计及金属护套环流影响的高压电缆温度场及载流量的数值分析

温升和载流量是电缆运行的重要参数,而金属护套环流是影响电缆温升及载流量的关键因素.在综合现有电缆金属护套环流计算理论及电缆温度场和载流量数值计算模型与计算方法的基础上,本文建立了电缆温度场和载流量计算的有限元模型.该模型充分考虑了实际电缆沟工程敷设工况.在此基础上,分析并计算了金属护套环流影响下的典型电缆温度场,讨论了维持三相电缆线芯(或金属护套)最高温度不变前提下金属护套环流影响下的线芯载流量,研究了不同大小环流对电缆温度场和载流量的定量影响规律.结果表明:金属护套环流的增大将导致电缆温度升高,线芯载流量降低;随着电缆金属护套环流的增大,电缆金属护套环流对电缆温度及载流量的影响作用显著增加;相比于维持三相电缆线芯最高温度不变,同一环流影响下维持三相电缆金属护套最高温度不变时计算出的线芯载流量更低.本文的研究成果为保障电缆在工程实际中长期安全高效运行提供了理论指导.     

大截面五芯电力电缆的结构设计——瓦形截面导电线芯的多芯电缆

对于50mm~2及以上规格的五芯低压电力电缆,从现有生产设备情况出发,并考虑到电缆结构稳定性、几何尺寸小、节约原材料以及接续安装方便等因素,开发了第五芯为中心圆形线芯、其外为瓦形主线芯和工作零线的五芯电缆。着重对瓦形导体及其紧压轮孔型几何尺寸的设计计算作了介绍,并提出了五芯电缆生产工艺应注意的问题。     

单芯海底电缆金属护层及铠装层环流的数值分析与计算*

为保障机械强度,海底电缆一般都装设金属铠装层,因此海底电缆环流包括金属护套和铠装层环流。而海底电缆环流会加快绝缘老化,并降低线芯载流量。为此,针对两端互联接地、中间分段短接的三相单芯海底电缆系统,建立了海底电缆环流计算模型,并根据电磁场理论对海底电缆电感参数进行了分析,据此计算了不同负荷电流下的海底电缆金属护层和铠装层环流。计算结果表明,线芯电流增大时,金属护套和铠装层环流随之增大,且环流和线芯电流成正比例变化规律。     

五芯电力电缆缆芯外径及空隙面积的图解法

中性线芯和接地线芯分开的五芯电缆,其缆芯中的绝缘线芯通常采用四大一小或三大二小结构。为便于计算缆芯的外形尺寸和各填充空隙的截面积,通过对有关结构尺寸相互间关系的推导,获得了四大一小和三大二小的五芯电缆缆芯结构参数的图解曲线。     

利用滚压轮杜绝扇形线芯成缆翻身

利用滚压轮杜绝扇形线芯成缆翻身武汉电缆股份公司孙改玲，段国权主题句：扇形线芯，成缆，工模具较大截面的三芯或四芯低压电力电缆，导电线芯一般采用扇形结构，这可大大减小电缆的直径，节省电缆护层材料，使成本降低１５％～２０ｑｏ，因此具有较好的经济效益。我公司...     

10kV MYPTJ型矿用电缆线芯动态温度监测方法

线芯温度是反映电缆正常运行与否的重要参数,线芯温度过高会加速电缆绝缘老化,导致电缆绝缘水平降低。针对电缆线芯温度测量一直缺乏有效监测方法的问题,笔者提出基于电缆绝缘层温度和运行电流计算电缆线芯温度的方法。根据10 kV矿用高压电缆物理结构,建立了线芯温度计算模型,设计了电缆线芯动态温度实验方案,采用红外热像仪测量剥去护套的电缆绝缘层温度和线芯温度,利用热路模型反演计算线芯温度,并进行了实验验证。实验结果表明,线芯温度计算值与测量值之间的误差低于5%,监测方法满足电缆线芯温度实时监测要求。     

电气化铁路27.5kV单相单芯交联聚乙烯电缆载流量计算

电气化铁路单相供电电缆是电气化铁路运行的关键组成部分,为获得铁路专用27.5kV单相单芯交联聚乙烯电缆的载流量,通过仿真计算的方法进行了研究。首先对电缆的运行情况进行分析,用有限元法对比计算了单相供电与三相供电条件下电缆金属护套涡流与环流损耗。在对电缆的环流损耗与涡流损耗计算的过程中,通过对计算单元自由度的修改与温度场的耦合,为电气化铁路单相供电电缆载流量计算建立更为精确的计算模型。在该模型的基础上,根据铁路电缆实际敷设环境,分析了不同接地方式、线芯间距、回路数量、媒质热阻、环境温度下电缆载流量的变化。结果表明:双端接地方式下铁路单相供电电缆金属护套层环流损耗较三相供电提高约75%,单端接地方式下相位影响不明显;电缆温升受相邻电缆间距、周围媒质热阻及温度影响较大;回路数增多,受临近电缆的影响,中间电缆的温升将导致电缆整体载流量下降。     

