一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统的制作方法

本发明涉及电力输送技术领域，尤其涉及一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统。

背景技术：

电力电缆的额定载流量是由电缆绝缘的最高允许工作温度决定的，即由电缆线芯外表面的最高允许温度决定。电缆工作时，其体线芯上表面的温度不仅与电缆所带负荷电流的大小密切相关，而且与电缆中的横向热传递特性以及电缆运行时的环境温度相关。无论是陆地电缆还是海底电缆，都存在散热环境较为恶劣的区域，导致整根电缆线路的输送容量受到限制。比如，陆地电缆非开挖顶管敷设段的埋深较大，且当多回路电缆同时敷设于同一钻孔时，由于钻孔内的排管紧贴在一起，导致散热较差；海底电缆登陆段可能长期裸露在阳光照射或埋设在不易散热的土质下，散热环境远劣于海中段。

为提升电力电缆瓶颈段的输送能力，国外工程有采用水循环强制冷却措施的工程案例。水循环冷却按冷却方式还可分为直接冷却和间接冷却：直接冷却是指是指冷却媒介物与电缆护套或绝缘屏障直接接触，一般把电缆放在一个套管内，在套管内通入冷却水，电缆直接浸在水中，通过水循环带走热量；间接冷却是电缆的发热通过一些传热的中间介质后再传到冷却介质的冷却方式，即在土壤中埋设电缆，并在电缆的附近土壤中埋设冷却的水管，水管中通有低温的冷却水。

直接冷却方式需要解决电缆和套管之间的密封难题，同时对电缆的阻水性能有较高的要求，一般适用于大容量、具有较好防水性能的海底电缆线路，实施难度较大，工程应用受到极大限制。因此，实际工程大都采用容易实现的间接冷却方式，但该方式因存在中间散热介质，散热效果远不如直接冷却。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统，以减少中间介质散热环节，提高冷却效果，避免瓶颈段电缆导体温度过高影响使用寿命为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统，包括软管和冷却循环装置，所述的软管以螺旋方式缠绕于电缆上，软管的两端分别连接于冷却循环装置的进水口和出水口；冷却循环装置出水口产生温度和流量可调的循环冷却水并通入软质的冷却管，整段冷却段电缆被软质的冷却管覆盖且两者紧密接触，将电缆施加电流产生的热量通过循环水带走，最终流回至冷却循环装置回流口进行再次冷却，由此形成闭合的水循环回路。与传统的间接冷却方式相比，采用软管缠绕的方式对电缆进行冷却，减少中间介质散热环节，冷却效果理论上可与直接冷却方式等同，而实施难度远低于直接冷却方式，通过冷却循环装置的水循环强制冷却手段带走电缆运行过程产生的热量，使运行电缆长期处于较低的环境温度，避免电缆导体温度过高影响使用寿命。

作为优选技术手段：电缆在缠绕软管后，在缠绕软管外围设有保温隔热装置。通过在软管外围设置保温装置，可以更好地实现隔热，可以有效降低外部高温热量传导入内。

作为优选技术手段：所述的软管缠绕电缆时，软管的相邻匝圈之间为紧贴无间隙。做到对电缆的最大冷却接触，实现最好地冷却热交换。

作为优选技术手段：所述的保温装置采用非金属保温材料。保温装置不能含有金属材料，避免导体通电流后会产生环流，非金属保温材料可为且保温效果的高分子材料，如塑料泡沫等。

作为优选技术手段：所述的冷却循环装置为可制冷的冷循环装置，可实现对系统出水温度和流量的控制。可有效保证冷却水的温度稳定性，装置使用普遍，冷却和流量控制效果好。

有益效果：与传统的间接冷却方式相比，采用软管缠绕的方式对电缆进行冷却，减少中间介质散热环节，冷却效果理论上可与直接冷却方式等同，而实施难度远低于直接冷却方式，通过冷却循环装置的水循环强制冷却手段带走电缆运行过程产生的热量，使运行电缆长期处于较低的环境温度，避免电缆导体温度过高影响使用寿命。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：1-软管；2-冷却循环装置；3-电缆；4-保温隔热装置。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统，包括软管1和冷却循环装置2，软管1以螺旋方式缠绕于电缆3上，软管1的两端分别连接于冷却循环装置2的进水口和出水口；冷却循环装置2出水口产生温度和流量可调的循环冷却水并通入软质的冷却管，整段冷却段电缆3被软质的冷却管（软管）覆盖且两者紧密接触，将电缆3施加电流产生的热量通过循环水带走，最终流回至冷却循环装置2回流口进行再次冷却，由此形成闭合的水循环回路。

为了防止外部热量传入而降低冷却效果，电缆3在缠绕软管1后，在缠绕软管1外围设有保温隔热装置4。通过在软管1外围设置保温装置，可以更好地实现隔热，可以有效降低外部高温热量传导入内，提升冷却效果。

为了实现最好地冷却热交换，软管1缠绕电缆3时，软管1的相邻匝圈之间为紧贴无间隙。做到对电缆3的最大冷却接触，实现最好地冷却热交换。

为了保证保温效果的同时，不产生新的热量，保温装置采用非金属保温材料。保温装置不含有金属材料，避免导体通电流后会产生环流，非金属保温材料可为且保温效果的高分子材料，如塑料泡沫等

为了实现冷却温度和流量控制，冷却循环装置2为可制冷的冷循环装置，可实现对系统出水温度和流量的控制。可有效保证冷却水的温度稳定性，装置使用普遍，冷却温度和流量控制效果好。

本实例中，软管1材质具有以下特征：1具有较好的机械性能，确保软管1能够缠绕于电缆3，尽可能实现电缆3全覆盖，同时能够承受最大水流量下的内部水压；2具有较低的热阻率，确保电缆3产生的热量能够及时被冷却水带走，使冷却效果尽可能接近于直接冷却方式。

本实例中的非金属保温材料也可采用多种保温材料，材料需要具有较高的热阻率，隔绝外界环境对冷却效果的影响，减少冷量流失；2具有较好的防腐特性，能够承受土壤或空气的长期腐蚀，确保能够长时间运行使用；3具有较好的机械性能，能够满足施工要求，同时保护软质水管免受机械损伤。

以上图1所示的一种采用软管缠绕和水循环冷却的电缆输送能力提升系统是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。