基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究

电缆登杆是电力电缆与架空线之间的一种过渡方式。若电缆登杆之前联结的电缆为土壤直埋敷设方式,电缆登杆时的载流能力直接影响土壤直埋电缆的载流量。在此背景下,采取有限元法,通过建立电缆周围二维、三维温度场模型来分析电缆登杆时与土壤直埋敷设方式下的载流量。分析结果表明,在同一区域内出现不同敷设环境时,采用三维温度场模型计算载流量需考虑轴向导热,具有更高的精确度。同时,电缆登杆会降低土壤直埋敷设电缆的载流量,电缆并行根数越少,电缆登杆对直埋敷设电缆的载流量影响越大。并且,随着温度的升高和敷设间距的增大,电缆登杆对直埋敷设电缆载流量的影响越大。     

电力电缆循环加热试验中热力学工态研究

为研究电力电缆热循环载流量试验中电缆的温升特性,以及介质损耗和环境温度对电力电缆温升的影响,完善了空气中电缆集中参数等效热路模型,建立了暂态下对导体损耗、介质损耗和环境温度进行实时修正的热流微分方程.仿真计算给电缆施加恒定电流时电缆导体、金属套的温升,介质损耗对温度的工态影响,电缆热循环载流量试验中电缆各层的暂态温升和自然冷却曲线,并与实际试验所测得的温升曲线进行拟合验证.研究结果表明,高压电力电缆热循环试验中,介质损耗对电缆温升影响较大,试验中需要对导体损耗、介质损耗和环境温度进行实时修正.     

高压单芯电缆金属护套接地环流过大原因分析

高压单芯电缆金属护套接地环流过大,会使电缆损耗发热,导致电缆发热影响载流量,如果引线接点或焊点连接不良,会造成电缆局部的温度升高而加速绝缘老化,引起电缆绝缘击穿的接头故障。因此,高压电缆的环流测试,已成为电缆运维工作的重点之一。本文通过110kV银东线电缆金属护套交叉互联接地环流过大缺陷的案例,进行了分析,提出缺陷处理的方案。     

预埋管电缆载流量的有限容积法计算和分析

电力电缆排管敷设时,因预埋管中空气热阻较大,使其载流量比直埋方式的载流量有显著下降。为提高预埋管敷设方式下电缆输送能力,可向管道内填充导热介质以改善管道的散热状况。采用基于坐标组合的有限容积法,编制了电缆排管敷设温度场和载流量通用计算程序。程序计算结果与试验结果吻合。计算结果表明,单回路电缆填充导热介质提高载流量较高,在回路流过等电流时降低缆芯温度降低较明显。多回路电缆由于电缆间的互热效应,填充导热介质对提高载流量的效果显著减小。     

高速铁路单相单芯电缆接地损耗及热阻计算分析

高速铁路单相单芯电缆运行时,对导体温度的监控十分重要,如电缆温度过高,超出绝缘材料的允许值,则加快电缆老化,缩短电缆寿命,并为高铁运行带来安全运营隐患.本文对单芯XLPE电缆结构进行分析,介绍了IEC标准中稳态条件下电缆的发热方程和等值热路以及电缆本体热阻、介质损耗、金属护套损耗的计算公式,进而推导出了电缆稳态导体温度计算方法.     

220kV电力电缆本体热阻特性的试验研究

准确计算电缆载流量对电缆安全、经济运行具有重要意义,而准确计算电缆热阻是计算载流量的基础。以空气中敷设220 kV单芯电缆为研究对象,通过对不同阶跃电流下电缆的温升试验,分析电缆各层的温度分布,确定电缆各部分的热阻。试验结果表明阻水带与铝护套间的空气层导致缆芯与皱纹铝护套间的热阻与IEC标准计算的热阻有较大差异,且交联聚乙烯绝缘的膨胀使空气层厚度减小,导致缆芯与皱纹铝护套间的热阻随缆芯温度的升高而降低,所以,电气电缆本体热阻为动态热阻。     