XLPE三芯电缆稳态并联热路模型及实验验证

交联聚乙烯材料的三芯电缆广泛应用于低压配电网中,但长期以来,关于电缆载流量计算的研究多集中于单芯电缆。考虑到三芯电缆与单芯电缆的结构差异,在IEC 60287标准计算的基础上,利用传热学知识,理论推导了三芯电缆并联结构的6层4节点稳态热路模型。采用形状因子法计算热阻参数,利用外表皮温度反推计算得到电缆各层温度。为了验证计算的准确性,设计了空气敷设和土壤敷设两种敷设方式下的升流实验,测量得到稳态时导体线芯、绝缘层、铠装层和外表皮温度,并与理论温度计算值进行了比较分析。分析结果表明,利用提出的热路模型进行三芯电缆载流量计算的误差在允许范围内,可应用于工程实际。     

基于有限元法的单芯电缆接头线芯温度计算

对电缆接头线芯温度进行监测可以有效评估电缆接头的状态,但直接测量线芯温度较为困难且容易破坏电缆接头结构,因此常通过表皮温度估算线芯温度.为提高电缆接头线芯温度计算精度,本文在有限元软件COMSOL中建立电缆中间接头的仿真模型,并进行电磁-热耦合计算.研究环境温度和负荷电流对电缆接头线芯和表皮温度的影响,并对各种工况下的...     

基于表面温度场的电缆线芯温度在线诊断研究

线芯温度是电缆的一个重要参数,当电缆过负荷时,其线芯温度高于允许温度,使电缆绝缘加速老化,甚至造成绝缘介质热击穿。文中提出了一种基于电缆表面温度场的对电缆线芯温度进行在线诊断的方法。该方法采用红外热象仪拍摄电缆的表面热图象,可根据电缆的表面温度、结构参数,物性参数和环境温度,通过建立传热数学模型,对电缆的线芯温度进行反演计算,并与其允许温度进行比较,实现了电习温度的非接触,在线诊断。     

以单相电流测试三芯钢带铠装电缆载流量的可行性分析

配电电缆一般为三芯钢带铠装结构,加载于三相导体的交流电流在磁性材料的钢带铠装层将产生工频磁场,由此产生铠装损耗;若三相导体加载三相对称电流,铠装层的合成磁场较小(甚至为零),其铠装损耗较小;若三相导体加载单相电流,铠装层磁场较大,其损耗较大。在开展三芯电缆载流量试验时,由于电源容量限制,拟加载单相电流,可能会对载流量的试验结果产生影响。为研究三芯钢带铠装电缆通以三相和单相电流的铠装损耗,及其对载流量试验结果的影响,本文研究了三芯电缆钢带铠装损耗的计算方法;在试验场开展了加载单相电流的直埋单根三芯电缆载流量试验,定量计算了加载单相电流时的三芯电缆的铠装损耗;分析了加载单相电流时铠装损耗对载流量试验影响的程度。研究表明,三芯铠装电缆加载单相电流时的铠装损耗不可忽略,但对载流量的影响不大,且偏保守。     

基于等效导热系数的直流电缆稳态载流量简化有限元算法

文中提出一种直流电缆的两层简化结构,以减少应用有限元方法计算直流电缆稳态载流量的计算量,增强其计算效率。将直流电缆结构等效为两层:将除线芯外的各层等效为一层,与线芯构成两层简化结构。等效层的等效导热系数由除线芯外其余各层的导热系数的调和平均数算得。在算例验证中,针对DC 200 k V YJQ41 1×1000+2×12型号直流电缆,分别用有限元方法计算了该电缆原始结构和两层简化结构不同敷设条件下的给定电流时的线芯温度,并与厂商给出的该型号电缆的技术数据参照对比,证明了应用等效导热系数简化电缆结构以进行有限元求解的结果是准确的。之后文中比较了上述计算过程中两种结构下有限元方法的计算量,比较结果表明,两层简化结构的计算量较原始结构的计算量有显著的减少。     

