電力電纜損耗與溫升的研究.pdf

1、在電力傳輸系統(tǒng)中電纜作為電能的主要載體被廣泛應用。電纜損耗是引起電纜溫度升高的主要原因,其造成了不小的經(jīng)濟損失,尤其是結構與敷設條件特殊的海底電纜。另外,絕緣局部故障也會導致電纜局部過熱,最終損壞絕緣。影響電纜溫升的因素復雜多變,大量試驗研究存在費用大、條件有限等缺點。采用數(shù)學分析手段研究電纜的損耗與溫升,能夠提高電纜容量利用率和準確評估絕緣狀態(tài),對電纜的可靠、安全、經(jīng)濟運行具有重要的實際意義。
　　 首先,對電纜的損耗與溫度場

2、的計算提出一種新的有限元分析方法(磁-熱耦合法)。采用有限元分析軟件ANSYS,結合電磁場和傳熱學的理論知識對電力電纜的電磁場與溫度場進行耦合分析,從而準確計算出了電纜的損耗值與溫度分布情況。
　　 其次,以解析分析與數(shù)值分析相結合的手段,對海纜金屬護層損耗和鎧裝損耗及其影響因素進行深入的探討。分析結果表明,在金屬護層在兩端接地情況下,金屬護層與鎧裝層間半導電墊層提供的導電通道,使得金屬護層感應電勢處處為零。由于金屬護層與鎧裝層

3、感應電流的存在,線芯、金屬護層與鎧裝層三者之間相互作用,損耗會降低。但是鎧裝層有感應電流流過時,每根鋼絲中磁力線形成閉合回路,渦流損耗增加。分析發(fā)現(xiàn)隔磁數(shù)越多,鎧裝層的渦流損耗越小,且鎧裝鋼絲的間距越大,渦流損耗越小。
　　 最后,提出利用光纖溫度傳感器提取電纜絕緣局部故障引發(fā)的局部過熱信息來在線監(jiān)測絕緣狀態(tài),仿真分析絕緣局部故障下電纜溫度分布情況。從分析結果上看,當局放處于發(fā)展期,其溫度變化滿足測量要求,認為這種監(jiān)測方式是可行