[實用新型]一種單芯電纜導體溫度測試仿真驗證裝置

有效

• 申請號: 201520442394.6
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN204758149U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 沈鑫;閆永梅;李月梅;王昕;張林山
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本實用新型屬于電力電纜測試技術領域，尤其涉及一種單芯電纜導體溫度測試仿真驗證裝置。

背景技術

隨著城市電網高壓電纜線路的大量建設和投入運行，城區供電主網已日益演變成為以高壓電纜線路為主的、運行狀態復雜多變的供電系統。這一特征要求高壓電纜線路的載流量應更加靈活化，以應對線路故障、負荷轉供等緊急情況下短時載流量提升的需求。因此，如何研究并獲得高壓電纜線路的載流量可提升空間成為亟待解決的問題。

目前國內外已有研究多基于國際標準IEC60287標準，該標準給出的是電纜線路在100％恒定負荷下的額定載流量，與電纜線路負荷不斷波動、峰谷差大的實際運行狀態相差較大。同時，如何計算實際電纜線路短時載流能力還缺少成熟的方法。

運行中電纜的導體溫度是確定其是否達到載流量的主要依據，部分研究對電纜導體溫度的計算和監測進行了探索，例如期刊文獻《電纜導體溫度實時計算的數學方法》、《根據電纜表面溫度推算導體溫度的熱路簡化模型暫態誤差分析》、《外皮溫度監測的單芯電纜暫態溫度計算與試驗》等。

按照IEC60287國際標準，通常將導體與金屬護套間的所有材料合并為絕緣層進行計算。然而，由于電纜絕緣層與電纜繞包帶材料熱阻系數不同、電纜加工工藝的影響，使得電纜金屬護套與電纜阻水帶之間存在空氣間隙，這將影響到電纜的散熱性能，從而影響到電纜內部熱阻。目前，各電纜廠家無法提供精確的空氣隙厚度，且不同型號的電纜空氣隙厚度差異較大，典型電纜等值熱路模型不一定能準確計算和分析電纜溫度，因此，通過試驗的方法確定電纜各層熱參數和模型是進行電纜載流量計算的重要前提，也為今后標準修訂提供數據分析和仿真試驗支撐。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型對現有技術做進一步改進，提供了一種單芯電纜導體溫度測試仿真驗證裝置，可復現現場電纜運行的各種工況，對目前所有單芯電纜導體溫度計算模型進行準確度分析和判斷，也為今后標準修訂提供數據分析和仿真試驗平臺設備支撐。

本實用新型的技術方案如下：

一種單芯電纜導體溫度測試仿真驗證裝置，包括交流調壓器、多線圈并聯升流器、熱電偶測溫裝置、頂管、回填石屑、細砂、水池；其中，交流調壓器連接多線圈并聯升流器；多線圈并聯升流器連接試驗電纜首端和尾端；試驗電纜測試分為4段：頂管部分、直埋部分、水中部分和空氣部分；其中頂管部分安裝5個測溫點、直埋部分安裝3個測溫點、水中部分安裝3個測溫點、空氣部分安裝3個測溫點，一共14個測溫點。

本實用新型在試驗電纜上每個測溫點安裝12個熱電偶，其中在線芯處均勻安裝3個熱電偶；在絕緣層處均勻安裝3個熱電偶；在金屬護套處均勻安裝3個熱電偶；在外護層處均勻安裝3個熱電偶。頂管上方采用回填石屑，周圍采用細砂裝填，試驗電纜穿過頂管中心；水中部分的水池在地面以下深度為2m，長度為10m，整個水池采用自來水淹沒；試驗電纜放入水面1m以下，放入長度為10m。試驗電纜直埋部分長12m，試驗電纜埋入地面以下1m，上方采用回填石屑，試驗電纜周圍采用細砂裝填。試驗電纜空氣部分長10m，該部分試驗電纜置于地面。

采用本實用新型仿真驗證裝置，對目前的典型電纜等值熱路做了進一步改進，電纜導體工作溫度的計算公式為：

θ_c-θ_m＝(W_c+0.5W_d)T₁+[(1+λ₁)W_c+W_d]T₂+[(1+λ₁+λ₂)W_c+W_d]T₃