两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法和装置，首先利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态热路模型串联，得到两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型；然后基于上述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升；再根据上述一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升得到每根电缆的总温升；最后利用上述每根电缆的总温升确定两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量。本发明利用已有的单根电缆稳态热路模型以及热路与电路的相通性，建立两根平行直埋敷设电缆的热路模型并确定其中每根电缆的载流量，简单、准确，适合应用。
【专利说明】两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电缆【技术领域】，特别是涉及一种两根平行直埋敷设电缆载流量的 确定方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着城市建设和电力工业的发展，电力电缆线路在城市输配电线路中的应用越来 越广泛，多根直埋敷设方式也逐渐成为电缆线路敷设的主要方式。为充分利用电力电缆线 路的传输容量，提高电缆的利用率，准确计算电缆线路的温度场分布，根据电缆绝缘的耐受 温度确定载流量逐渐成为电力调度部门迫切关注的问题。
[0003] 载流量是电力电缆的一项重要参数，它指的是绝缘层所承受的长期工作温度不超 过额定值所对应的最大工作电流。在电力传输时电缆线路的最大工作电流不能大于电缆的 载流量，否则将对电缆寿命造成影响。进一步，实际负荷电流的大小影响着电缆绝缘层的温 度，负荷电流越大，绝缘层温度越高；反之，绝缘层温度越低。当负荷电流长期大于载流量 时，将会加速绝缘材质的老化，缩短电缆的使用寿命。但是导体工作温度达不到额定值时， 电缆截面则得不到充分利用，造成资源的浪费。所以在保证电缆绝缘不受损坏的提前下，应 当利用现有的条件对多根直埋敷设配电电缆的载流量进行计算，以充分发挥电缆的载流能 力，保证电力电缆在寿命周期内安全、可靠、稳定运行。
【发明内容】
[0004] 基于上述情况，本发明提出了一种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，方 法简单、准确，根据此方法可以对今后多根电缆共同敷设时的电缆载流量的计算提供依据， 适合应用。
[0005] 为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
[0006] -种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，包括以下步骤：
[0007] 利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态热路模型串联得到 所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，其中热阻T为所述两根平行直埋敷设电缆中 两单根电缆之间的沿电缆单位长度的土壤热阻；
[0008] 基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根平行直埋敷设电 缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升；
[0009] 根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电 缆自身产生的温升得到所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升；
[0010] 利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述两根平行直埋敷 设电缆中每根电缆的载流量。
[0011] 针对现有技术问题，本发明还提出了一种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装 置，结构简单、成本低，符合实际应用。
[0012] 本发明技术方案的实施例为：
[0013] 一种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置，包括：
[0014] 模型建立单元，用于利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态 热路模型串联，得到所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，其中热阻T为所述两根 平行直埋敷设电缆中两单根电缆之间的沿电缆单位长度的土壤热阻；
[0015] 温升获取单元，用于基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两 根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升；
[0016] 所述温升获取单元还用于根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根 电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升得到所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆 的总温升；
[0017] 载流量确定单元，用于利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定 所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明两根平行直埋敷设电缆载流量的 确定方法和装置，利用已有的单根电缆稳态热路模型以及热路与电路的相通性，建立两根 平行直埋敷设电缆的热路模型、确定两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量，简单、准 确，根据此方法可以对今后多根电缆共同敷设时的电缆载流量的计算提供依据，具有很高 的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为一个实施例中两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法流程图；
[0020] 图2为基于图1所示方法一个具体示例中两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方 法流程图；
[0021] 图3为现有单根IOkV三芯电缆的稳态热路模型；
[0022] 图4为一个实施例中两根平行直埋敷设IOKV三芯电缆的稳态热路模型；
[0023] 图5为一个实施例中两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本 发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明， 并不限定本发明的保护范围。
