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地下电缆导体温度(IEC 60853-2 验证)

按 IEC 60853-2 算例 F2 的 400 kV 自容式充油电缆系统,计算电缆各部分的温度分布。

工程问题

如何计算 IEC 60853-2 算例 F2 的导体温度并与参考值核验?

解答

把给定的导体损耗、介质损耗与护套损耗直接施加在传热模型中,QuickField 算得 84°C,参考值为 85°C。

典型应用
  • 地下高压电缆
  • 埋地电力电缆
  • 电缆载流量核算
地下电缆导体温度(IEC 60853-2 验证)

仿真问题

问题类型
平行平面稳态传热
几何模型
单回路 400 kV 自容式充油电缆,导体截面 2000 mm²,外径 Ø122 mm,埋深 1000 mm,两侧间距各 300 mm。
已知条件
  • 材料热阻系数 [K·m/W]:外护层 3.5,油/纸绝缘 5.0,土壤 1
  • 半导电屏蔽层的导热性能按与介质相同处理,取 5.0 K·m/W
  • 空气温度 +10°C,对流系数 10 W/(m²·K)
  • 铜损 30.3 W/m,介质损耗 13.35 W/m,护套损耗 2.1 W/m
求解任务
计算导体温度并与参考值对比。
求解过程

本例中无需计算介质与导体中的损耗——损耗已在输入数据中直接给出。

QuickField 中输入体积功率密度 [W/m³] = 损耗 [W/m] ÷ 截面积 [m²]。

QuickField 中输入的是导热系数 [W/(m·K)],与热阻系数互为倒数。铜导体导热系数 380 W/(m·K),铅护套 25 W/(m·K)。

计算结果

QuickField 算得导体温度 84°C,IEC 60853-2 参考值 85°C。

参考文献:IEC 60853-2 算例 F2。

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