本发明专利技术涉及一种高压电力电缆的冷却装置及热交换计算方法，包括电缆连接件、导热管、进水管、回水管和水管连接件，所述电缆连接件可拆卸的安装在高压电力电缆上且配有至少两个以上的流水通道，所述电缆连接件设置为至少两个以上且设置在相邻所述电缆连接件之间的所述导热管设置为弹簧状并缠绕式安装在高压电力电缆上。本发明专利技术通过对本冷却装置与高压电力电缆形成有效的热交换，改善高压电缆的运行环境，从而起到提高高压电缆的额定工作电流、延长电缆使用寿命、降低线路损耗的作用。通过控制和监测循环冷却水的温度还可以有效监测电缆的运行工况，降低电缆的运维风险、保障电网安全运行。安全运行。安全运行。
【技术实现步骤摘要】
一种高压电力电缆的冷却装置及热交换计算方法
[0001]本专利技术属于高压电力电缆的
，尤其是一种高压电力电缆的冷却装置及热交换计算方法。
技术介绍
[0002]高压电力电缆已广泛应用于电能在地下的输送，受到现有技术水平、生产设备的限制和导体表面集肤效应的影响，电缆的额定工作电流不能随着电缆导体的截面增大不断增加，高压电网中架空线路能实现的最大工作电流远大于电缆线路中能实现的最大工作电流，在高压电网建设过程中，对于架空和电缆的混合线路，往往由于电缆的通流能力不足，限制了系统的网架规划和运行方式，影响了电网的发展。
[0003]高压电力电缆的额定工作电流受敷设方式和周围环境影响非常明显，电缆在输送电能的同时，导体会产生大量的热量，高压电力电缆随着载流量增大整体温度会不断升高，一旦温度超过长期运行允许值，就会导致绝缘材料发生劣化，大大缩减其使用寿命，也正是因此限制了高压电力电缆的额定工作电流，即使电缆温度未超过长期运行允许值，随着高压电力电缆运行温度升高，高压电力电缆的能耗费用也会相应增加，从而增加了线路的运行损耗。因此，高压电力电缆散热能力直接影响了电缆的寿命、载流能力和工程的技术经济性。
[0004]由此可见，现阶段如何有效解决电缆散热和降温的问题已经成为电力行业内亟待解决的技术难题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、设计合理、维护方便、经济可靠的高压电力电缆的冷却装置及热交换计算方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0007]一方面，本专利技术提出了一种高压电力电缆的冷却装置，包括电缆连接件、导热管、进水管、回水管和水管连接件，所述电缆连接件可拆卸的安装在高压电力电缆上且配有至少两个以上的流水通道，所述电缆连接件设置为至少两个以上且设置在相邻所述电缆连接件之间的所述导热管设置为弹簧状并缠绕式安装在高压电力电缆上，
[0008]所述弹簧状导热管的两端分别与相邻之间的所述电缆连接件的流水通道的一端的连通，所述相邻之间的电缆连接件的流水通道的另一端的分别通过所述水管连接件与所述进水管和回水管连通，所述电缆连接件、导热管、进水管、回水管和水管连接件之间的配合用于实现对高压电力电缆的散热，提高高压电力电缆的额定载流量；
[0009]优选地，所述电缆连接件由两个半圆形中空结构组成且两端设置有电缆连接件安装通孔，所述两个半圆形中空结构上贯穿设置有流水通道；
[0010]优选地，所述电缆连接件的材质为铜或不锈钢；
[0011]另一方面，本专利技术还提出了一种高压电力电缆的冷却装置的热交换计算方法，具
体步骤如下：
[0012]步骤1：获取高压电力电缆敷设使用时的N个相关数据；
[0013]步骤2：利用获取高压电力电缆敷设使用时的N个相关数据，计算高压电力电缆额定载流量，具体公式如下：
[0014][0015]式中：
[0016]I为高压电力电缆载流量；
[0017]Δ0为高于环境温度的导体温升数值；
[0018]R为最高工作温度下导体单位长度的交流电阻；
[0019]W
d
为导体绝缘单位长度的介质损耗；
[0020]T1为一根导体和金属套之间单位长度的热阻；
[0021]T2为内衬层与填料热阻；
[0022]T3为外护套单位长度热阻；
[0023]T4为电缆表面和周围媒质之间单位长度热阻；
[0024]λ1为护套损耗与线芯损耗之比；
[0025]λ2为铠装损耗与线芯损耗之比；
[0026]n为电缆根数；
[0027]步骤3：利用高压电力电缆额定载流量和运行环境温度热平衡的原理，通过控制高压电力电缆运行环境温度，对高压电力电缆额定载流量重新计算，具体公式如下：
[0028][0029]式中：
[0030]I
’
为重新计算后高压电力电缆额定载流量；
[0031]Δθ
’
为控制高压电力电缆运行环境温度的导体温升数值；
[0032]T4’
为控制高压电力电缆表面和周围媒质之间单位长度热阻；