[0025] -个实施例中两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，如图1所示，包括以下 步骤：
[0026] 步骤SlOl :利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态热路模型 串联，得到所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，其中热阻T为所述两根平行直埋 敷设电缆中两单根电缆之间的沿电缆单位长度的土壤热阻；
[0027] 步骤S102 :基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根平行 直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升；
[0028] 步骤S103 :根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温 升和每根电缆自身产生的温升得到所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升；
[0029] 步骤S104 :利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述两根 平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量。
[0030] 从以上描述可知，本发明两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，方法简单、准 确，根据此方法可以对今后多根电缆共同敷设时的电缆载流量的计算提供依据，适合实际 应用。
[0031] 作为一个实施例，基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根 平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升的步 骤包括：
[0032] 所述两根平行直埋敷设电缆中的两单根1号电缆、2号电缆均为IOKV三芯电缆， 基于两根平行直埋敷设IOKV三芯电缆的稳态热路模型通过公式Q = 3Qd2+3 (1+入12+入22) Qc2得到2号电缆传递的总热流量，其中Q为2号电缆传递的总热流量，Qd2为2号电缆绝缘层 和绝缘屏蔽层的介质损耗，A 12为2号电缆金属屏蔽层的损耗因素 ，A 22为2号电缆铠装层 的损耗因素，9。2为2号电缆导体和导体屏蔽层产生的损耗，=€及，I2为2号电缆通过 的电流，R2为2号电缆单位长度的电阻；
[0033] 通过公式4 =沒。2 -3^TGd2 + (1 + 4 + 4) Gc2]得到2号电缆对1号电缆 表皮产生的温升，其中冗为2号电缆对1号电缆表皮产生的温升，e a为2号电缆的表皮温 度，T为所述两根平行直埋敷设IOKV三芯电缆中1号电缆和2号电缆之间的沿电缆单位长 度的土壤热阻；
[0034] 通过公式 =沒。1 - (4 +L +?) 0 =沒。2 - + +L +^32)[012 +(1 + ^12 +4) Gc2]得到 2 号电缆 对1号电缆导体产生的温升，其中4为2号电缆对1号电缆导体产生的温升，T12为2号电 缆绝缘层的热阻，T22为2号电缆填充层及内护套的热阻，T32为2号电缆外护套的热阻；
[0035] 通过将公式先-沒21 =& /3x(30cl +30dl /2)、0 21- 0 31 = T21X [3Qdl+3(l+入 n) OJ、031-% = T31X[3Qdl+3(l+An+X21)Qj三式相加得到1号电缆自身产生的温升： 先=化+以么+edl / 2)+37；股 a+4)+ej+3r31 [么(1+斗+4)+edl ]，其中屹为 1 号 电缆自身产生的温升，e 21为1号电缆金属屏蔽层温度，T11为1号电缆绝缘层热阻，Qca为1 号电缆导体和导体屏蔽层产生的损耗，Qdl为1号电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的介质损耗，9 31为1号电缆铠装层温度，T21为1号电缆填充层及内护套热阻，入n为1号电缆金属屏蔽层 的损耗因素 ，Q O1为1号电缆表皮温度，T31为1号电缆外护套热阻，X 21为1号电缆销装层 的损耗因素，= A2A，I1为1号电缆通过的电流，R1为1号电缆单位长度的电阻；
[0036] 根据已建立的两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，利用上述公式准确得到2 号电缆对1号电缆产生的温升和1号电缆自身产生的温升，保证后续处理正常运行，适合应 用。
[0037] 作为一个实施例，根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生 的温升和每根电缆自身产生的温升获得所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升 的步骤包括：
[0038] 基于所述2号电缆对1号电缆导体产生的温升<和所述1号电缆自身产生的温升 ^，根据叠加原理得到1号电缆的总温升：& =4+<，简单、准确，应用价值高。
[0039] 作为一个实施例，利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述 两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量的步骤包括：
[0040] 利用所述1号电缆的总温升e n通过公式
【权利要求】
1. 一种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤： 利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态热路模型串联，得到所述 两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，其中热阻T为所述两根平行直埋敷设电缆中两单 根电缆之间的沿电缆单位长度的土壤热阻； 基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根平行直埋敷设电缆中 一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升； 根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自 身产生的温升得到所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升； 利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述两根平行直埋敷设电 缆中每根电缆的载流量。
2. 根据权利要求1所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，其特征在于，基 于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根平行直埋敷设电缆中一根电 缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升的步骤包括： 所述两根平行直埋敷设电缆中的两单根1号电缆、2号电缆均为10KV三芯电缆，基于 两根平行直埋敷设10KV三芯电缆的稳态热路模型通过公式Q= 3Qd2+3 (1+入12+入22)Qe2得 到2号电缆传递的总热流量，其中Q为2号电缆传递的总热流量，Qd2为2号电缆绝缘层和 绝缘屏蔽层的介质损耗，A12为2号电缆金属屏蔽层的损耗因素，A22为2号电缆铠装层的 损耗因素，9。2为2号电缆导体和导体屏蔽层产生的损耗，这2 = 4馬，12为2号电缆通过的 电流，R2为2号电缆单位长度的电阻； 通过公式