电缆金属护套环流异常原因分析及探讨

单芯电缆金属护套环流过大不仅严重影响电缆线路的载流量,而且造成电缆损耗发热,加速绝缘老化。根据广州供电局输电管理所电缆分部长期的运行经验,金属护套环流不应超过导体负荷电流的10％,本文结合广州供电局输电管理所电缆分部的运行实例,对引起护套环流异常的常见原因进行了简要分析．并且根据实际运行资料,对文中所列举的2个实例中环流异常的原因,提出了更深层次的疑问,以供相关工作人员进行深入探讨。     

重庆电网110kV电缆不同敷设方式下温度场分布及载流量计算

针对110 kV电缆运行时其负荷不能超过允许载流量,否则电缆过热会发生事故或造成电缆寿命缩短的问题,采用有限元法分别计算了110 kV 800 mm2YJLW02电缆采用不同敷设方式时其温度场的分布,用双点弦截法计算了其载流量。结果表明:采用隧道敷设方式电缆的缆芯温度最低,有利于降低电缆的温度,可以延长电缆的寿命,提高电缆的使用率。     

土壤直埋敷设单芯电力电缆温度场与载流量计算

土壤直埋、电缆沟、排管是3种比较常见的电力电缆敷设方式,其中土壤直埋敷设方法的使用比较广泛.电力电缆的温度场与载流量可以采用多种方法进行确定,比较常见的方法包括解析计算与数值计算方法.对直埋敷设方式下单回路电力电缆的温度场与载流量进行计算,为电力电缆的设计与运行监测提供参考.采用IEC-60287解析计算方法和有限元数值剖分方法计算电力电缆的温度场与载流量,根据传热学的基本原理以及电力电缆的结构与敷设相关知识建立电力电缆温度场与载流量数值计算模型.在两种计算机结果的基础上对数值方法计算电缆载流量的结果进行分析,总结了其优缺点.     

单回路高压电缆金属护套最优分段比

高压单芯电缆护套接地电流过高带来的损耗严重影响电缆使用寿命以及载流量.文中通过建立高压电缆金属护套交叉互联方式下的等效电路模型,分别计算感应电流和容性电流,采用向量叠加得到接地电流,求出三相护套总损耗.分析计算了不同布置方式和段长下护套接地电流引起的损耗值.计算结果表明:单回路高压电缆金属护套采用交叉互联方式时,三分段等长且布置方式相同时损耗远小于混合布置方式;混合布置方式时损耗受布置方式的影响,选择合适的分段比可使护套损耗相比于段长相等时降低35%左右.     

土壤源热泵垂直钻孔群间热干扰数值模拟分析

通过建立物理、数学模型,利用Matlab中的PDE工具箱求解埋管周围的温度场分布状况,分别得出单个埋管在不同的时间段连续运行工况下的土壤温度场。再应用叠加原理得出钻孔管群的温度场,分析埋管的间距为3m、4m和5m时钻孔群间的热干扰及不同的孔间距、运行时间等因素造成埋管出口水温度的变化。随着运行时间的增加,钻孔中心温度逐渐升高,钻孔热作用半径逐渐增大,但是钻孔间距较大时,钻孔中心温度的变化很缓慢,说明钻孔热作用半径基本在3m以内。综合实际工程情况,钻孔间距取4.5m。     

电缆载流量试验热稳定判据及试验误差的研究

运行中电力电缆线芯温度随负荷电流和电缆本体及周围媒质热特性参数的变化而变化,准确地确定电缆暂态温度场和线芯温度是提高电缆输送能力的基础。针对有限差分法计算电缆温度场难以处理电缆圆形边界和周围土壤矩形边界的问题,采用阶梯直线代替电缆圆形边界,在直角坐标系中直接求解电缆暂态温度场。基于坐标组合的有限差分法和大电流模拟试验验证该方法的有效性和实用性。计算程序分析了恒定负荷电流下电缆线芯的温升过程和载流量试验误差。计算结果表明:电缆线芯温升速度随土壤热阻系数的增加和电缆根数的增加而减慢,目前载流量试验中采用的热稳定判据可以使载流量试验值显著高于载流量实际值。     

