余杭区塘栖镇10kV线路改造电缆选型研究

摘要

电力电缆的使用是城市电力建设中十分重要的一个环节。本文依托余杭区塘栖镇10kV线路改造工程实际情况，完成用于指导实际工程的余杭地区10kV电缆的选型。余杭区配网现有线路大多比较老旧，杆塔也排布不合理，时有各种故障发生，急需进行相关改造和整顿，以提高供电质量和居民用电水平。
　　本文对电力电缆的绝缘材料组成及绝缘结构选型相关的因素进行了说明，介绍了电缆导体、屏蔽层、绝缘层、护层的结构及作用。对电缆沟敷设电缆线芯温度计算和电缆载流量计算深入研究，介绍了电缆本体的损耗、热阻及周围媒质的热阻计算方法。对比分析热路与电路、热流场与电流场的相关和联系，建立了电缆稳态热路模型和暂态热路模型，给出了电缆在不同敷设条件下的稳态导体温度计算方法，可以根据环境温度方便地反推得到电缆导体温度。
　　基于有限元法研究了电缆沟敷设下的温度场计算，完成了电缆沟和电缆本体的建模、网格剖分和边界确定工作。发现沟内温度应该是上层温度最高，位于底部的电缆散热条件良好，如需增大电缆中电流，可以考虑优先采用底部电缆。为了方便电缆沟内热量的交换，建议电缆敷设时，电缆缆沟上盖板留有一定缝隙，改善其与外界热量交换。同时，对10kV三芯电缆内部的温度分布与外热源的关系进行了分析，得到其内部温度场在电缆排管敷设情况下并不会受到外部热源的影响而改变其分布的结论，并提出得到排管敷设时电缆群稳态载流量的重要性。
　　电缆选型时需要综合考虑路径方案和电缆敷设方式，根据实际负荷情况，适当考虑电缆敷设时外部条件的影响，计算出电缆实际的载流量，得到了电缆线芯的尺寸，并最终确定电缆的选型。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

第2章 电缆绝缘结构

2．1 绝缘材料的种类

2．2 电缆结构分析

2．3 电缆导体

2．4 电缆屏蔽层

2．4．1 半导电屏蔽

2．4．2 金属屏蔽

2．5 电缆绝缘层

2．5．1 油浸纸绝缘电缆

2．5．2 挤包绝缘电缆

2．5．3 压力电缆

2．6 电缆护层

2．7 本章小结

第3章 10千伏三芯电缆导体温度计算原理

3．1 10千伏三芯电缆的稳态热路分析

3．2 10千伏三芯电缆的暂态热路分析

3．3 三芯电缆的相关参数

3．3．1 导体的交流电阻分析

3．3．2 导体损耗

3．3．3 电缆绝缘损耗

3．3．4 铠装层的损耗

3．3．5 电缆本体热阻计算

3．3．6 外部热阻的计算

3．4 本章小结

第4章 10千伏三芯电缆敷设时温度场与载流量的分析

4．1．1 电缆排管敷设时热量传递关系分析

4．1．2 三芯电缆的结构参数

4．2．1 仿真模型边界条件的优化

4．2．2 边界条件的建立

4．3 三芯电缆不同负载情况下温度场与载流量仿真分析

4．3．1 单侧热源对中心电缆的影响分析

4．3．2 四周热源对中心电缆的影响分析

4．3．3 电缆群产热率非同步时的载流量与温度场分布研究

4．4 本章小节

第5章 电缆选型的实际应用

5．1 工程概况

5．1．1 建设方案

5．1．2 工程内容

5．1．3 气象条件污区分布

5．1．4 电缆敷设环境条件

5．1．5 电缆运行条件

5．2 电缆选型

5．2．1 电缆导线材料选择

5．2．2 电缆绝缘材料的选择

5．2．3 电缆金属屏蔽、护套、外护层选择

5．2．4 电缆载流量计算

5．2．5 电缆选型结果

5．3 电缆敷设

5．4 本章小结

第6章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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