设计电缆的热测试,截取不同规格的66k V,220k V电缆,进行采样,测量在不同温度下电缆样品的径向尺寸,并通过以下方法获得电缆主绝缘的几何尺寸的变化:温度。金属护套的变形提供更准确的数据载体,以限制电缆的载流量。实验的重点是:电缆样本的实现;电缆加热测试仪的制造;在不同温度下精确测量电缆的径向几何尺寸;获得主电缆绝缘的径向几何尺寸与温度之间的关系。于测试的电缆样本全部取自长春供电公司的普通电缆,并将截断的电缆剥去金属护套和缓冲层,然后将其加工成易于测试的尺寸。HG881-2远红外电加热器吹干箱用作加热试验箱,箱内工作室尺寸为55×55×55cm,加热功率为3 kW,温度范围:常温-250℃,温度控制偏差:±3℃,为方便起见,在观察测试中,保持箱内温度,玻璃门安装了一个钢尺,并将钢尺水平安装在加热器箱的内衬上。缆的热测试后,用于测量绝缘层膨胀变化的工具是定制卡尺,它可以测量500mm的样品,测量精度为0.02mm。了准确确定加热电缆样品达到热稳定性所需的测试时间,使用有限元方法来模拟电缆样品的热稳定性时间。拟电缆是型号为YJL03-66-1×1200的66k V电缆。
考实际测试电缆模型,仅对电缆芯,导体屏蔽层和XLPE绝缘层建模。析温度场。具有一定切割长度的测试电缆样品的温度场放入90℃恒温烤箱中后,分析样品各层的温度变化。于测试电缆具有有限的长度,因此对固定长度电缆的纵向截面进行建模以建立二维轴对称模型。箱加热电缆的持续时间为4小时。缘层的长度为40厘米,电缆芯的长度为50厘米。缆芯内部的温度至少为89.75℃,并且90℃和90℃之间的差小于0.3℃。以看出,电缆样本的热稳定时间可以为4小时。测试使用卡尺测量电缆样本的外径。必要打开加热器箱门或从加热器箱中取出样品电缆。测量过程中,电缆样本将下降一定温度。于从90℃的烤箱中取出的样品,模拟了测量过程。们知道测量过程需要3分钟。电缆样品从恒温箱中取出时,初始温度为89.92℃。室温下放置3分钟后,温度下降0.6°C。以看出,由测量测试操作所需的时间引起的测试电缆的温度变化非常小,并且获得的尺寸可以认为是测量温度下的尺寸。样品电缆放入加热箱中,依次将加热温度调节至40℃,60℃,80℃,90℃,并在每种温度下加热4小时后将其取出。相同的校准位置,测量五次。向尺寸,然后取五个测量值的平均值作为样品尺寸,并对每个电缆样品执行相同的操作步骤。度为89.68℃,绝缘层外部的温度为80.27℃。接埋入电缆的深层土壤的温度通常在10°C至20°C之间变化,受环境影响较小。用与主绝缘层的内部和外部温度不同的恒定负载电流下的220 kV,1000 mm2电缆的有限元分析,可以得出电缆主绝缘的平均温度为可以计算出主电缆绝缘层的径向膨胀系数,并将其作为上述径向膨胀系数的函数。度为89.73℃,绝缘层的外部温度为79.892℃,采用传统的热力学热膨胀公式计算出绝缘层的径向膨胀为0.54mm。于对不同工作负载下66kV和220kV电缆的温度场进行了分析,对于处于相同工作状态的电缆,电缆主要绝缘层的径向膨胀随电缆外部温度的升高而增加。面,但效果很小。绝缘尺寸的变化在很大程度上受到电缆负载的影响。胀随负载而变化。
相同百分比的工作负载下,220 kV绝缘层的径向膨胀远大于66 kV。充电电流为载流量时,电缆主绝缘的平均温度最接近90℃。着电缆提供的负载电流减小,绝缘层的平均温度降低,主绝缘层的径向膨胀也减小。所选的计算电缆为例,220 kV工作电缆绝缘层的最大径向膨胀不超过1.0 mm,66 kV工作电缆绝缘层的最大径向膨胀不超过0 ,6毫米。常,考虑到电缆工作裕度和其他条件的安全性,电源电缆的工作电流将小于额定电流。这种情况下,电缆芯线的温度低于允许长期运行的最高温度。操作遇到突然的电流时,增加就是过载情况。电缆在此负载下继续运行时,电缆芯线的温度将超过90°C,从而导致XLPE绝缘背衬的热不稳定性并损坏电源电缆的性能。电缆低于载流量时,没有过载工作能力;但通常,电缆的工作负载小于其额定载流量。这一点上,电缆上施加了过载,电缆芯的温度达到90°C需要花费一些时间。一次不会损坏电缆绝缘层。负载突然增加到980A(过载超过830.2A的恒定负载容量)时,电缆绝缘层的内侧和外侧,绝缘层的外侧和电缆芯的温度上升会发生变化正常负载为750A的电缆。载操作一段时间后,电缆芯的温度将超过90°C。果电缆芯线长时间超过允许值,将严重损害系统的可靠性。于实际电气系统中的负载,它不是恒定的。该负载曲线下,电缆绝缘层内部,绝缘层外部和电缆芯的温度上升非常小。绝缘层外部的温度变化趋势与电缆芯线同步。此循环负载下,电缆的载流量为1147.6A。核心温度为90.02℃时,绝缘层内部的温度为89.51℃ ,绝缘层外部的温度为75.57℃,绝缘层的径向热膨胀为0.96mm。
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