基于有限元法的直埋式气体绝缘输电线路温升数值计算与分析

为研究直埋式气体绝缘输电线路(GIL)的温升特性,建立了基于多场耦合的三维有限元模型.采用了伽辽金法对模型进行有限元离散,计算了直埋式GIL的导体焦耳热损耗和外壳涡流损耗,并用1段电阻率可变的导体模拟触头部位的接触电阻.通过单元映射的方式,将直埋式GIL的各部分损耗作为体积热源耦合到流体场-温度场进行计算.考虑了SF6气体的温度变化特性,针对土壤的实际传热导热过程,对土壤层6个边界分别施加了恒温边界条件、对流换热边界条件和热流密度边界条件.通过该模型分析了负荷电流与直埋式GIL温度场分布的关系,研究了4种不同土壤对直埋式GIL温升的影响,分析了不同埋深情况下的直埋式GIL温度分布情况,模拟了触头接触劣化过程中直埋式GIL导体与外壳温升变化过程,研究结果为直埋式GIL温升的在线监测或带电检测提供了理论依据.     

交指流场氢-氧PEM燃料电池特性研究

目的研究操作参数即电池加热温度、加湿温度、反应气体流量对交叉指状流场氢-氧PEM燃料电池性能的影响,优化操作参数提高PEM燃料电池的性能.方法利用燃料电池测试系统测量PEM燃料电池在不同操作参数下的性能,用origin软件绘制性能曲线,分析了电池加热温度、加湿温度、反应气体流量对PEM燃料电池性能的影响.结果实验结果表明:电池性能随着电池温度的升高先升高后降低;随着加湿温度的升高也是先升高后降低;在一定范围内增加氧气流量会使电池的性能升高,但氧气流量超过50 ml.min-1时,电池性能反而会下降.结论在其他参数一定的情况下,当电池温度与加湿温度相等的时候,即都为343 K时电池性能最佳.     

电缆试样的介质损耗测试试验及分析

利用DETAL-2000测试仪对电缆试样进行介质损耗角正切的测量试验，发现电缆试样的介质损耗角正切开始为负，但随着测量电压的升高逐渐增大，在试样发生表面击穿时，变成正值。对试验结果进行分析，得到电缆试样的介质损耗值为负值的原因主要为外界电磁场对电桥的干扰和标准电容损耗较大，并提出了相应的技术处理措施。     

基于无线通信的XLPE电缆温度监测系统设计

XLPE电缆温度监测系统通过计算求得导体的运行温度,来确保XLPE电缆运行在一个额定温度范围内。本文分析了XLPE电缆稳态的等值热路图,得到了XLPE电缆导体温度计算公式,在此理论分析基础上构建了基于无线通信的XLPE电缆温度监测系统,最后设计了监测终端的硬件电路。     

电锅炉矿物电缆的改造方案

正辽宁广播电视台马路湾办公大楼采用电锅炉加热的方式供暖,经过一段时间的使用后发现所选用的矿物电缆无法满足锅炉满满载运行,出现"爆头"、"黑头"、"断节"等现象,为解决问题及隐患,对电缆敷设的架构进行二次改造。1矿物电缆简介矿物电缆(MI)全称为矿物绝缘电缆,它是用金属铜作为导体,氧化镁矿物质作为绝缘体,铜管作为护套的一种电缆,结构见图1。矿物电缆与普通的交联电缆相比在耐火性、抗腐蚀性和载流量方     

地下电力电缆温度场及载流量的数值计算

对地下电力电缆温度场和载流量进行了研究。基于有限差分法,采用直角坐标和极坐标相结合的思想,对计算区域进行不均匀网格的划分。对电缆及其周围土壤的温度场进行迭代,并进行两种坐标系之间的插值计算,得到一个收敛的温度场。多次循环后电缆缆芯达到上限温度值,可得电缆的载流量。     

直埋单芯电缆的载流量数值计算

针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其载流量的难确定性,基于有限元法计算直埋电缆温度场和载流量的基本原理及方法,确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数,应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真,得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线,求得了电缆在确定环境下的载流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。     

直埋单芯电缆的载流量数值计算北大核心

针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其载流量的难确定性,基于有限元法计算直埋电缆温度场和载流量的基本原理及方法,确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数,应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真,得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线,求得了电缆在确定环境下的载流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。