[發明專利]柔性礦物絕緣電纜載流量的計算方法、驗證裝置及方法

有效

• 申請號: 201610014861.4
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105677987B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 任虹光;盛業武;陳光高;沈智飛
• 申請（專利權）人: 四川明星電纜股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鐘瑩潔;錢成岑

本發明公開了一種柔性礦物絕緣電纜載流量的計算方法、驗證裝置及方法。本發明根據穩態熱路模型，設計建立對云母帶材和繞包帶熱阻系數的測量裝置和方法；針對多層繞包的絕緣熱阻，分析了氣隙對熱阻的影響，建立了云母帶/氣隙的串聯熱阻模型并對熱阻進行了歸一化處理，提出了填充系數和繞包等效半徑的概念和計算方法，建立了多層繞包絕緣熱阻的計算方法；分析了皺紋銅護套和成纜繞包層之間氣隙對內護熱阻的影響，提出的皺紋銅護套前后等效半徑的計算方法，建立了由成纜繞包和氣隙構成復合內護熱阻的計算方法；設計建立了對載流量進行驗證的實驗裝置，其具有結構簡單、測試準確、操作方便的特點。

技術領域

本發明涉及低壓耐火電纜設計制造的技術領域，更具體地講，涉及一種柔性礦物絕緣電纜載流量的計算方法、驗證裝置及方法。

背景技術

近年來，民用建筑領域一系列火災事故的發生，給國家和人民帶來了嚴重的生命和財產損失，也引起了全社會對建筑防火的重視。電氣火災占據火災事故的很大比例，而其中電線電纜是引起電氣火災的重要火災源。

從防火的角度出發，對電線電纜提出三個層次的要求：(1)電纜在火災情況下不延燃，火焰能自熄滅；(2)燃燒時少釋放濃煙，盡量不釋放有毒鹵素氣體；(3)在火災產生的高溫、振動、噴淋等嚴苛環境下能夠堅持供電一段時間，保證重要的照明、廣播、消防等系統正常工作。這三個層次要求分別對應阻燃電纜、低煙無鹵電纜和耐火電纜，其中礦物絕緣電纜由金屬和無機礦物質構成，不含有機材料，具有耐高溫、不燃燒、無煙無鹵的特點，是一種在火災情況下安全等級最高的防火型電纜。

目前礦物絕緣電纜主要有兩種：傳統的氧化鎂礦物絕緣電纜和新型柔性礦物絕緣電纜，兩者的結構類似，都是在銅導體和皺紋銅護套之間填充礦物絕緣材料。其中，氧化鎂礦物絕緣電纜填充的是氧化鎂粉，而新型柔性礦物絕緣電纜則是繞包多層云母帶。與傳統的氧化鎂礦物絕緣電纜相比，新型柔性礦物絕緣電纜具有制造工藝簡單、不易吸潮、敷設安裝簡便等一系列優點，目前得到用戶和制造廠家的大規模推廣應用。

但是，目前仍然缺乏對柔性礦物絕緣電纜載流量計算方法的研究，嚴重影響了客戶選型和產品的推廣應用，造成這一問題的原因主要有三個方面：(1)柔性礦物絕緣電纜采用多層繞包的絕緣結構，無法套用擠包絕緣的計算公式計算絕緣熱阻；(2)目前對繞包用合成云母帶的研究主要集中在高溫絕緣性能方面，缺乏熱傳導方面的研究和相關數據；(3)柔性礦物絕緣電纜中很大一部分采用裸銅護套，難于計算外部空氣熱阻。

因此，有必要提供一種柔性礦物絕緣電纜載流量的計算方法、驗證裝置及方法。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的在于提供一種針對柔性礦物絕緣電纜的載流量計算方法并提供對所計算的載流量進行驗證的裝置和方法。

為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種柔性礦物絕緣電纜載流量的計算方法，所述計算方法包括以下步驟：

A、計算在導體外繞包多層云母帶后形成的絕緣線芯的絕緣層熱阻T₁：采用熱阻歸一化原理對由繞包在導體外的云母帶層和云母帶層中的氣隙組成的多層熱阻復合模型進行簡化并根據云母帶層與氣隙的體積占比將云母帶層和氣隙分別歸并到絕緣線芯內層和絕緣線芯外層，分別計算云母帶層和氣隙的熱阻并將所述云母帶層和氣隙的熱阻相加得到絕緣層熱阻T₁，根據式1計算得到所述絕緣層熱阻T₁：

式中，為云母帶的熱阻系數，K*m/W；為已知的氣隙熱阻系數，K*m/W；R₁為導體的半徑，m；R₂為云母帶層的等效半徑，m；R₃為絕緣層的半徑，m；

根據式2計算得到所述云母帶層的等效半徑R₂：

式中，η為云母帶的填充系數；