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高壓輸電電纜作為城市能源輸送的重要通道,在電力系統(tǒng)中起著不可或缺的作用,一旦出現(xiàn)故障,會導致嚴重的社會和經(jīng)濟損失。電纜在輸送電力時會因?qū)w損耗而發(fā)熱,現(xiàn)在普遍使用的交聯(lián)聚乙烯(Cross-Linked Polyethylene, XLPE)絕緣電纜對導體運行溫度有嚴格要求,為了保證絕緣壽命,電纜長期工作溫度不能高于90℃。
研究結(jié)果表明:
1)鋁合金、復合材料和玻璃鋼這些熱導率高于0.5W/(m•℃)的材料制成的夾具能提高電纜的載流量,阻燃尼龍、膠木等熱導率低于0.5W/(m•℃)的材料制成的夾具會降低電纜的載流量;載流量的變化和材料熱導率成同相單調(diào)關(guān)系。
2)電纜熱時間常數(shù)與環(huán)境溫度無關(guān),只決定于電纜的熱阻和熱容,夾具對該參數(shù)有影響,夾具材料的熱導率越低,電纜的熱時間常數(shù)越大,越不能快速散熱。
3)夾具的間距和熱導率對導體溫度有影響,在一定負荷電流下,夾具間距越小,熱導率越小,夾具內(nèi)導體溫度越高;存在一個距離臨界值,當夾具間距小于0.2m,熱導率小于0.5W/(m•℃)時,導體溫度會大幅上升,工程中應盡量選取熱導率較好的夾具,并使夾具間距大于0.2m;若間距確需小于0.2m,應選用熱導率大于0.5W/(m2•℃)的夾具。
研究人員指出,夾具的材料和間隔距離對電纜的載流量和熱時間常數(shù)都有影響,夾具的熱導率和間隔距離都存在一個臨界值,在該值兩側(cè)導體溫度變化存在較大差異。該科研成果可為電纜的施工和運維提供理論和數(shù)據(jù)支持。
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