得到2号电缆对1号电缆表皮 产生的温升，其中为2号电缆对1号电缆表皮产生的温升，0m为2号电缆的表皮温度，T为所述两根平行直埋敷设10KV三芯电缆中1号电缆和2号电缆之间的沿电缆单位长度的 土壤热阻； 通过公式
得到2号电缆对1号电缆导体产生的温升，其中'为2号电缆对1号电缆导体产生的温升， T12为2号电缆绝缘层的热阻，T22为2号电缆填充层及内护套的热阻，T32为2号电缆外护套 的热阻； 通过将公式 0 ' n_ 0 21 =Tn/3X(3Qcl+3Qdl/2)、0 21_ 0 31 =T21X[3Qdl+3 (1+Xn)QJ、 031_ 0Q1 =T31X[3Qdl+3 (1+入n+X21)QJ三式相加得到1号电缆自身产生的温升：0 'n = 0〇1+丁11汍1+9(11/2)+31' 21队1(1+入11)+〇(11]+31'31队 1(1+入11+入21)+〇(11]，其中0'11为1号电缆 自身产生的温升，0 21为1号电缆金属屏蔽层温度，In为1号电缆绝缘层热阻，Qel为1号电 缆导体和导体屏蔽层产生的损耗，Qdl为1号电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的介质损耗，9 31为1 号电缆铠装层温度，T21为1号电缆填充层及内护套热阻，入n为1号电缆金属屏蔽层的损 耗因素，％为1号电缆表皮温度，T31为1号电缆外护套热阻，X21为1号电缆销装层的损 耗因素，Qca=rt，Ii为1号电缆通过的电流，札为1号电缆单位长度的电阻。
3. 根据权利要求2所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，其特征在于，根 据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生 的温升获得所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升的步骤包括： 基于所述2号电缆对1号电缆导体产生的温升和所述1号电缆自身产生的温升 e'H,根据叠加原理得到1号电缆的总温升：义=C+4。
4. 根据权利要求3所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法，其特征在于，利 用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述两根平行直埋敷设电缆中每 根电缆的载流量的步骤包括： 利用所述1号电缆的总温升en通过公式
确定1号电缆的载流量。
5.-种两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置，其特征在于，包括： 模型建立单元，用于利用热阻T将两根平行直埋敷设电缆中的两单根电缆的稳态热路 模型串联，得到所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型，其中热阻T为所述两根平行 直埋敷设电缆中两单根电缆之间的沿电缆单位长度的土壤热阻； 温升获取单元，用于基于所述两根平行直埋敷设电缆的稳态热路模型得到所述两根平 行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆产生的温升和每根电缆自身产生的温升； 所述温升获取单元还用于根据所述两根平行直埋敷设电缆中一根电缆对另一根电缆 产生的温升和每根电缆自身产生的温升得到所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总 温升； 载流量确定单元，用于利用所述两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的总温升确定所述 两根平行直埋敷设电缆中每根电缆的载流量。
6. 根据权利要求5所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置，其特征在 于，所述两根平行直埋敷设电缆中的两单根1号电缆、2号电缆均为10KV三芯电缆，所 述温升获取单元基于两根平行直埋敷设10KV三芯电缆的稳态热路模型通过公式Q= 3Qd2+3(l+A12+入22)〇。2得到2号电缆传递的总热流量，其中Q为2号电缆传递的总热流 量，Qd2为2号电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的介质损耗，A12为2号电缆金属屏蔽层的损耗 因素，入22为2号电缆铠装层的损耗因素，〇。 2为2号电缆导体和导体屏蔽层产生的损耗， 込=/决，12为2号电缆通过的电流，R2为2号电缆单位长度的电阻； 通过公式
得到2号电缆对1号电缆表皮 产生的温升，其中久i为2号电缆对1号电缆表皮产生的温升，0 ^为2号电缆的表皮温度，T为所述两根平行直埋敷设10KV三芯电缆中1号电缆和2号电缆之间的沿电缆单位长度的 土壤热阻； 通过公式
得到2号电缆对1号电缆导体产生的温升，其中C为2号电缆对1号电缆导体产生的温升， T12为2号电缆绝缘层的热阻，T22为2号电缆填充层及内护套的热阻，T32为2号电缆外护套 的热阻； 通过将公式 0 ' n-0 21 =Tn/3X(3Qcl+3Qdl/2)、0 21- 0 31 =T21X[3Qdl+3 (1+Xn)QJ、 031_ 0cn=T31X[3Qdl+3 (1+入n+X21)QJ三式相加得到1号电缆自身产生的温升：0 /i= 0〇1+丁11汍1+9(11/2)+31' 21队1(1+入11)+〇(11]+31'31队 1(1+入11+入21)+〇(11]，其中0'11为1号电缆 自身产生的温升，0 21为1号电缆金属屏蔽层温度，In为1号电缆绝缘层热阻，Qel为1号电 缆导体和导体屏蔽层产生的损耗，Qdl为1号电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的介质损耗，9 31为1 号电缆铠装层温度，T21为1号电缆填充层及内护套热阻，入n为1号电缆金属屏蔽层的损 耗因素，％为1号电缆表皮温度，T31为1号电缆外护套热阻，X21为1号电缆销装层的损 耗因素，Qca=rt，Ii为1号电缆通过的电流，札为1号电缆单位长度的电阻。
7. 根据权利要求6所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置，其特征在于，所 述温升获取单元基于所述2号电缆对1号电缆导体产生的温升（和所述1号电缆自身产 生的温升9 'n,根据叠加原理得到1号电缆的总温升：& = < +先。
8. 根据权利要求7所述的两根平行直埋敷设电缆载流量的确定装置， 其特征在于，所述载流量确定单元利用所述1号电缆的总温升0 11通过公式
确定1号电缆的载流量。
【文档编号】G01R31/00GK104407247SQ201410687390
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】李文祥, 王鹏, 雷震, 缪威桑, 刘刚 申请人:广州供电局有限公司, 华南理工大学