 線路類型：三相交流電 電壓等級(jí)：0(kv) 頻率：0(hz) 共有1個(gè)回路 當(dāng)前回路是第1個(gè)回路 3.電纜敷設(shè)方式、環(huán)境條件 敷設(shè)方式：直埋敷設(shè) 媒質(zhì)溫度：25(℃) 回路周圍不會(huì)形成干燥 覆土厚度：1000(mm) 土壤熱阻系數(shù)：2

通過計(jì)算高壓電力電纜載流量,可以合理選擇高壓電力電纜截面.本文對(duì)影響電力電纜載流量的環(huán)境溫度、土壤熱阻系數(shù)、敷設(shè)深度、回路數(shù)等各個(gè)因素進(jìn)行深入的分析,探討各因素對(duì)載流量的影響.

從本質(zhì)上講，電纜載流量的影響因素包括電纜本體、電纜敷設(shè)安裝條件、電纜運(yùn)行條件及其它外部因素四類。由于影響電纜載流量的因素眾多，某個(gè)因素變化都將引起載流量的變化。

準(zhǔn)確分析基坑滲流場(chǎng)、預(yù)測(cè)排水井滲流量,對(duì)合理布置基坑工程防滲排水系統(tǒng),確?；訚B流穩(wěn)定和工程安全有重要意義。根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用的需要,研究了基于三維滲流有限元法任意斷面滲流量計(jì)算方法,提出了采用任意柱面網(wǎng)格,計(jì)算復(fù)雜基坑井群排水量的數(shù)值計(jì)算方法,研制了基于三維有限元法的基坑排水井滲流量計(jì)算程序,并應(yīng)用于某水電站廠房基坑開挖施工的排水量計(jì)算分析中。結(jié)果表明,該計(jì)算方法具有良好的適用性和準(zhǔn)確性。

隨著交聯(lián)電纜相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,其在電網(wǎng)中的應(yīng)用數(shù)量和范圍日益擴(kuò)大。目前,上海市電網(wǎng)中的10kv至220kv的交聯(lián)聚乙烯電纜扮演著非常重要的角色。因此,確保交聯(lián)聚乙烯電纜的可靠性與使用壽命非常重要。由于交聯(lián)聚乙烯等有機(jī)絕緣材料老化速度與其運(yùn)行溫度有緊密聯(lián)系,其可靠性與使用壽命將在很大程度上取決其實(shí)際運(yùn)行溫度,也就是電纜的實(shí)際載流量。因而,在電纜線路的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,需根據(jù)其敷設(shè)與運(yùn)行情況準(zhǔn)確計(jì)算出交聯(lián)電纜的