一种排管中敷设的电缆载流量计算方法技术

本发明专利技术提供了一种排管中敷设的电缆载流量计算方法，包括以下步骤：确定电缆的类型和敷设条件；计算导体最高工作温度θ

【技术实现步骤摘要】
一种排管中敷设的电缆载流量计算方法


[0001]本专利技术属于输配电
，特别涉及一种排管中敷设的电缆载流量计算方法。

技术介绍

[0002]随着城市建设和轨道交通行业的发展，电力主所至车站牵引变电所的电力电缆采用排管敷设方式的应用越来越广泛。对电缆在电力排管中敷设时的载流量计算，工程实施中通常采用电缆在空气中或直埋土壤中敷设的载流量乘以设计手册中给出的校正系数作为电缆选型的依据，由于校正系数仅适用于特定的敷设条件，无法针对不同的敷设条件精确计算电缆排管敷设时的载流量。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种排管中敷设的电缆载流量计算方法，通过导体温度迭代法计算排管中电缆的载流量，为工程实施提供理论依据。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种排管中敷设的电缆载流量计算方法，包括以下步骤：
[0005]S1：确定电缆的类型和敷设条件；
[0006]S2：设定电流I、导体最高工作温度θ
c
和排管中空气的平均温度θ
m
的初始值；
[0007]S3：计算导体最高工作温度θ
c
下的电阻R'；
[0008]S4：根据电缆的类型计算电缆本体热阻，电缆本体热阻包括绝缘层单位长度的热阻T1、内衬层单位长度的热阻T2和外护套单位长度的热阻T3；
[0009]S5：根据电缆的敷设条件计算电缆外部热阻T4，T4＝T
41
+T
42
+T
>43
；T
41
为电缆外表面与排管内表面之间空气热阻，T
42
为排管本身的热阻，T
43
为排管周围介质的热阻，
[0010][0011]其中，U、V和Y均为与敷设条件有关的常数，D
e
为电缆外径；
[0012]S6：计算导体温度：
[0013]θ'
c
＝θ0+I2·
R'
·
(T1+T2+T3+T4)
[0014]其中，θ0为导体初始温度；θ0＝20℃，
[0015]S7：比较导体温度θ'
c
与最高工作温度θ
c
：(θ
c
‑
θ'
c
)＞A，则电流I＝I+A；(θ'
c
‑
θ
c
)＞A，则电流I＝I
‑
A；|(θ
c
‑
θ'
c
)|≤A，则保持I值不变；A为计算精度；
[0016]S8：计算排管中空气的平均温度：
[0017]θ
m
'＝θ
c
‑
I2·
R'1·
(T1+T2+T3+0.5T
41
)；
[0018]S9：比较平均温度θ
m
'与预设温度θ
m
：(θ'
m
‑
θ
m
)＞A，则θm＝θm+A；(θ
m
‑
θ'
m
)＞A，则θm＝θm
‑
A；|(θ'
m
‑
θ
m
)|≤A，则保持θ
m
值不变；
[0019]S10：重复步骤S5
‑
S9，直到|θ
c
‑
θ'
c
|≤A且|θ'
m
‑
θ
m
|≤A为止，计算得到电力排管中敷设电缆的载流量I。
[0020]进一步的，电缆类型为400mm2截面直流电缆；电缆敷设条件为单根电缆敷设于排管中，排管外采用混凝土包覆。
[0021]进一步的，R'＝R0[1+α(θ
c
‑
20)]；其中，R0为20℃时导体直流电阻，α为电阻温度系数；
[0022]进一步的，A＝0.01。
[0023]工作原理：对于排管敷设的单根电力电缆，当电缆通以恒定的电流时，由于排管内空气热阻的计算涉及电缆与排管之间空气的平均温度，无法直接计算得此时导体的温度。因此，本计算方法通过先给定排管中的空气的平均温度的初始值和导体温度的初始值，迭代计算得到导体的载流量。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：本专利技术通过导体温度迭代法计算，可以较精确方便地得到不同敷设条件下单根电力排管中电缆的载流量，解决了工程上以往仅通过估算的问题，满足工程需要。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例的计算流程图。
具体实施方式
[0026]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。
[0027]本专利技术的实施例提供了一种排管中敷设的电缆载流量计算方法，如图1所示，其包括以下步骤：
[0028]S1：确定电缆的类型和敷设条件；电缆类型为400mm2截面直流电缆；电缆敷设条件为单根电缆敷设于排管中，排管外采用混凝土包覆。
[0029]S2：设定电流I、导体最高工作温度θ
c
和排管中空气的平均温度θ
m
的初始值；I＝500A，θc＝90℃，θ
m
＝60℃。
[0030]S3：计算导体最高工作温度θ
c
下的交流电阻R'；
[0031]R'＝R0[1+α(θ
c
‑
20)][0032]其中，R0为20℃时导体直流电阻，α为电阻温度系数，对于铜，α＝0.00393，见JB/T10181.11的表1。
[0033]S4：根据电缆的类型计算电缆本体热阻，电缆本体热阻包括绝缘层单位长度的热阻T1、内衬层单位长度的热阻T2和外护套单位长度的热阻T3。
[0034]绝缘层单位长度的热阻T1：(K*m/W)；式中：ρ
T1
为绝缘材料的热阻系数，(K*m/W)，对于XLPE，ρ
T1
＝3.5，见JB/T 10181.21的表1；
[0035]内衬层单位长度的热阻T2：(K*m/W)；式中：ρ
T2
为内衬层材料的热阻系数，(K*m/W)，对于聚烯烃，ρ
T2
＝3.5，见JB/T 10181.21的表1；
[0036]外护套单位长度的热阻T3：(K*m/W)；式中：ρ
T3
为外护套材料的
热阻系数，(K*m/W)，对于聚烯烃，ρ
T3
＝3.5，见JB/T 10181.21的表1。
[0037]D
c
为导体直径，D1为绝缘层外直径，D2为金属套外直径、D3为内衬层外直径、D4为铠装层外直径，D
e
外护套外直径。
[0038]S5：根据电缆的敷设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排管中敷设的电缆载流量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定电缆的类型和敷设条件；S2：设定电流I、导体最高工作温度θ
c
和排管中空气的平均温度θ
m
的初始值；S3：计算导体最高工作温度θ
c
下的电阻R'；S4：根据电缆的类型计算电缆本体热阻，电缆本体热阻包括绝缘层单位长度的热阻T1、内衬层单位长度的热阻T2和外护套单位长度的热阻T3；S5：根据电缆的敷设条件计算电缆外部热阻T4，T4＝T
41
+T
42
+T
43
；T
41
为电缆外表面与排管内表面之间空气热阻，T
42
为排管本身的热阻，T
43
为排管周围介质的热阻，其中，U、V和Y均为与敷设条件有关的常数，D
e
为电缆外径；S6：计算导体温度：θ'
c
＝θ0+I2·
R'
·
(T1+T2+T3+T4)其中，θ0为导体初始温度；S7：比较导体温度θ'
c
与最高工作温度θ
c
：(θ
c
‑
θ'
c
)＞A，则电流I＝I+A；(θ'
c
‑
θ
c
)＞A，则电流I＝I
‑
A；|(θ
c
‑
θ'
c
)|≤A，则保持I值不变...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜林，桑梓杰，沈菊，武伟康，闫泽源，尹超准，李雅丽，练海银，周云锋，左燕，
申请(专利权)人：中铁电气化勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：