大截面交联聚乙烯电缆管道敷设力学分析及其载流量计算
Mechanical Analysis of Large Section Cross-linked Polyethylene Cable Pipe Laying and Calculation of Current Carrying Capacity
高压电力电缆是电力传输中重要的电力设备之一,随着我国城市化建设和电网技术的不断发展,高压电缆在输电线路中所占比重也越来越大.当长距离输电线路穿越复杂环境时,需采用地下管道敷设.由于管道环境的复杂性,高压电缆在管道敷设下的优化分析对输电的安全稳定运行是十分必要的.在管道敷设前的情况中,电缆在拉管敷设下没有明确的牵引力计算公式,此问题为工程敷设带来诸多麻烦.而在管道敷设方式下,电缆在管道中排列密度较大,特别是排管中敷设环境更为复杂,敷设环境的复杂性往往是限制电缆载流量的瓶颈段.针对以上问题,有必要开展管道敷设下的优化分析,进而为电网公司的运行管理提供辅助参考.本文首先建立不同情况下拉管敷设模型,根据模型推导出模型的线性公式,进而对拉管敷设方式下电缆的牵引力进行分析,推导出不同模型下牵引力公式,并对牵引力公式进行简化,利用公式推算验证简化公式的准确性.根据简化模型计算出电缆敷设不同输送方式下的最长距离,明确了电缆拉管敷设的牵引力公式.在提高管道敷设电缆载流量中,以敷设环境最为复杂的排管敷设电缆群为例,分析出利用敷设冷水管和吹入冷空气流的方式提高电缆载流量,并推导出敷设强迫冷却方式下电缆的载流量计算公式,通过计算验证了提高电缆载流量的可行性.建立了强迫冷却方式下电缆排管群温度场模型,仿真出敷设强迫冷却方式下电缆排管群的温度场,并利用迭代算法算出导体温度达到最高温度时的载流量.分析强迫冷却敷设方式下影响电缆载流量的因素,并通过仿真研究影响因素对电缆载流量的关系,使电缆载流量达到最大值.本文对高压电缆在管道敷设方式下的优化分析,为拉管敷设电缆牵引力和提高排管群电缆载流量提供理论依据,为电力部门充分发挥电缆的输电能力提供辅助参考.
- 作者：
- 郑照勇
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 高电压与绝缘技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 刘骥
- 中图分类号：
- TM75
- 关键词：
- 电缆；敷设；优化；牵引力；载流量
- cable; laying; optimization; traction; ampacity;