[0033]优选地，所述步骤1中获取高压电力电缆敷设使用时的N个相关数据包括最高工作温度下导体单位长度的交流电阻R，导体绝缘单位长度的介质损耗W
d
，高于环境温度的导体温升Δθ，导体和金属套之间单位长度的热阻T1，内衬层与填料热阻T2，外护套单位长度热阻T3，电缆表面和周围媒质之间单位长度热阻T4，护套损耗与线芯损耗之比λ1，铠装损耗与线芯损耗之比λ2和电缆根数n。
[0034]优选地，所述步骤2中高于环境温度的导体温升数值Δθ的具体公式如下：
[0035]Δθ＝θ
c
‑
θ
o
[0036]式中:
[0037]θ
c
为高压电缆运行缆芯温度，θ
o
为高压电缆运行环境温度。
[0038]本专利技术的优点和积极效果是：
[0039]本专利技术提出了一种高压电力电缆的冷却装置的热交换计算方法，通过对本冷却装置与高压电力电缆形成有效的热交换，改善高压电缆的运行环境，从而起到提高高压电缆的额定工作电流、延长电缆使用寿命、降低线路损耗的作用。通过控制和监测循环冷却水的温度还可以有效监测电缆的运行工况，降低电缆的运维风险、保障电网安全运行。
附图说明
[0040]图1是本专利技术高压电力电缆的冷却装置整体连接结构示意图；
[0041]图2是本专利技术电缆连接件的连接结构示意图；
[0042]图3是本专利技术电缆连接件半圆形中空结构的示意图；
[0043]图4是本专利技术高压电力电缆的冷却装置的热计算方法流程图。
[0044]其中，1、电缆连接件；2、导热管；3、进水管；4、回水管；5、水管连接件；6、地下消防蓄水池；7、进水管；8、冷却装置；9、屋顶消防水箱；10、回水管；12、导温管；13、冷却片散；14、冷却连接件。
具体实施方式
[0045]以下结合附图对本专利技术做进一步详述。
[0046]本专利技术提出了一种高压电力电缆的冷却装置，如图1所示，包括电缆连接件1、导热管2、进水管3、回水管4和水管连接件5，所述电缆连接件1可拆卸的安装在高压电力电缆上且配有至少两个以上的流水通道7，所述电缆连接件1设置为至少两个以上且设置在相邻所述电缆连接件1之间的所述导热管2设置为弹簧状并缠绕式安装在高压电力电缆上，
[0047]所述弹簧状导热管2的两端分别与相邻之间的所述电缆连接件1的流水通道7的一端的连通，所述相邻之间的电缆连接件1的流水通道7的另一端的分别通过所述水管连接件5与所述进水管3和回水管4连通，所述电缆连接件1、导热管2、进水管3、回水管4和水管连接件5之间的配合用于实现对高压电力电缆的散热，提高高压电力电缆的额定载流量。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高压电力电缆的冷却装置，其特征在于：包括电缆连接件、导热管、进水管、回水管和水管连接件，所述电缆连接件可拆卸的安装在高压电力电缆上且配有至少两个以上的流水通道，所述电缆连接件设置为至少两个以上且设置在相邻所述电缆连接件之间的所述导热管设置为弹簧状并缠绕式安装在高压电力电缆上，所述弹簧状导热管的两端分别与相邻之间的所述电缆连接件的流水通道的一端的连通，所述相邻之间的电缆连接件的流水通道的另一端的分别通过所述水管连接件与所述进水管和回水管连通，所述电缆连接件、导热管、进水管、回水管和水管连接件之间的配合用于实现对高压电力电缆的散热，提高高压电力电缆的额定载流量。2.根据权利要求1所述的高压电力电缆的冷却装置，其特征在于：所述电缆连接件由两个半圆形中空结构组成且两端设置有电缆连接件安装通孔，所述两个半圆形中空结构上贯穿设置有流水通道。3.根据权利要求1所述的高压电力电缆的冷却装置，其特征在于：所述电缆连接件的材质为铜或不锈钢。4.一种如权利要求1所述的高压电力电缆的冷却装置的热交换计算方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：获取高压电力电缆敷设使用时的N个相关数据；步骤2：利用获取高压电力电缆敷设使用时的N个相关数据，计算高压电力电缆额定载流量，具体公式如下：式中：I为高压电力电缆载流量；Δθ为高于环境温度的导体温升数值；R为最高工作温度下导体单位长度的交流电阻；W
d
为导体绝缘单位长度的介质损耗；T1为一根导体和金属套之间单位长度的热阻；T2为内衬层与填料热阻；T3为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆然，马力，闫大威，邵冰然，白苏娜，秦涛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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