高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，该方法包括以下步骤：建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型；计算绕包带接触面的接触热阻R2和外护套接触面的接触热阻R4；计算空气导热热阻R1和填充沥青导热热阻R3；计算皱纹铝护套处总的导热热阻R0。该方法充分考虑到铝护套处的导热特性，提出的高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型简单可行，为高压单芯电缆的导热分析提供了参考；采用本方法计算高压单芯电缆皱纹铝护套处的导热热阻，避免了IEC标准和热路模型简化计算误差大的特点，有助于高压单芯电缆载流量的准确计算，进而为高压单芯电缆安全经济运行提供保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压单芯电缆导热热阻的
，特别涉及一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法。
技术介绍
高压单芯皱纹铝护套电缆广泛应用于城市电能输送，其安全经济运行对城市建设有重要意义。载流量是衡量电缆输送容量的重要参数，准确计算载流量不仅能保证电缆运行的安全性，也能充分挖掘电缆的电能输送能力，保证经济运行。高压电缆载流量的计算主要依据傅里叶导热定律，通过绝缘最高运行温度、环境温度、电缆各层热阻及环境热阻确定导体损耗，再由导体损耗与运行电流的关系得到载流量。对于结构规则的高压电缆，各层结构热阻易于计算，而皱纹铝护套电缆由于铝护套结构不规则，该层热阻不易确定。目前，皱纹铝护套电缆载流量主要采用IEC60287标准和热路法进行计算。IEC60287标准不单独考虑皱纹铝护套的导热热阻，而是将它折算到绝缘层热阻。而热路法直接将铝护套处等效为气隙层，再计算热阻。两种方法计算误差较大，且随着电缆截面积的增大，误差增大，不利于皱纹铝护套电缆载流量的准确计算。因此，需要充分考虑高压单芯电缆皱纹铝护套处的导热特性，找到准确计算高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的方法，保证电缆的安全经济运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，包括以下步骤：建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型；计算绕包带接触面的接触热阻R2和外护套接触面的接触热阻R4；计算空气导热热阻R1和填充沥青导热热阻R3；计算皱纹铝护套处总的导热热阻R0。进一步地，所述建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型具体为：将高压单芯电缆的绕包带和外护套之间的皱纹铝护套部分等效为并联热网络模型：铝护套下部由凸起内的所述空气导热热阻R1和所述绕包带接触面的接触热阻R2并联；铝护套上部由所述填充沥青热阻R3和所述外护套接触面的接触热阻R4并联。进一步地，所述建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型之前还包括如下假设：1)热流只沿径向传递，为一维导热；2)电缆外护套，绕包带和铝护套均为等温面。进一步地，所述绕包带接触面的接触热阻R2采用公式(1)计算得到， R 2 = λ 2 1.13 tanθ 2 ( F 2 / H 2 ) n - - - ( 1 ) ]]>式中，λ2表示绕包带表面粗糙度，tanθ2表示绕包带表面形状平均斜度，F2表示绕包带接触面压力，H2表示绕包带的硬度，n为实验系数，取n为0.94。进一步地，所述外护套接触面的接触热阻R4采用公式(2)计算得到， R 4 = λ 4 1.13 tanθ 4 ( F 4 / H 4 ) n - - - ( 2 ) ]]>式中，λ4表示绕包带表面粗糙度，tanθ4表示绕包带表面形状平均斜度，F4表示绕包带接触面压力，H4表示绕包带的硬度，n为实验系数，取n为0.94。进一步地，所述空气导热热阻R1采用公式(3)计算得到， R 1 = ρ 1 2 π ln ( 1 + 2 t 1 d 1 ) - - - ( 3 ) ]]>式中，ρ1表示空气导热系数，t1表示铝护套下部凸起内的空气厚度，d1表示铝护套下部凸起内的空气外径。进一步地，所述填充沥青热阻R3采用公式(4)计算得到， R 3 = ρ 3 2 π l n ( 1 + 2 t 3 d 3 ) - - - ( 4 ) ]]>式中，ρ3表示填充沥青导热系数，t3表示铝护套上部填充沥青厚度，d3表示铝护套上部填充沥青外径。所述皱纹铝护套处总的导热热阻R0采用公式(5)计算得到， R 0 = R 1 R 2 R 1 + R 2 + R 3 R 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型；计算绕包带接触面的接触热阻R2和外护套接触面的接触热阻R4；计算空气导热热阻R1和填充沥青导热热阻R3；计算皱纹铝护套处总的导热热阻R0。

【技术特征摘要】
1.一种高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型；计算绕包带接触面的接触热阻R2和外护套接触面的接触热阻R4；计算空气导热热阻R1和填充沥青导热热阻R3；计算皱纹铝护套处总的导热热阻R0。2.根据权利要求1所述的高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，所述建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型具体为：将高压单芯电缆的绕包带和外护套之间的皱纹铝护套部分等效为并联热网络模型：铝护套下部由凸起内的所述空气导热热阻R1和所述绕包带接触面的接触热阻R2并联；铝护套上部由所述填充沥青热阻R3和所述外护套接触面的接触热阻R4并联。3.根据权利要求1所述的高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，所述建立高压单芯电缆皱纹铝护套处的热网络模型之前还包括如下假设：1)热流只沿径向传递，为一维导热；2)电缆外护套，绕包带和铝护套均为等温面。4.根据权利要求1所述的高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，所述绕包带接触面的接触热阻R2采用公式(1)计算得到， R 2 = λ 2 1.13 tanθ 2 ( F 2 / H 2 ) n - - - ( 1 ) ]]>式中，λ2表示绕包带表面粗糙度，tanθ2表示绕包带表面形状平均斜度，F2表示绕包带接触面压力，H2表示绕包带的硬度，n为实验系数，取n为0.94。5.根据权利要求1所述的高压单芯电缆皱纹铝护套处导热热阻的计算方法，其特征在于，所述外护套接触面的接触热阻R4采用公式(2)计算得到， R 4 = λ 4 1.13 tanθ 4 ( F 4 / H 4 ) n - - - ( 2 ) ]]>式中，λ4表示绕包带表面粗糙度，tanθ4表示绕包带表面形状平均斜度，F4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，王振华，周天恺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44