单芯电缆线芯温度的非线性有限元法实时计算

考虑电缆材料热性参数是温度的函数及忽略热量沿着线芯轴向传输所造成的线芯温度计算误差,为提高电缆线芯温度计算的精度,提出基于非线性有限单元法计算电缆导体的温度。研究电缆导体径向、轴向温度梯度以及热量扩散规律,分析运行电流、外界环境温度等因素对电缆线芯轴向、径向温度分布的影响。根据传热学原理,研究电缆热性参数随温度变化对电缆导体温度的影响,建立电缆导体温度计算三维非线性有限元模型,并通过实验数据对非线性有限元模型进行验证和修正。实验和有限元仿真的对比表明：忽略电缆热量沿着轴向传输以及热性参数的改变会造成线芯温度计算误差;所提出的电缆导体温度实时计算非线性有限元模型的有效性,为高温下运行电缆导体温度监测与负荷预测奠定了基础。     

煤矿用低烟无卤梭车电缆的研制

介绍了低烟无卤梭车电缆的结构设计和材料的选用,监视线芯和地线芯导体采用纺纶丝纤维加强,动力线芯导体采用多股镀锡软铜线股绞和复绞,并且为股绞和复绞同向的结构,内外护套之间采用芳纶丝编织加强护层结构,外护套采用耐油、耐热、耐腐蚀、耐磨,以三元乙丙胶为基料的低烟无卤、阻燃橡皮挤包而成。电缆具有良好的抗静电、抗干扰性能,使用寿命长。     

柔性阳极电缆生产工艺的研究

通过对柔性阳极电缆的结构组成与组成材料的特性研究,得出线芯的生产工艺和特种电缆的生产工艺。分析生产工艺过程,计算关键数据,得出集成电缆牵引、布料牵引、碳粉螺旋送料等技术的可行性。     

对波兰矿用电缆的技术考察

作为主要采煤国之一的波兰,对于矿用6 kV 级电缆,煤矿井下大多采用油浸纸绝缘铅包钢带或钢丝铠装电缆,井筒使用不滴流纸绝缘铅包粗钢丝铠装电缆,它们的外护层均采用不燃性材料;综采工作面、高压开关和移动电站之间的6kV 电缆,则采用带监视线芯分相屏蔽 PVC 绝缘及护套电缆。千伏级矿用电缆按不同使用场合,分有4芯、5芯、7芯、10芯橡皮绝缘及护套电缆,橡皮护套分普通型和耐燃型,7芯及10芯电缆一般采用屏蔽结构。在介绍电缆结构的同时,还介绍了波兰对矿用电缆进行屏蔽电缆过渡电阻、机械冲击、机械挤压及弯曲扭转试验的方法。     

一种风力发电用耐扭曲电力电缆

<正>国家知识产权局公布专利"一种风力发电用耐扭曲电力电缆",专利权人为福建南新电缆有限公司。本实用新型公开了一种风力发电用耐扭曲电力电缆,包括三相导电线芯和对应所诉三相导电线芯的三根地线芯。三相导电线芯呈品字形排列,导电线芯由导体沿径向由内向外依次包覆隔离层、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层、外屏蔽包带层、编织屏蔽层、编织屏蔽层包带层,内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层同时一次完成挤包。三根地线芯置于三相导电线芯两两相切外侧,三相导电线芯和三根地线芯绞合构成缆芯,缆芯外依次包覆缆芯     

全塑力缆五芯等截面瓦形导体结构及其压轮孔型的设计

对于五芯等截面电力电缆，为了节约原材料，缩小电缆外径及降低生产成本，将导电线芯设计成瓦形结构。根据几何图形，推导出瓦形导体结构尺寸参数及压轮孔型尺寸的计算公式。     

大截面瓦形线芯五芯塑力缆的结构选择──现有条件下的小厂也能生产该电缆

针对小型电缆生产厂的设备条件，介绍了大截面瓦形线芯五芯塑力缆的结构型式的选择，并提出了简化后的三种基本结构及其参数计算，以及导体中单线根数的选择与排列。由此，可减少大量的工模具设计和制造，降低电缆生产成本，便于生产管理。     

10kV三相电缆插接式中间接头应力仿真分析

电力系统对电气连接可靠、机械稳定性高的电缆中间接头的需求愈发迫切。以新型10kV三相电缆插接式中间接头为例,对中间接头用绝缘材料进行了拉伸和动态热机械力学性能测试,并进一步通过有限元软件,构建三相电缆插接式中间接头的应力计算模型。根据电动力-接触应力单向耦合仿真结果,短路电动力会对导体线芯周围的应力分布造成影响,在电动力较大处造成一定程度的应力分布不均匀,但最大应力值远低于材料极限强度,仍能保持线芯与压紧锥部分紧密接触具有可靠的电气连接性能及机械稳定性。